651-2087/01 – Physical Chemistry II (FCH II)
| Gurantor department | Department of Chemistry and Physico-Chemical Processes | Credits | 5 |
| Subject guarantor | prof. Ing. Jana Dobrovská, CSc. | Subject version guarantor | prof. Ing. Jana Dobrovská, CSc. |
| Study level | undergraduate or graduate | Requirement | Compulsory |
| Year | 2 | Semester | summer |
| | Study language | Czech |
| Year of introduction | 2022/2023 | Year of cancellation | |
| Intended for the faculties | FMT | Intended for study types | Bachelor |
Subject aims expressed by acquired skills and competences
Graduates of the course will be able to:
- characterize solutions - Raoult's and Henry's law, ideal and non-ideal solutions, thermodynamic functions of solutions, activity of a component in solution, thermodynamic models of solutions;
- analyze phase diagrams of binary liquid systems;
- apply thermodynamic functions to electrolyte solutions;
- characterize the possibilities of using electrochemical cells;
- apply the acquired theoretical knowledge in laboratory and in technical practice.
Teaching methods
Lectures
Tutorials
Experimental work in labs
Summary
Předmět rozšiřuje základní znalosti fyzikální chemie o problematiku roztoků neelektrolytů i elektrolytů a koloidních soustav. Při jeho studiu se předpokládá absolvování základního kurzu fyzikální chemie v rozsahu bakalářského studia z oblasti termodynamiky a chemické kinetiky. Obsah předmětu je zaměřen na popis chování roztoků neelektrolytů i elektrolytů pomocí empirických i termodynamických modelů a dějů na mobilních i imobilních površích. Předmět se věnuje také soustavám obsahujícím koloidní částice a nanočástice, jejich vlastnostem a využitím.
Compulsory literature:
Recommended literature:
1. LAURIER L. Schramm. Emulsions, Foams, and Suspensions. Fundamentals and Applications. WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, 2005. ISBN: 978-3-527-30743-2.
Way of continuous check of knowledge in the course of semester
Podmínky pro získání zápočtu:
- 100 % účast na teoretických cvičeních - 2 body
- účast na teoretických cvičeních menší než 80% poskytuje možnost neudělení zápočtu
- úspěšné absolvování dvou samostatných výpočtových písemek
- oprava písemky – lze opravit maximálně jednu písemku maximálně jedenkrát.
- absolvování požadovaného počtu laboratorních cvičení, odevzdání a obhájení protokolů (bodové ohodnocení představuje hodnocení jak vlastní teoretické přípravy na zadanou laboratorní úlohu, tak hodnocení práce v laboratoři a hodnocení obsahové a formální stránky laboratorního protokolu včetně jeho obhajoby)
Bodové hodnocení zápočtu:
- zápočet min. bodů 20
- zápočet max. bodů 45
V celkovém zisku bodového ohodnocení zápočtu musí být obsaženo nenulové hodnocení obou výpočtových písemek (min. 5 bodů za 1 písemku) a laboratorního cvičení, tzn. student musí absolvovat obě výpočtové písemky a splnit podmínky laboratorního cvičení.
Bodové hodnocení zkoušky: zkouška kombinovaná
- písemná část zkoušky - max. 15 bodů
- ústní teoretická část zkoušky - max. 40 bodů
V celkovém zisku bodového ohodnocení zkoušky musí být obsaženo jak nenulové hodnocení výpočtové zkouškové písemky (min. 5 bodů) tak nenulové hodnocení vlastní ústní zkoušky, tzn. student musí absolvovat obě části zkoušky. Bodové hodnocení předmětu se získá součtem bodů za cvičení a za absolvování zkoušky, výsledná klasifikace je dána podmínkami ve Studijním a zkušebním řádu VŠB TUO.
E-learning
Other requirements
There are no additional requirements.
Prerequisities
Subject has no prerequisities.
Co-requisities
Subject has no co-requisities.
Subject syllabus:
1. Introduction to the subject. Solutions. Classification of solutions. Non-electrolyte solutions and their empirical description.
2. Thermodynamic functions of solutions. Thermodynamic models of solutions - model of ideal, real, regular, athermal solution.
3. Colligative properties of non-electrolyte solutions. Phase diagrams of binary liquid mixtures.
4. Distillation and rectification. Partition equilibria, Nernst's law of partition.
5. Electrochemistry - terminology of electrochemistry. Electrolysis.
6. Conductivity of electrolyte solutions, theory of electrolyte conductivity.
7. Theory of strong electrolytes. Solubility product.
8. Equilibria in weak electrolyte solutions.
9. Electrodes, basic types of electrodes. Galvanic cells, basic types, applications.
10. Colloidal systems. Classification. Properties of colloidal systems - optical, kinetic and electrical.
11. Thermodynamics of solids and liquids surfaces
12. Surface phenomena. Adsorption at the mobile phase interface.
13. Adsorption at the solid phase interface. Adsorption of gases on solids, adsorption of substances from solution.
14. Selected colloidal systems and their properties.
laboratory and computational exercises will alternate after a week.
Computational exercises:
- Introduction, concentration of solutions, Raoult's and Henry's law.
- Real solutions of non-electrolytes, various concepts of activities, thermodynamic functions of solutions, determination of partial molar quantities.
- Colligative properties of solutions. Miscible, limited miscible and immiscible binary liquid mixtures.
- Computational work I.
- Electrolysis, ion conversion numbers. Electrolyte conductivity. Strong electrolytes, connection between ionic and medium quantities, Debye-Hückel's law. Solubility product.
- Equilibria in weak electrolyte solutions, buffering capacity.
- Adsorption at the mobile phase interface. Adsorption at the solid phase interface from the gas phase and from the solution.
- Computational work II.
Labs:
1. Determination of acetic acid adsorption isotherm constants on activated carbon
2. Determination of partial quantities in liquid systems
3. Surface tension of selected liquids by the method of maximum bubble pressure
4. Viscosity measurement with a Höppler viscometer.
5. Determination of the dependence of the degree of swelling of gelatin on the pH of the solution
6. Critical micellar concentration of sodium lauryl sulfate - conductivity determination
Conditions for subject completion
Occurrence in study plans
Occurrence in special blocks
Assessment of instruction
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.