546-0100/02 – Analytická a fyzikální chemie ()
Garantující katedra | Katedra environmentálního inženýrství | Kredity | 6 |
Garant předmětu | Fiktivní Uživatel | Garant verze předmětu | Fiktivní Uživatel |
Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinný |
Ročník | 2 | Semestr | zimní |
| | Jazyk výuky | čeština |
Rok zavedení | 2000/2001 | Rok zrušení | 2008/2009 |
Určeno pro fakulty | HGF | Určeno pro typy studia | magisterské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Vyučovací metody
Anotace
Fyzikální chemie jako vědní disciplína, její předmět a vztahy s ostatními
vědami. Využití fyzikální chemie pro pochopení dějů ovlivňujících životní
prostředí. Základy termodynamiky. Chemické vazby a vlastnosti materiálů.
Chemické reakce a jejich rychlost. Chemické rovnováhy a jejich význam pro
chemickou analýzu. Fázové přeměny a fázové rovnováhy. Fázová rozhraní a děje na
nich. Vliv dějů na fázových rozhraních na procesy v přírodě a jejich technické
využití.
Předmět a cíl analytické chemie. Chemická analýza jako prostředek zkoumání
hmotných objektů. Význam analytické chemie pro životní prostředí. Proces
chemické analýzy. Kvantitativní a kvalitativní chemická analýza. Odběr vzorků.
Kontrola a zajištění jakosti v analytické chemii. Mobilní analytické metody.
Automatizace v chemické analýze.
Povinná literatura:
1.Atkins P.W.: Physical Chemistry. Oxford Univ.Press, Oxford 1996
2.Berčík,J. a kol.: Fyzikálne a fyzikálnochemické analytické metódy, Alfa,
Bratislava, 1977
3.Brdička R., Dvořák J.: Základy fyzikální chemie. Academia, Praha 1977
4.Brdička, R. a kol.: Úvod do fyzikální chemie. Praha, SNTL 1972
5.Harris D. C.: Quantitative chemical analysis. 4th ed. New York : W.H.
Freeman, 1995.
6.Holba V.: Fyzikálno-chemické vlastnosti atómov a molekul. SPN; Bratislava
1980
7.Holzbecher,Z., Churáček,J. a kol.: Analytická chemie SNTL, Praha, 1987.
8.Kalavská,D., Rúriková,D.: Minilexikon analytickej chémie, Alfa, Bratislava,
1990
9.Kellner R., Mermet J. M., Otto M., Widmer H. M.: Analytical Chemistry, Wiley
1998.
10.Moore W.J.: Fyzikální chemie, SNTL, Praha 1979
11.Polák R., Zahradník R.: Kvantová chemie. SNTL, Praha 1985
12.Skoog D. A., Holler, J. F., Nieman T. A. : Principles of instrumental
analysis. 5th ed. Philadelphia : Saunders College Publishing, 1998.
13.Skoog D. A.: Analytical chemistry : an introduction. 7th ed. Fort Worth :
Saunders College Publishing, 1999.
14.Sommer L. a kolektiv: Základy analytické chemie II, VUTium Brno 2000.
15.Sommer L.: Základy analytické chemie I, VUTium Brno 1998.
16.Šrámek,V., Kosina,L.: Analytická chemie, FIN Olomouc 1996, ISBN 80-7182-005-
9
17.Vacík J.: Obecná chemie. Praha, SPN 1986
18.Volka K.: Analytická chemie II. VSCHT Praha 1995.
19.Zýka J. a kol. : Analytická příručka. Díl I a II. SNTL Praha, 1988.
Doporučená literatura:
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
E-learning
Další požadavky na studenta
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
Termodynamika: Ideální a reálné plyny. Kritický stav, princip korespondujících
stavů. Tepelná rovnováha, teplota, tlak, nultá věta. První věta termodynamiky,
vnitřní energie, teplo, práce. Stavové funkce. Standardní stavy.
Termodynamická
reverzibilita. Enthalpie,tepelné kapacity za konstantního tlaku a objemu.
Termochemie. Hessův zákon. Kirchhoffova rovnice. Jouleův-Thomsonův jev.
Kalorimetrie.
Druhá věta termodynamiky. Entropie. Clausiova nerovnost. Účinnost tepelného
stroje. Třetí věta. Gibbsova a Helmholtzova funkce. Gibbsova-Helmholtzova
rovnice. Slučovací Gibbsova funkce. Závislost Gibbsovy funkce na tlaku,
teplotě
a složení. Chemický potenciál. Fugicita.
Fázové rovnováhy: Fázové přeměny čisté látky. Obecná podmínka fázové
rovnováhy.
Závislost chemického potenciálu čisté látky na teplotě a tlaku. Stabilita
fází.
Fázový diagram. Clapeyronova a Clausiova-Clapeyronova rovnice. Klasifikace
fázových přechodů. Soustavy s reagujících složek. Trojsložkové fázové
diagramy.
Parciální molární veličiny. Gibbsova- Duhemova rovnice. Raoultův a Henryho
zákon.
Termodynamika mísení. Aktivita. Kapalné roztoky. Koligativní vlastnosti.
Gibbsovo fázové pravidlo. Izobarické fázové diagramy dvousložkových soustav
kapalina-kapalina a kapalina-pevná látka.
Chemické rovnováhy: Závislost Gibbsovy funkce na rozsahu reakce. Rovnovážná
konstanta a její závislost na tlaku a na teplotě. Le Chatelierův princip.
Rovnovážná elektrochemie: Aktivity iontů v roztocích. Debyeova-Hückelova
teorie silných elektrolytů, iontová atmosféra, iontová síla. Součin
rozpustnosti. Galvanické a elektrolytické články. Standardní potenciál
elektrody, redoxní schopnost. Druhy elektrod. Nernstova rovnice. Oxidačně-
redukční potenciály. Kapalinové spojení a membránový potenciál. Termodynamika
elektrochemického článku. pH jeho výpočet a měření.
Kinetická teorie ideálního plynu: Maxwellovo-Boltzmannovo rozdělení rychlostí,
rozdělení energií, mezimolekulární srážky, srážkový průměr, frekvence srážek,
střední volná dráha. Tepelná vodivost, difúze, 1. a 2. Fickův zákon.
Faradayovy zákony, vodivost iontů. Specifická a molární vodivost silné a
slabé elektrolyty. Kohlrauschův a Ostwaldův zákon. Převodová čísla.
Elektrochemický potenciál. Přepětí a polarizace.
Chemická dynamika: Rychlost chemických reakcí Rychlostní zákon, rychlostní
konstanta a řády reakcí. Poločasy reakcí. Molekularita. Zvratné, následné a
paralelní reakce. Teplotní závislost reakční rychlosti. Řetězová reakce,
fotochemické reakce, katalýza a autokatalýza. Srážková teorie. Teorie
aktivovaného komplexu, reakční koordináta, přechodový stav, aktivační
energie.
Vlastnosti makromolekul a fázové rozhraní: Osmóza. Elektroforéza.
Polyelektrolyty a dialýza. Viskozita. Povrchová energie, kapilární
jevy,praktické aspekty rozdělovacích rovnováh.
Koloidy a adsorpce: Struktura a stabilita povrchů. Typy disperzních
soustav, elektrická dvojvrstva. Příprava a vlastnosti koloidů. Koagulace
koloidů. Fyzikální a chemická adsorpce. Adsorpční isotermy.
Analytické reakce, Protolytické reakce ve vodném prostředí, základy
grafického popisu acidobazických rovnováh. Komplexotvorné rovnováhy, popis
komplexotvorných rovnováh, komplexy amoniaku, CN-, SCN- , I- , hydrolýza
kationtů a aniontů, cheláty kovů a nekovů, organická analytická činidla.
Analytické reakce za vzniku sraženin, rozpustnost a součin rozpustnosti,
substituční srážení, konverze sraženin. Redoxní rovnováhy: popis redoxních
reakcí, standardní a formální potenciál, redoxní disproporcionace.
Principy kvalitativní chemické analýzy. Skupinová a selektivní činidla,
původ analytické selektivity, maskovací činidla. Gravimetrie, Teorie vzniku
sraženin, pochody na sraženinách; vážení; zpracování sraženin, gravimetrické
postupy.
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.