546-0306/01 – Physical and Chemical Processes ()
Gurantor department | Department of Environmental Engineering | Credits | 5 |
Subject guarantor | doc. Mgr. Eva Pertile, Ph.D. | Subject version guarantor | doc. Mgr. Eva Pertile, Ph.D. |
Study level | undergraduate or graduate | Requirement | Compulsory |
Year | 1 | Semester | summer |
| | Study language | Czech |
Year of introduction | 1999/2000 | Year of cancellation | 2006/2007 |
Intended for the faculties | HGF | Intended for study types | Bachelor |
Subject aims expressed by acquired skills and competences
Teaching methods
Summary
Student familiarizing with choice chemical and physico - chemical processes
and regaining as well basic knowledge of significant physical relations and
regularity, which avails for understanding actions biasing environment. Bases
of thermodynamic. Chemical reactions and their rate. Chemical balances and
their meaning for chemical analysis. Phase conversion and phasic balances.
Phasic interface and action on them. Influence of actions on phasic interfaces
on processes outdoor and their technical usage. Choice chemical and
physiochemical processes.
Compulsory literature:
Atkins P.W.: Physical Chemistry. Oxford Univ.Press, Oxford 1996
Price, N. C., Dwek, R. A.: Principles and Probléme in Physical Chemistry for
biochemists, Clarendon Press, Oxford 1979,
Recommended literature:
Way of continuous check of knowledge in the course of semester
E-learning
Other requirements
Prerequisities
Subject has no prerequisities.
Co-requisities
Subject has no co-requisities.
Subject syllabus:
1. Základní pojmy: Hmota (látka) a záření, množství látky – mol, Avogadrova
konstanta, extenzivní a intenzivní veličiny, molární veličiny, jednotky pro
koncentraci. Zákon zachování hmoty a energie, jednotka energie.
2. Vlastnosti plynů: Stav látky, jednotky tlaku a teploty, standardní hodnoty
tlaku a teploty, absolutní teplota, teplotní stupnice, stavová rovnice
ideálního plynu. Kinetický model ideálního plynu:rozložení rychlosti, střední
kvadratická rychlost, střední rychlost.
Reálné plyny: van der Waalsovy rovnice kritické veličiny plynu.
3. První termodynamická věta: Vnitřní energie, objemová práce, reverzibilní a
ireverzibilní děje, stavové funkce, entalpie, tepelné kapacity při konstantním
objemu a tlaku. Termochemie: entalpie (teplo) tání varu, sublimace, tuhnutí,
kondenzace, reakční slučovací.
4. Druhá termodynamická věta: Definice entropie systému a okolí. Clausiova
nerovnost; entropie; definice Helmholtzovy a Gibbsovy energie spontánnost a
rovnováha dějů.
Definice chemického potenciálu čisté látky, chemický potenciál ideálního
plynu,
fugacita reálného plynu.
5. Čisté látky: Pevné látky, kapaliny, plyny, fázové změny, Gibbsův zákon
fází,
rovnováha mezi fázemi, Clapeyronova rovnice, Clausiova-Clapeyronova rovnice,
obsah vodní páry ve vzduchu, relativní vlhkost. Viskozita, povrchové napětí.
6. Směsi: Parciální molární veličiny, parciální molární objem, chemický
potenciál složek směsi, Raoltův zákon, Henryho zákon, koligativní vlastnosti
roztoků: zvýšení bodu varu, snížení bodu tuhnutí, rozpustnost tuhých látek,
osmotický tlak. Var směsi kapalin. Definice aktivity, aktivita složek v plynné
směsi a roztoku, směšovací Gibbsovy funkce.
7. Koloidní soustavy: Rozdělení, příprava koloidních systémů, význam. Díly
lyofilní a lyofobní. Ultrafiltrace, dialýza, elektroforéza. Aerosoly. Pěny,
emulze gely.
8. Disperzní soustavy, Struktura a stabilita povrchů. Typy disperzních
soustav,
elektrická dvojvrstva. Příprava a vlastnosti koloidů. Koagulace koloidů.
Fyzikální a chemická adsorpce. Adsorpční isotermy.
9. Chemické rovnováhy: Reakční Gibbsovy energie, standardní reakční Gibbsovy
energie, rovnovážní konstanta, závislost rovnovážné konstanty na teplotě
(van´t
Hortova rovnice), závislost rovnovážného složení a tlaku, homogenní a
heterogenní chemické rovnováhy. Závislost Gibbsovy funkce na rozsahu reakce.
Rovnovážná konstanta a její závislost na tlaku a na teplotě. Le Chatelierův
princip. Komplexotvorné rovnováhy. Srážecí rovnováhy. Oxidačně - redukční
rovnováhy.
10. Kinetika chemických reakcí: Reakční rychlost, reakční řád, molekularita
reakce, stacionární stav, rychlost radioaktivního rozpadu, rozpadové řady.
Teplotní závislost reakční rychlosti. Řetězová reakce, fotochemické reakce,
katalýza a autokatalýza.
11. Elektrické a optické vlastnosti látek: Dipólový moment, elektrická
permitivita, index lomu, elektronové přechody, elektronová spektroskopie,
absorbance.
12. Chemická dynamika: Rychlost chemických reakcí. Rychlostní zákon,
rychlostní
konstanta a řády reakcí. Poločasy reakcí. Molekularita. Zvratné, následné a
paralelní reakce.
13. 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.
14. Vybrané chemické a fyzikálně-chemické procesy: Princip a jejich využití:
Oxidace a redukce. Hydrolýza. neutralizace. srážení. Koagulace Adsorpce.
Desorpce a absorpce. Extrakce. Flotace. Iontová výměna.
Conditions for subject completion
Occurrence in study plans
Occurrence in special blocks
Assessment of instruction
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.