546-0306/01 – Physical and Chemical Processes ()

Gurantor departmentDepartment of Environmental EngineeringCredits5
Subject guarantordoc. Mgr. Eva Pertile, Ph.D.Subject version guarantordoc. Mgr. Eva Pertile, Ph.D.
Study levelundergraduate or graduateRequirementCompulsory
Year1Semestersummer
Study languageCzech
Year of introduction1999/2000Year of cancellation2006/2007
Intended for the facultiesHGFIntended for study typesBachelor
Instruction secured by
LoginNameTuitorTeacher giving lectures
PER34 doc. Mgr. Eva Pertile, Ph.D.
Extent of instruction for forms of study
Form of studyWay of compl.Extent
Full-time Credit and Examination 2+2
Combined Credit and Examination 12+0

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

Další požadavky na studenta

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

Full-time form (validity from: 1960/1961 Summer semester)
Task nameType of taskMax. number of points
(act. for subtasks)
Min. number of points
Exercises evaluation and Examination Credit and Examination 100 (100) 51
        Exercises evaluation Credit 45 (45) 0
                Written exam Written test 45  0
        Examination Examination 55 (55) 0
                Written examination Written examination 30  0
                Oral Oral examination 25  0
Mandatory attendence parzicipation:

Show history

Occurrence in study plans

Academic yearProgrammeField of studySpec.FormStudy language Tut. centreYearWSType of duty
2005/2006 (B2102) Mineral Raw Materials (3904R005) Environmental Engineering P Czech Ostrava 1 Compulsory study plan
2005/2006 (B2102) Mineral Raw Materials (3904R005) Environmental Engineering K Czech Ostrava 1 Compulsory study plan
2004/2005 (B2102) Mineral Raw Materials (3904R005) Environmental Engineering P Czech Ostrava 1 Compulsory study plan
2004/2005 (B2102) Mineral Raw Materials (3904R005) Environmental Engineering K Czech Ostrava 1 Compulsory study plan

Occurrence in special blocks

Block nameAcademic yearForm of studyStudy language YearWSType of blockBlock owner