546-0306/01 – Fyzikálně-chemické procesy ()
| Garantující katedra | Katedra environmentálního inženýrství | Kredity | 5 |
| Garant předmětu | doc. Mgr. Eva Pertile, Ph.D. | Garant verze předmětu | doc. Mgr. Eva Pertile, Ph.D. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinný |
| Ročník | 1 | Semestr | letní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 1999/2000 | Rok zrušení | 2006/2007 |
| Určeno pro fakulty | HGF | Určeno pro typy studia | bakalářské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Vyučovací metody
Anotace
Student se seznámí s vybranými chemickými a fyzikálně-chemickými procesy a
získá rovněž základní znalosti významných fyzikálních vztahů a zákonitostí,
které využije pro pochopení dějů ovlivňujících životní prostředí. Základy
termodynamiky. 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. Vybrané chemické a fyzikálně-chemické procesy.
Povinná literatura:
1.Atkins P.W.: Physical Chemistry. Oxford Univ.Press, Oxford 1996
2.Brdička R., Dvořák J.: Základy fyzikální chemie. Academia, Praha 1977
3.Brdička, R. a kol.: Úvod do fyzikální chemie. Praha, SNTL 1972
4.Holba V.: Fyzikálno-chemické vlastnosti atómov a molekul. SPN; Bratislava
1980
5. Karpenko, V.: Vyřešené příklady z fyzikální chemie pro biology, SPN Praha,
1990.
6.Moore W.J.: Fyzikální chemie, SNTL, Praha 1979
7.Price, N. C., Dwek, R. A.: Principles and Probléme in Physical Chemistry for
biochemists, Clarendon Press, Oxford 1979,
8.Vodrážka, Z: Fyzikální chemie pro biologické vědy, Academia, Praha, 1982.
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
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.
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.