651-2087/01 – Fyzikální chemie II (FCH II)
| Garantující katedra | Katedra chemie a fyzikálně-chemických procesů | Kredity | 5 |
| Garant předmětu | prof. Ing. Jana Dobrovská, CSc. | Garant verze předmětu | prof. Ing. Jana Dobrovská, CSc. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinný |
| Ročník | 2 | Semestr | letní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 2022/2023 | Rok zrušení | |
| Určeno pro fakulty | FMT | Určeno pro typy studia | bakalářské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Absolventi předmětu budou umět:
- charakterizovat roztoky – Raoultův a Henryho zákon, ideální a neideální roztoky, termodynamické funkce roztoků, aktivita složky v roztoku, termodynamické modely roztoků;
- analyzovat fázové diagramy binárních kapalných soustav;
- aplikovat termodynamické funkce na roztoky elektrolytů;
- charakterizovat možnosti využití elektrochemických článků;
- aplikovat získané teoretické poznatky na teoretických a laboratorních cvičeních a v technické praxi.
Vyučovací metody
Přednášky
Cvičení (v učebně)
Experimentální práce v laboratoři
Anotace
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.
Povinná literatura:
Doporučená literatura:
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
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
Další požadavky na studenta
Nejsou další požadavky na studenta.
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
1. Úvod do předmětu. Roztoky. Klasifikace roztoků. Roztoky neelektrolytů a jejich empirický popis.
2. Termodynamické funkce roztoků. Termodynamické modely roztoků – model ideálního, reálného, regulárního, atermálního roztoku.
3. Koligativní vlastnosti roztoků neelektrolytů. Fázové diagramy binárních kapalných směsí.
4. Destilace a rektifikace. Rozdělovací rovnováhy, Nernstův rozdělovací zákon.
5. Elektrochemie - terminologie elektrochemie. Elektrolýza.
6. Vodivost roztoků elektrolytů, teorie vodivosti elektrolytů.
7. Teorie silných elektrolytů. Součin rozpustnosti.
8. Rovnováhy v roztocích slabých elektrolytů.
9. Elektrody, základní typy elektrod. Galvanické články, základní typy, použití.
10. Koloidní soustavy. Klasifikace. Vlastnosti koloidních soustav – optické, kinetické a elektrické.
11. Termodynamika povrchů pevných látek a kapalin
12. Povrchové jevy. Adsorpce na pohyblivém fázovém rozhraní.
13. Adsorpce na tuhém fázovém rozhraní. Adsorpce plynů na tuhých látkách, adsorpce látek z roztoku.
14. Vybrané koloidní soustavy a jejich vlastnosti.
Po týdnu se budou střídat laboratorní a výpočtová cvičení.
Teoretická cvičení:
- Úvod, koncentrace roztoků, Raoultův a Henryho zákon.
- Reálné roztoky neelektrolytů, různé pojetí aktivit, termodynamické funkce roztoků, určení parciálních molárních veličin.
- Koligativní vlastnosti roztoků. Mísitelné, omezeně mísitelné a nemísitelné binární kapalné směsi.
- Samostatná výpočtová práce I.
- Elektrolýza, převodová čísla iontů. Vodivost elektrolytů. Silné elektrolyty, souvislost mezi iontovými a středními veličinami, Debye- Hückelův zákon. Součin rozpustnosti.
- Rovnováhy v roztocích slabých elektrolytů, pufrační kapacita.
- Adsorpce na pohyblivém fázovém rozhraní. Adsorpce na tuhém fázovém rozhraní z plynné fáze a z roztoku.
- Samostatná výpočtová práce II.
Laboratorní úlohy:
1. Stanovení konstant adsorpční izotermy kyseliny octové na aktivním uhlí
2. Stanovení parciálních veličin v kapalných soustavách
3. Povrchové napětí vybraných kapalin metodou maximálního tlaku v bublince
4. Měření viskozity Höpplerovým viskozimetrem.
5. Stanovení závislosti stupně bobtnání želatiny na pH roztoku
6. Kritická micelární koncentrace laurylsíranu sodného – vodivostní stanovení
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.