C4402 Fyzikální chemie II

Přírodovědecká fakulta
jaro 2005
Rozsah
2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Doporučované ukončení: zk. Jiná možná ukončení: k.
Vyučující
prof. RNDr. Jan Vřešťál, DrSc. (přednášející)
Garance
prof. RNDr. Jan Vřešťál, DrSc.
Chemická sekce - Přírodovědecká fakulta
Rozvrh
St 7:00–8:50 02004
Předpoklady
C3401 Fyzikální chemie I
Fyzikální chemie I (C3401).
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Obsahem předmětu jsou základy fyzikální chemie soustav při změnách stavu soustav. Jednotlivé kapitoly pojednávají o těchto tématech: Kinetická teorie ideálního plynu. Základy lineární nerovnovážné termodynamiky. Transportní procesy v plynech a v tekutinách: difůze, vedení tepla, transport iontů. Chemická dynamika. Teorie reakčních rychlostí. Vlastnosti makromolekul a fázových rozhraní. Koloidy, adsorpce.Struktura molekul a její zjišťování. Důraz je kladen na molekulární interpretaci pozorovaných jevů. Cílem je získat základní znalosti, umožňující samostatné řešení praktických problémů v oblasti nerovnovážných procesů, chemické dynamiky a struktury molekul.
Osnova
  • 1. Kinetická teorie ideálního plynu Maxwellovo rozdělení rychlostí, rozdělení energií, mezimolekulární srážky, srážkový průměr, frekvence srážek, střední volná dráha. Tlak par. 2. Transportní vlastnosti Tok molekulární veličiny, efúze, difúze, viskozita, tepelná vodivost. 3. Základy lineární nerovnovážné termodynamiky Produkce entropie, fenomenologické rovnice, Onsagerův princip reciprocity, Sylvestrovy podmínky, Curieův princip symetrie, stacionární stavy a jejich stabilita. Příklady užití lineární nerovnovážné termodynamiky. 4. Transport iontů Vodivost iontů, specifická a molární vodivost. Kohlrauschův a Ostwaldův zákon. Iontové pohyblivosti, převodová čísla, Debye-Hückel-Onsagerova teorie, Wienův jev. 5. Difúze 1. a 2. Fickův zákon. Difúzní koeficeinty. Einsteinův, Nernstův-Einsteinův a Stokesův-Einsteinův vztah. Statistická analýza difúze, Einsteinův-Smoluchowskiho vztah. 6. Praktické aspekty elektrochemie Koroze.Palivové články. Elektrochemické analytické metody: voltametrické metody: polarografie a pulzní polarografie, potenciometrie, coulometrie a konduktometrie. 7. Chemická dynamika Rychlost chemických reakcí. Zvratné, následné a bočné reakce.Teplotní závislost reakční rychlosti. Řetězová reakce. Fotochemické reakce, katalýza a autokatalýza. Nelineární nerovnovážná termodynamika: oscilující reakce. 8. Teorie reakčních rychlostí Srážková teorie. Teorie aktivovaného komplexu. reakční koordináta, přechodový stav, aktivační energie. Eyringova rovnice. 9. Kinetika přenosu elektronu Elektrochemický potenciál. Elektrodová dvojvrstva a její modely,proudová hustota a výměnná proudová hustota. Butlerova -Volmerova rovnice. Přepětí a polarizace. Tafelovy souřadnice. 10. Vlastnosti makromolekul a fázové rozhraní Osmóza. Elektroforéza. Sterická eliminační chromatografie. Polyelektrolyty a dialýza. Viskozita. 11. Adsorpce Fyzikální a chemická adsorbce. Freundlichova a Langmuirova izoterma. Izoterma BET 12. Struktura povrchů a její zjišťování. Interakce záření s hmotou: spektroskopie Moessbauerova, hmotnostní, fotoelektronová, elektronová (tranzitní moment a intenzity absorpčních pásů), molekulová (IČ, Rama-nova, rotační a vibrační), EPR a NMR. Vznik spekter a principy jejich měření. 13. Elektrické, magnetické a optické vlastnosti molekul. Dipólový mo-ment, index lomu, refrakce. Diamagnetizmus, paramagnetizmus, feromag-netizmus, antiferomagnetizmus a ferimagnetizmus.Optická aktivita mo-lekul, Cottonův jev, optická rotační disperze, cirkulární dichroizmus. 14. Koloidy Struktura a stabilita povrchů. Typy disperzních soustav, elektrická dvojvrstva. Povrchové napětí a povrchový nadbytek. Příprava a vlastnosti koloidů, sedimentace. Koagulace koloidů.
Literatura
  • ATKINS, P. W. Physical chemistry. 6th ed. Oxford: Oxford University Press, 1998. 1014 s. ISBN 0198501013. info
Metody hodnocení
Výuka probíhá týdně, ukončení je písemnou (řešení příkladů) a ústní zkouškou.
Informace učitele
K úspěšnému ukončení předmětu se požaduje znalost výše uvedené látky včetně schopnosti řešení praktických příkladů. Hlavní okruhy otázek: Kinetická teorie plynů. Transportní procesy: difůze, vedení tepla, viskozita. Základy lineární nerovnovážné termodynamiky. Základy chemické kinetiky: kinetika chemických reakcí a kinetika přenosu náboje. Základy chemické dynamiky - teorie reakčních rychlostí. Makromolekuly a fázová rozhraní, adsorpce. Koloidy. Znalosti a dovednosti, které by měl student nabýt absolvováním předmětu: Student získá základní vědomosti, potřebné pro řešení problémů transportních procesů, chemické a elektrochemické kinetiky a procesů na fázových rozhraních, včetně schopnosti řešení praktických příkladů a schopnosti molekulární interpretace jevů
Další komentáře
Předmět je vyučován každoročně.
Nachází se v prerekvizitách jiných předmětů
Předmět je zařazen také v obdobích jaro 2000, jaro 2001, jaro 2002, jaro 2003, jaro 2004.
  • Statistika zápisu (nejnovější)
  • Permalink: https://is.muni.cz/predmet/sci/jaro2005/C4402