Detail předmětu

Physical Chemistry II

FCH-BAA_FCH2Ak. rok: 2024/2025

Rychlost chemických reakcí, reakce 1. a 2. řádu, reakce vyšších řádů, kinetika složených reakcí, teorie chemické kinetiky, závislost rychlosti chemické reakce na teplotě, teorie absolutních reakčních rychlostí, řetězové a fotochemické reakce, teorie homogenní a heterogenní katalýzy. Fyzikální chemie povrchů, termodynamika fázových rozhraní, teorie smáčení, adsorpční jevy - Gibbsova rovnice adsorpční izotermy, adsorpce na pohyblivém fázovém rozhraní a na tuhém povrchu, charakterizace koloidních disperzí, chování disperzí, elektrická dvojvrstva, molekulově- kinetické vlastnosti disperzních soustav - sedimentace, osmotický tlak, Donnanovy rovnováhy, optické a reologické vlastnosti disperzních soustav, gely, hrubědisperzní soustavy - emulze, suspenze, aerodisperzní soustavy.

Jazyk výuky

angličtina

Počet kreditů

6

Garant předmětu

doc. Ing. Petr Dzik, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav fyzikální a spotřební chemie (ÚFSCH)

Nabízen zahraničním studentům

Všech fakult

Vstupní znalosti

Znalosti z vybraných kapitol z předmětu Fyzika I. II. (skupenské stavy, elektrodynamika, optika). Základy diferenciálního a integrálního počtu.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

1. Zápočet: Výpočetní seminář - : 70% bodů z průběžných písemek.
2. Zkouška: Písemný test, skládající se z odpovědí na 5 otázek. Na tuto část může navazovat ústní dozkoušení.

Rozvrh výpočtových cvičení z Fyzikální chemie II.:
1. Rychlost chemické reakce
2. Reakce I.řádu
3.Reakce II. a vyšších řádů
4. Složené reakce
5. Závislost rychlosti chemické reakce na teplotě, teorie absolutních reakčních rychlostí.
6. Stanovení řádu reakce, enzymová kinetika
7. Charakterizace koloidně disperzních soustav
8. Termodynamika fázových rozhraní
9. Zakřivená fázová rozhraní
10. Adsorpce
11. Membránové rovnováhy
12. Viskozita disperzních soustav

Učební cíle

Cílem předmětu Fyzikální chemie II. je poskytnutí základních vědomostí z chemické kinetiky a koloidní chemie tak, aby je bylo možné využít při řešení problémů v podmínkách laboratorní a průmyslové praxe. Zároveň budou získané znalosti sloužit jako základ pro studium dalších předmětů.
V rámci přednášek z Chemické kinetiky studenti získají základní znalosti z kinetiky elementárních a složitých reakcí, kinetiky homogenně a heterogenně katalyzovaných reakcí, jakož i o faktorech, ovlivňujících rychlost chemických reakcí. V části Koloidní chemie jsou studenti informováni o základních fyzikálně-chemických vlastnostech disperzních koloidních soustav a vlastnostech povrchů. Získané znalosti si studenti ověřují v rámci výpočtových cvičení, jejichž absolvování formou zápočtu po splnění přesně definovaných podmínek umožňuje přistoupení ke zkoušce z předmětu Fyzikální chemie II. Vykonání zkoušky je následně základem pro úspěšné zvládnutí dalších předmětů ve vyšších ročnících, především předmětu Chemické inženýrství.

Základní literatura

Atkins P. W.: Physical Chemistry. Oxford University Press, 1998 (EN)
Bartovská L., Šišková M.: Fyzikální chemie povrchů a koloidních soustav. VŠCHT v Praze, Praha 2002 (EN)
Hunter R.: J.Foundations of Colloid Science, Clarendon Press - Oxford, 1986 (EN)
Kello V., Tkáč A.: Fyzikálna chémia, Alfa, Bratislava 1977 (EN)
Lisý M., Valko L.: Príklady a úlohy z fyzikálnej chémie, Alfa Bratislava, 1979 (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program NPAP_ENVI magisterský navazující 1 ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Petr Dzik, Ph.D.

Osnova

1. Rychlost chemické reakce. Reakce prvního, druhého a vyšších řádů.

2. Stanovení řádu chemických reakcí. Reakce složité: vratné, paralelní a následné reakce.

3. Vliv teploty na rychlost chemické reakce. Teorie aktivních srážek. Teorie absolutních
reakčních rychlostí.

4. Reakce v roztocích. Teorie homogenní katalýzy. Enzymová katalýza.

5. Řetězové reakce. Fotochemické reakce. Difuze.

6. Kinetika heterogenních reakcí.

7. Klasifikace disperzních soustav. Distribuční funkce. Termodynamika fázových rozhraní -
volná a celková povrchová energie..

8. Teorie smáčení. Adhezní a kohezní práce. Zakřivené povrchy.

9. Teorie adsorpce - Gibbsova rovnice adsorpční izotermy. Adsorpce na pohyblivém fázovém
rozhraní, adsorpce na povrchu tuhé látky.

10. Elektrokinetické jevy, teorie elektrické dvojvrstvy. Koloidně disperzní soustavy, jejich
rozdělení a příprava. Fázové a molekulové koloidy, polokoloidy.

11. Molekulově-kinetické vlastnosti koloidních soustav - Brownův pohyb, difuze.
Sedimentace a osmotický tlak koloidně disperzních soustav, Donnanovy rovnováhy.

12. Stabilita koloidně disperzních soustav. Koagulace, flokulace. Optické vlastnosti a
viskozita koloidně disperzních soustav.

13. Gély, jejich rozdělení a vlastnosti. Hrubodisperzní soustavy - základní charakteristiky
suspenzí a emulzí.

14. Aerodisperzní soustavy.

Seminář

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Petr Dzik, Ph.D.