Fyzikální chemie II (a) - MC260P02N

• Anglický název: Physical Chemistry II (a)
• Zajišťuje: Katedra fyzikální a makromol. chemie (31-260)
• Fakulta: Přírodovědecká fakulta
• Platnost: od 2017
• Semestr: letní
• E-Kredity: 6
• Způsob provedení zkoušky: letní s.:
• Rozsah, examinace: letní s.:3/2, Z+Zk [HT]
• Počet míst: neomezen
• Minimální obsazenost: neomezen
• 4EU+: ne
• Virtuální mobilita / počet míst pro virtuální mobilitu: ne
• Stav předmětu: zrušen
• Jazyk výuky: čeština
• Garant: prof. RNDr. Jiří Vohlídal, CSc.
• Ve slož. neslučitelnosti pro: MC260P01M

Anotace

čeština

Poslední úprava: ZUSKOVA (01.10.2003)

Druhá část základního kurzu fyzikální chemie pro studenty všech chemických oborů, ve které jsou vyloženy klasifikace, terminologie, teorie a experimentální metody elektrochemie, chemické kinetiky, katalýzy a koloidní chemie.

angličtina

Poslední úprava: ZUSKOVA (01.10.2003)

Second part of the basic course on Physical Chemistry, in which classification, terminology, theories and experimental methods of Electrochemistry, Chemical Kinetics, Catalysis and Colloid Chemistry are discussed.

Literatura

Poslední úprava: RNDr. Jana Rubešová, Ph.D. (23.05.2003)

J. Vohlídal, Chemická kinetika, Karolinum, Praha 2001.

Z. Samec, Elektrochemie, Karolinum, Praha 1999.

Požadavky ke zkoušce

Poslední úprava: prof. RNDr. Jiří Vohlídal, CSc. (21.05.2012)

Zkouška je ústní. Silně akcentováno je skutečné porozumění probrané látce, nikoliv "naučení se" něčeho nazpaměť. Požadováno je též používání správné terminologie a "umění" aplikovat obecné vztahy na řešení příkladů s konkrétními látkami.

Sylabus

čeština

Poslední úprava: prof. RNDr. Jiří Vohlídal, CSc. (21.05.2012)

1. ZÁKLADNÍ POJMY, VELIČINY A KLASIFIKACE: Chemické reakce a rovnice; Klasifikace chemických reakcí; Reakční rychlost a rychlostní rovnice

2. ŘEŠENÍ KINETICKÝCH SCHÉMAT: Konkurenční a protisměrné reakce; Následné reakce  aproximace stacionárního stavu ; Kdy lze použít aproximaci stacionárního stavu ; Lineární řetězové reakce bez terminace a s terminací; Kinetické charakteristiky řetězových reakcí; Střední doba života aktivních center; Střední délka kinetického řetězce ; Rozvětvené řetězové reakce; Reakce vodíku s kyslíkem v plynné fázi; Explosní limity; Obecné řešení kinetiky rozvětvených řetězových reakcí

3 EXPERIMENTÁLNÍ METODY; Dokonale promíchávaný vsádkový reaktor; Trubkový reaktor s pístovým tokem; Dokonale promíchávaný průtokový reaktor; Relaxační metody; Další metody studia rychlých reakcí

4 TEORIE ELEMENTÁRNÍCH REAKCÍ: Srážková teorie elementárních reakcí; Frekvence srážek v jednotkovém objemu reakční směsi; Energeticky a stéricky účinné srážky; Teorie aktivovaného komplexu (tranzitního stavu); Plocha potenciální energie, reakční koordináta; Odvození vztahu pro rychlostní konstantu;

5 ELEMENTÁRNÍ REAKCE V ROZTOCÍCH: Reakce řízené (kontrolované) difusí; Difuse, Brownův pohyb, mikrobrownův pohyb; Zákony difuse ; Výpočet rychlostní konstanty kd; Difusí kontrolované reakce iontů; Reakce v roztocích řízené chemickým dějem; Vliv tlaku na elementární reakce v roztocích; Vliv elektrostatických interakcí reaktantů ; Specifické vlivy reakčního prostředí. Hammettova rovnice; Lineární korelace Gibbsových energií

6 KATALÝZA A INHIBICE CHEMICKÝCH REAKCÍ: Principy funkce a klasifikace katalyzátorů a inhibitorů; Principy katalýzy; Katalýza, katalyzátory; Principy inhibice; Inhibice, inhibitory; Acidobazická katalýza. Kinetika kysele katalyzovaných reakcí; Kinetika bazicky katalyzovaných reakcí; Enzymová katalýza; Základní kinetika enzymových reakcí; Kompetitivní inhibice enzymových reakcí; Nekompetitivní inhibice enzymových reakcí; Antikompetitivní inhibice enzymových reakcí; Heterogenní katalýza; Adsorpční rovnováha; Langmuirova adsorpční izoterma; Izotermy pro disociativní adsorpci a pro koadsorpci; Izoterma BET - vícevrstvá adsorpce; Rychlostní rovnice heterogenně katalyzovaných reakcí.

7. ZÁKLADY KOLOIDNÍ CHEMIE: klasifikace dispersních soustav, aerosoly, pěny, inkluze, lyosoly, emulze, suspenze, gely, micely, solubilizace látek, tekuté membrány, vesikuly, chemické reakce v koloidních soustavách, difúze a Brovnův pohyb, sedimentace, dialýza, elektrokinetické děje, rozptyl světla.<

8. VEDENÍ ELEKTRICKÉHO PROUDU: elektronově vodivé látky, roztoky elektrolytů, pevné elektrolyty, taveniny elektrolytů, iontově vodivé polymery, vedení elektrického proudu ve vícefázových soustavách - elektrody a galvanické články, membrány, jednoduché metody založené na měření proudu - coulometrie, konduktometrie.

9. ELEKTROCHEMICKÉ ROVNOVÁHY:selektrochemický potenciál, podmínky rovnováhy, podmínka elektroneutrality, příspěvky elektrického potenciálu a složení fáze, teorie aktivitního koeficientu, rovnováhy v roztocích elektrolytů, disociace elektrolytů, asociace iontů, málo rozpustné elektrolyty, protolytické (acidobazické) reakce, rovnováhy na fázových rozhraních; Nernstův potenciálový rozdíl, Donnanův potenciálový rozdíl, absolutní elektrodový potenciál, elektrická dvojvrstva, rovnovážné napětí galvanických a voltaických článků, galvanické články, kapalinový potenciál, voltaické články.

10. ELEKTRODOVÁ KINETIKA: polarizace elektrod, zdroje proudu a elektrolyzéry, polarizační metody,kinetika jednoduché reakce přenosu elektronu, kinetika povrchových reakcí přenosu elektronu, kinetika reakcí přenosu iontu, reakce přenosu náboje a transportní procesy, rychlost reakcí přenosu náboje a látkové toky, lineární difúze, sférická difúze, stacionární konvektivní difúze, nestacionární konvektivní difúze. elektroosmotický tok.

angličtina

Poslední úprava: prof. RNDr. Jiří Vohlídal, CSc. (21.05.2012)

Basic terms and definitions, thermodynamic forces, rate of reaction, rate law, classification of reactions from the chemical kinetics point of view, reaction mechanism, steady state approximation, solutions to reaction schemes, chain reactions (linear and branched), experi-mental methods of chemical kinetics (batch and flow reactors), chemical relaxation, theory of elementary reactions (collision theory, transition state theory, calculations of steric factors) reactions in solution, cage effect, diffusion-controlled reactions, reactions controlled by chemical change (influence of the pressure, Coulombic interactions, primary salt effect, sol-vent effects), structure-to-reactivity correlations (Hammett, Taft), principles of catalysis, aci-dobasic catalysis, Hammett's acidity function, enzyme catalysis, adsorption isotherms, hetero-geneous catalysis.

Charge transport in the solid and liquid phases (electronic conductors, electrolytes, conducting polymers, electrodes, galvanic cells, membranes), coulometry, conductometry, electrochemical equilibria, electrochemical potential, theory of activity coefficients of elec-trolytes, dissociation of electrolytes, association of ions, low-soluble electrolytes, protolytic reaktions, inter-phase equilibria, Nernst potential, Donnan potential, electrode potential, elec-trode bilayer, equilibria in galvanic and voltaic cells, electrochemical kinetics, polarization of electrodes, elektrolysers, polarization methods, charge transfer kinetics (reactions involving electrons and ions), transport processes (linear diffusion, spherical diffusion, convective dif-fusion, electroosmotic flow.

Classification and basic properties of dispersion systems - Brownian motion, sedimen-tation, dialysis, electrokinetic phenomena, light scattering, supramolecular membranes.