Předmět Fyzikální chemie je rozdělen do dvou kurzů (MC260P01M a MC260P02M). První část (MC260P01M) je zaměřena na termodynamiku. Nezahrnuje kapitoly o stavbě atomů a molekul, interakci hmoty a záření a stavovém chování látek. S těmito tématy se studenti seznámí v rámci jiných předmětů, především v obecné a anorganické chemii. Kurz rovněž nezahrnuje statistickou termodynamiku.

Výuka probíhá formou přednášek a cvičení. Na cvičení (rozsah 1 hod. týdně) se řeší příklady vztahující se k přednášeným tématům. K předmětu se dále vztahuje cvičení (MC260C01M).

Subject Physical chemistry is divided into two courses (MC260P01M and MC260P02M). The first course is aimed at the thermodynamics. It does not deal with structure of atoms and molecules, interaction of matter and radiation and state properties of substances. These topics are involved in other courses (general and inorganic chemistry). Statistical thermodynamics is also omitted.

Lectures are accompanied by exercises.

P.W. Atkins: Physical Chemistry, Oxford University Press

W.J. Moore: Fyzikální chemie, SNTL, Praha

J. Dvořák, R. Brdička: Základy fysikální chemie, Academia, Praha

Zápočet:

K udělení zápočtu je třeba získat 20 bodů. Body student získává za aktivní účast na cvičení (1 cvičení = 1 bod) a za výsledky ze dvou zápočtových testů. Maximální počet bodů z jednoho testu je 10. Nemá-li student po ukončení semestru potřebný počet bodů, má dva opravné pokusy na souhrnný zápočtový test, z kterého lze získat až 20 bodů.

Zkouška:

Získání zápočtu je nutnou podmínkou pro skládání zkoušky.

Zkouška se skládá z písemné a ústní části. Zkouškový test je ohodnocen maximálně 20 body, pro postoupení k ústní části musí student z testu získat alespoň 12 bodů. Výsledné hodnocení zkoušky závisí na výsledku testu i ústní části. Jestliže student ani při třetím pokusu nezíská potřebných 12 bodů, může být ústně přezkoušen, dosáhl-li z posledního pokusu alespoň 10 bodů, nebo v součtu ze všech tří testů získal alespoň 24 bodů. Jestli-že má student předmět zapsán již podruhé, poslední pokus vždy zahrnuje i ústní část.

TERMODYNAMIKA

1. AXIOMATICKÁ VÝSTAVBA KLASICKÉ TD

1.1. Základní pojmy

1.2. I. věta termodynamiky

(formulace slovní, matematická; Jouleův experiment; entalpie; tepelné kapacity;

aplikace na děje v uzavřeném systému; Poissonova rovnice adiabaty)

1.3. Termochemie - aplikace I.věty TD na chemické a fyzikální děje

(reakční tepla; skupenská tepla; Kirchhoffova rovnice)

1.4. II. věta termodynamiky

(formulace slovní; entropie; formulace matematická; změna entropie při dějích

v uzavřených systémech; Gibbsova a Helmholtzova energie, statistická definice

entropie)

1.5. III. věta termodynamiky

(Nernstův tepelný teorém; slovní formulace; výpočet absolutní hodnoty entropie)

2. APLIKACE TD (I. a II. věty) NA FYZIKÁLNÍ A CHEMICKÉ PŘEMĚNY A NA SYSTÉMY V ROVNOVÁZE

2.1. Základní veličiny pro termodynamický popis vícesložkových systémů

(parciální molární veličiny, chemický potenciál, fugacita, aktivita)

2.2. Termodynamika míšení

(směšovací stavové veličiny)

2.3. Fázové rovnováhy

(podmínka fázové rovnováhy; Gibbsův zákon fází; jednoslož?kové soustavy -

Clapeyronova rovnice, Clausiova-Clapeyronova rov.; dvousložkové soustavy -

Henryho zákon, Roultův zákon, koligativní vlastnosti roztoků; třísložkové

soustavy - Nernstův rozdělovací zákon)

2.4. Rovnováhy v mezifází

(adsorpce, adsorpční izotermy)

2.5. Chemické rovnováhy

(rozsah reakce; stupeň konverze; reakční Gibbsova energie; podmínka chem.

rovnováhy; rovnovážná konstanta; reakční izoterma, izobara, izochora; rovnovážné

složení - ovlivňování vnějšími podmínkami)

THERMODYNAMICS

The first law (internal energy, enthalpy, heat capacity). Thermochemistry (enthalpies of physical and chemical changes, Kirchhoff´s law). The second law (entropy, the Gibbs and Helmholtz energies, the statistical entropy). The third law (Nernst heat theorem, third-law entropies). Quantities for description of mixtures (partial molar quantities, chemical potential, fugacity, activity). The thermodynamics of mixing (state mixing functions). Phase equilibria (Gibbs phase rule, Clapeyron and Clausius-Clapeyron equation, Henry's law, Raoult's law, colligative properties, partition equilibrium). Chemical equilibrium (degree of conversion, extent of reaction, the reaction Gibbs energy, equilibrium constant, the van't Hoff equations, equilibrium composition).