2.4 Stavové chování směsí plynů Ideální směs Ideální směs reálných plynů Stavové rovnice pro plynné směsi

Transkript

1 1. ZÁKLADNÍ POJMY 1.1 Systém a okolí 1.2 Vlastnosti systému 1.3 Vybrané základní veličiny Množství Délka Délka 1.4 Vybrané odvozené veličiny Objem Hustota Tlak Složení (koncentrace) Molární zlomek složky, molární procenta Molární zlomek složky, hmotnostní procenta Objemový zlomek složky Látková koncentrace Molalita Relativní nasycenost 1.5 Děje probíhající v systému 2. STAVOVÉ CHOVÁNÍ PLYNŮ A KAPALIN 2.1 Popis stavového chování Stavový diagram Stavová rovnice 2.2 Ideální plyn Stavová rovnice ideálního plynu Izobary, izotermy a izochory 2.3 Reálné plyny Odchylky od ideálního chování, kompresibilitní faktor Stavové rovnice reálných plynů Van der Waalsova stavová rovnice (1873) Další stavové rovnice Kondenzace plynů a kritický bod Kontinuita plynného a kapalného stavu Stavová rovnice a kritický stav Generalizované kompresibilitní faktory 2.4 Stavové chování směsí plynů Ideální směs Ideální směs reálných plynů Stavové rovnice pro plynné směsi 2.5 Stavové chování kapalin 3. CHEMICKÁ TERMODYNAMIKA 3.1 Charakter klasické termodynamiky 3.2 Postulát o existenci termodynamické rovnováhy 3.3 Nultý termodynamický zákon 3.4 První termodynamický zákon Teplo

2 Teplo vyměněné s okolím za konstantního objemu změna vnitřní energie Teplo vyměněné s okolím za konstantního tlaku změna entalpie Teplotní závislost tepelných kapacit Tepelné kapacity látek ve stavu ideálního plynu Tepelné kapacity pevných látek Rozdíl mezi tepelnými kapacitami Cp a CV Tepelná kapacita směsí Práce Vratný a nevratný děj Výpočet objemové práce Izochorický děj Izobarický děj Izotermní expanze a komprese ideálního plynu Adiabatická expanze a komprese ideálního plynu Termochemie Reakční teplo Hessův zákon, slučovací a spalné entalpie Závislost reakčních tepel na teplotě - Kirchhoffův zákon 3.5 Druhý termodynamický zákon Samovolné děje Entropie Tepelné stroje Carnotův cyklus Formulace druhého termodynamického zákona Změna entropie při izotermních vratných dějích Závislost entropie na teplotě a objemu (pro ideální plyn) Závislost entropie na teplotě a tlaku (pro ideální plyn) Spojené formulace I. a II. termodynamického zákona Podmínky rovnováhy a samovolnosti děje Soustava izotermicko-izobarická; Gibbsova energie Soustava izotermicko-izochorická; Helmholtzova energie Systémy které mohou konat neobjemovou práci Chemický potenciál Chemický potenciál ideálního plynu Aktivita, standardní stavy 3.6 Třetí termodynamický zákon Výpočet absolutní entropie Negativní formulace třetí věty 4. FÁZOVÉ ROVNOVÁHY 4.1 Kritéria rovnováhy 4.2 Gibbsův fázový zákon 4.3 Jednosložkové soustavy Termodynamický rozbor diagramu p T. Clapeyronova rovnice Fázový diagram p-t Rovnováha pevná látka kapalina (křivka TD) Rovnováha pevná látka - pevná látka Rovnováha kapalina-pára. Clausiova-Clapeyronova rovnice (křivka TC) Rovnováha pevná látka-pára (křivka AT) Experimentální stanovení fázových rovnováh 4.4 Vícesložkové soustavy

3 4.4.1 Rovnováha kapalina-pára ve dvousložkových systémech Izotermní rovnováha kapalina-pára v ideální dvousložkové soustavě Závislost celkového rovnovážného tlaku na složení kapalné fáze Závislost celkového rovnovážného tlaku na složení parní fáze Diagram P-x-y Izotermní destilace Vztah y-x Izobarická rovnováha kapalina-pára v ideální dvousložkové soustavě Diagram T-x-y Izobarická destilace Relativní těkavost Diagram y-x pro izobarický systém Rovnováha kapalina-pára v neideálních soustavách Látková bilance - pákové pravidlo Měření rovnovážných dat Zředěné roztoky netěkavých látek - koligativní vlastnosti Snížení tlaku páry nad roztokem Zvýšení teploty varu a snížení teploty tuhnutí (ebulioskopie a kryoskopie) Osmotický tlak Rozpustnost plynů v kapalinách Vliv tlaku na rozpustnost plynu v kapalině Vliv teploty na rozpustnost plynu v kapalině Vliv chemické povahy plynu a kapaliny Rovnováha ve dvousložkových systémech kapalina-kapalina Rovnováha ve dvousložkových systémech kapalina-kapalina-pára Rozbor diagramu soustavy s heterogenním azeotropem Rovnováha kapalina - pára u dvojice nemísitelných kapalin. Přehánění s vodní parou Rovnováha pevná látka - kapalina Konstrukce fázových diagramů Rovnováha ve třísložkových systémech Grafické znázornění rovnováh ve třísložkových soustavách Soustava tří kapalin za konstantní teploty a tlaku Konstrukce ternárních fázových diagramů s oblastí omezené rozpustnosti Nernstův rozdělovací zákon, vytřepávání Soustava dvě pevné látky a rozpouštědlo 6. CHEMICKÁ KINETIKA 6.1 Klasifikace chemických reakcí Obecná hlediska: Kinetická hlediska: 6.2 Základní kinetické pojmy Reakční rychlost Rychlostní rovnice Teplotní závislost reakční rychlosti Závislost reakční rychlosti na koncentracích reagujících látek Poločas reakce Řád reakce Molekularita reakce Reakční mechanismus 6.3 Kinetické rovnice homogenních reakcí Formální kinetika Jednoduché jednosměrné reakce

4 Reakce prvého řádu Reakce druhého řádu Reakce pseudoprvního řádu Reakce třetího řádu Reakce obecného řádu Reakce nultého řádu 6.4 Kinetická analýza jednoduchých homogenních reakcí. Stanovení řádu reakce a rychlostní konstanty Kinetická měření Chemické metody Fyzikální metody Zpracování kinetických dat Stanovení řádu reakce integrální metodou Stanovení řádu reakce metodou poločasů Stanovení řádu reakce diferenciální metodou Stanovení dílčích reakčních řádů Metoda počátečních reakčních rychlostí Izolační metodou Ostwaldovou 6.5 Simultánní reakce Protisměrné (vratné) reakce Bočné (paralelní) reakce Následné (konzekutivní) reakce Mechanismy chemických reakcí 7. ELEKTROCHEMIE 7.1 Základní pojmy 7.2 Rovnováhy v roztocích elektrolytů Silné elektrolyty, aktivita a aktivitní koeficienty Disociace slabých elektrolytů Disociační konstanta Disociace vody Výpočet ph Omezeně rozpustné elektrolyty 7.3 Transportní jevy v roztocích elektrolytů - vodivost Definice vodivosti Měření vodivosti Molární vodivost Zákon o nezávislé migraci (putování) iontů Vodivost a stupeň disociace Disociační konstanta slabých elektrolytů Zjišťování nízkých koncentrací pomocí vodivostních měření Konduktometrie 7.4. Jevy na rozhraní pevná fáze - roztok elektrolytu Oxidačně redukční děje Elektrolýza Faradayovy zákony Využití Faradayova zákona Technické využití elektrolýzy

5 7.4.3 Galvanické články Rovnovážné napětí článku Standardní redukční potenciály Vratnost článku Měření rovnovážného napětí článku Termodynamika vratného článku Závislost rovnovážného napětí na složení soustavy - Nernstova rovnice Typy elektrod Elektrody prvého druhu Elektrody druhého druhu Elektrody třetího druhu Oxidačně-redukční elektrody Iontově selektivní elektrody Příklady galvanických článků Chemické články Koncentrační články Některé aplikace měření rovnovážných napětí Galvanické články jako zdroj energie