FYZIKÁLNÍ CHEMIE I: 1. ČÁST KCH/P401

Transkript

1 Univerzita J. E. Purkyně v Ústí nad Labem Přírodovědecká fakulta FYZIKÁLNÍ CHEMIE I: 1. ČÁST KCH/P401 Magda Škvorová Ústí nad Labem 2013

2 Obor: Toxikologie a analýza škodlivin, Chemie (dvouoborová) Klíčová slova: Fyzikální chemie, termodynamika, rovnováha, elektrochemie, kinetika, reakce Projekt Mezioborové vazby a podpora praxe v přírodovědných a technických studijních programech UJEP Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.2.00/ Tento projekt byl podpořen z Evropského sociálního fondu a státního rozpočtu České republiky. 2

3 TERMOCHEMIE

4 Obecný zápis reakce 4

5 Standardní reakční entalpie Standardní reakční vnitřní energie 5

6 Přepočet reakční entalpie a reakční vnitřní energie 6

7 Kalorimetrická bomba 7

8 Standardní slučovací entalpie 8

9 Standardní spalná entalpie 9

10 Hessův zákon 10

11 Závislost entalpie na teplotě 11

12 Kirchhoffova věta 12

13 Entalpická bilance a adiabatická teplota 13

14 Termodynamika směsí

15 Úvod 15

16 Míšení ideálních plynů 16

17 Míšení ideálních plynů II 17

18 Standardní stav Y 18

19 Směs ideálních plynů 19

20 Standardní stav Y 20

21 Směšovací a dodatkové veličiny 21

22 Parciální molární veličiny 22

23 Eulerův vztah 23

24 Výpočet Y z x ) u binární směsi i Y m ( 1 24

25 Chemický potenciál Chemický potenciál v ideální kondenzované směsi 25

26 Chemický potenciál v ideální plynné směsi 26

27 Chemický potenciál v neideální kondenzované směsi 27

28 Standardní stav nekonečného zředění 28

29 Standardní stav nekonečného zředění 29

30 Aktivita a chemický potenciál 30

31 CHEMICKÁ ROVNOVÁHA

32 Chemická rovnováha: látková bilance 32

33 Chemická rovnováha: klíčová složka Bilance v jiných proměnných 33

34 Rovnováha a Gibbsova energie 34

35 Závislost G a D r G m na 35

36 Rovnovážná konstanta 36

37 Rovnovážná konstanta - vlastnosti 37

38 Opakování standardních stavů 38

39 Výpočet K z termochemických dat 39

40 Závislost K na teplotě: 40

41 Reakce v plynné fázi vliv tlaku 41

42 Reakce v plynné fázi vliv inertu 42

43 Závěr: 43

44 Reakce plynů s čistými kondenzovanými fázemi 44

45 Rozkladné reakce pevných látek 45

46 Směr reakce 46

47 Roztoky elektrolytů 47

48 Disociace vody a konstanta kyselosti 48

49 ph velmi zředěných roztoků 49

50 Stupeň disociace 50

51 Součin rozpustnosti 51

52 FÁZOVÉ ROVNOVÁHY

53 Intenzivní podmínky rovnováhy 53

54 Intenzivní podmínky rovnováhy 54

55 Gibbsův fázový zákon 55

56 p T fázový diagram jednosložkového systému 56

57 p-t-v fázový diagram jednosložkového systému 57

58 Izotermy reálný plyn 58

59 Van der Waalsova rovnice 59

60 Clapeyronova rovnice 60

61 Clapeyronova rovnice pro kondenzované fáze 61

62 Clausiova Clapeyronova rovnice 62

63 Antoineova rovnice Stanovení výparné entalpie 63

64 Experimentální stanovení p s Stanovení p s z Gibbsovy energie 64

65 Obecný diagram různé druhy ledů 65

66 Alotropie a polymorfismus - síra 66

67 Rovnováha kapalina-pára u binárních systémů 67

68 Diagram teplota-složení při [p] - ideální chování 68

69 Diagram teplota-složení při [T] - ideální chování 69

70 x-y diagram při [T] nebo [p] ideální chování 70

71 Látková bilance Pákové pravidlo 71

72 Rovnováha kapalina-pára u ideální směsi 72

73 Vztah mezi G m a G m 73

74 Raoultův zákon - přehled 74

75 VLE neideální kapalná směs 75

76 76

77 Azeotropický bod 77

78 Snížení tlaku nasycených par nad roztokem 78

79 Ebulioskopie 79

80 Rozpustnost plynu v kapalině 80

81 Rozpustnost plynu v kapalině 81

82 Rovnováha kapalina kapalina: Úvod Video: falešný pětifázový systém 82

83 Diagram pro binární systém - popis 83

84 Diagram pro binární systém Video: binární systémy a kritická teplota 84

85 Termodynamický popis LLE Něco navíc: K výpočtu se používají empirické a semiempirické rovnice pro G E = f(x), Př.: 85

86 Rovnováha mezi kapalnými fázemi a parní fází 86

87 Tlak par nad heterogenním systémem přehánění s vodní parou 87

88 LLE v ternárních systémech - úvod 88

89 Ternární diagramy Video: ternární systém 89

90 Dva heterogenní binární subsystémy 90

91 Tři heterogenní binární subsystémy 91

92 Nernstův rozdělovací zákon 92

93 Rovnováha kapalina-tuhá fáze (SLE) Video: SLE 93

94 Zcela mísitelné složky v obou fázích 94

95 Složky nemísitelné v tuhé fázi 95

96 Experimentální stanovení SLE termická analýza 96

97 Kryoskopie 97

98 98

99 Chemická kinetika

100 Chemická kinetika - úvod Rychlost reakce 100

101 Kinetická (rychlostní) rovnice 101

102 Elementární reakce 102

103 Bilance 103

104 Reakce 1. řádu 104

105 Reakce 2. řádu 105

106 Reakce n-tého řádu 106

107 Reakce 0. řádu 107

108 Závislost rychlosti reakce na teplotě (Arrhenius) 108

109 Katalýza 109

110 Určování řádu reakce 110

111 Tento výukový materiál vznikl v rámci projektu CZ.1.07/2.2.00/ Mezioborové vazby a podpora praxe v přírodovědných a technických studijních programech UJEP, spolufinancovaného Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. 111