Univerzita J. E. Purkyně v Ústí nad Labem Přírodovědecká fakulta FYZIKÁLNÍ CHEMIE I: 1. ČÁST KCH/P401 Magda Škvorová Ústí nad Labem 2013
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.1.07/2.2.00/28.0296 Tento projekt byl podpořen z Evropského sociálního fondu a státního rozpočtu České republiky. 2
TERMOCHEMIE
Obecný zápis reakce 4
Standardní reakční entalpie Standardní reakční vnitřní energie 5
Přepočet reakční entalpie a reakční vnitřní energie 6
Kalorimetrická bomba 7
Standardní slučovací entalpie 8
Standardní spalná entalpie 9
Hessův zákon 10
Závislost entalpie na teplotě 11
Kirchhoffova věta 12
Entalpická bilance a adiabatická teplota 13
Termodynamika směsí
Úvod 15
Míšení ideálních plynů 16
Míšení ideálních plynů II 17
Standardní stav Y 18
Směs ideálních plynů 19
Standardní stav Y 20
Směšovací a dodatkové veličiny 21
Parciální molární veličiny 22
Eulerův vztah 23
Výpočet Y z x ) u binární směsi i Y m ( 1 24
Chemický potenciál Chemický potenciál v ideální kondenzované směsi 25
Chemický potenciál v ideální plynné směsi 26
Chemický potenciál v neideální kondenzované směsi 27
Standardní stav nekonečného zředění 28
Standardní stav nekonečného zředění 29
Aktivita a chemický potenciál 30
CHEMICKÁ ROVNOVÁHA
Chemická rovnováha: látková bilance 32
Chemická rovnováha: klíčová složka Bilance v jiných proměnných 33
Rovnováha a Gibbsova energie 34
Závislost G a D r G m na 35
Rovnovážná konstanta 36
Rovnovážná konstanta - vlastnosti 37
Opakování standardních stavů 38
Výpočet K z termochemických dat 39
Závislost K na teplotě: 40
Reakce v plynné fázi vliv tlaku 41
Reakce v plynné fázi vliv inertu 42
Závěr: 43
Reakce plynů s čistými kondenzovanými fázemi 44
Rozkladné reakce pevných látek 45
Směr reakce 46
Roztoky elektrolytů 47
Disociace vody a konstanta kyselosti 48
ph velmi zředěných roztoků 49
Stupeň disociace 50
Součin rozpustnosti 51
FÁZOVÉ ROVNOVÁHY
Intenzivní podmínky rovnováhy 53
Intenzivní podmínky rovnováhy 54
Gibbsův fázový zákon 55
p T fázový diagram jednosložkového systému 56
p-t-v fázový diagram jednosložkového systému 57
Izotermy reálný plyn 58
Van der Waalsova rovnice 59
Clapeyronova rovnice 60
Clapeyronova rovnice pro kondenzované fáze 61
Clausiova Clapeyronova rovnice 62
Antoineova rovnice Stanovení výparné entalpie 63
Experimentální stanovení p s Stanovení p s z Gibbsovy energie 64
Obecný diagram různé druhy ledů 65
Alotropie a polymorfismus - síra 66
Rovnováha kapalina-pára u binárních systémů 67
Diagram teplota-složení při [p] - ideální chování 68
Diagram teplota-složení při [T] - ideální chování 69
x-y diagram při [T] nebo [p] ideální chování 70
Látková bilance Pákové pravidlo 71
Rovnováha kapalina-pára u ideální směsi 72
Vztah mezi G m a G m 73
Raoultův zákon - přehled 74
VLE neideální kapalná směs 75
76
Azeotropický bod 77
Snížení tlaku nasycených par nad roztokem 78
Ebulioskopie 79
Rozpustnost plynu v kapalině 80
Rozpustnost plynu v kapalině 81
Rovnováha kapalina kapalina: Úvod Video: falešný pětifázový systém 82
Diagram pro binární systém - popis 83
Diagram pro binární systém Video: binární systémy a kritická teplota 84
Termodynamický popis LLE Něco navíc: K výpočtu se používají empirické a semiempirické rovnice pro G E = f(x), Př.: 85
Rovnováha mezi kapalnými fázemi a parní fází 86
Tlak par nad heterogenním systémem přehánění s vodní parou 87
LLE v ternárních systémech - úvod 88
Ternární diagramy Video: ternární systém 89
Dva heterogenní binární subsystémy 90
Tři heterogenní binární subsystémy 91
Nernstův rozdělovací zákon 92
Rovnováha kapalina-tuhá fáze (SLE) Video: SLE 93
Zcela mísitelné složky v obou fázích 94
Složky nemísitelné v tuhé fázi 95
Experimentální stanovení SLE termická analýza 96
Kryoskopie 97
98
Chemická kinetika
Chemická kinetika - úvod Rychlost reakce 100
Kinetická (rychlostní) rovnice 101
Elementární reakce 102
Bilance 103
Reakce 1. řádu 104
Reakce 2. řádu 105
Reakce n-tého řádu 106
Reakce 0. řádu 107
Závislost rychlosti reakce na teplotě (Arrhenius) 108
Katalýza 109
Určování řádu reakce 110
Tento výukový materiál vznikl v rámci projektu CZ.1.07/2.2.00/28.0296 Mezioborové vazby a podpora praxe v přírodovědných a technických studijních programech UJEP, spolufinancovaného Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. 111