Chemia Fizyczna I – program

CHEMIA FIZYCZNA I (3.3.PBN.106)
Kierunek CHEMIA, wszystkie specjalności
Punkty ECTS: 9 (ChB, ChK), 8 (ChN)

Wykład, semestr 3, 30 godzin
Dr inż. Józef Hurek

Stany skupienia materii, fazy ciekłokrystaliczne. Gaz doskonały. Równanie stanu van der Waalsa. Podstawowe pojęcia termodynamiki i definicje (stan równowagi, zerowa zasada termodynamiki, temperatura i ciśnienie oraz sposoby ich pomiaru). Równowagi chemiczne i równowagi fazowe. Pierwsza zasada termodynamiki, energia wewnętrzna, zmiana energii wewnętrznej w procesach parowania, reakcji chemicznej, praca w procesie izotermicznym, izobarycznym i adiabatycznym, pojemność cieplna, ciepło molowe. Entalpia. Termochemia. Druga zasada termodynamiki, maksimum entropii w układzie izolowanym, entropia a przekaz ciepła, silniki cieplne, cykl Carnota, temperatura bezwzględna, wzrost entropii w procesach samorzutnych. Procesy spontaniczne a potencjały termodynamiczne, energia swobodna Helmholtza, entalpia swobodna Gibbsa, związek potencjałów termodynamicznych z ciepłem i praca, równanie Gibbsa-Duhema. Zastosowania termodynamiki: przemiany fazowe, diagramy fazowe, warunek równowagi faz, równanie Clapeyrona, punkt potrójny i punkt krytyczny, Zastosowanie termodynamiki: mieszaniny, prawo Raoulta, prawo Henry’ego, reguła faz Gibbsa, roztwory doskonałe, ciśnienie osmotyczne, podwyższanie temperatury wrzenia i obniżanie temperatury krzepnięcia, eutektyki, roztwory rzeczywiste, lotność, stany standardowe. Zastosowania termodynamiki: reakcje chemiczne, warunek równowagi chemicznej, reguła Le Chateliera, prawo działania mas, praca reakcji. Fenomenologiczna i molekularna interpretacja energii i entropii. Elementy termodynamiki statystycznej, określanie entropii i energii termicznej zbiorów cząsteczek. Układy koloidalne. Funkcjonowanie przyrody na gruncie termodynamiki.

Konwersatorium, semestr 3, 30 godzin, zaliczenie na ocenę
Dr inż. Józef Hurek

Warunki zaliczenia: zaliczenie minimum 50% sprawdzianów (kartkówek), odpowiedzi ustne studenta, wymagana regulaminem studiów obecność na zajęciach

Program konwersatorium pokrywa się z zagadnieniami wykładowymi. Obliczenia fizykochemiczne prowadzone będą z wykorzystaniem technologii informacyjnej (TI).

Laboratorium, semestr 3, 45 godzin, zaliczenie na ocenę
dr Małgorzata Pawełczak, dr Beata Gąsowska-Bajgier

Warunki zaliczenia: zaliczenie kolokwiów i pisemnych sprawozdań z przydzielonych ćwiczeń.

Ciepło spalania; Ciepło neutralizacji; Ciepło parowania cieczy; Lepkość cieczy – zależność od temperatury i składu; Pomiar napięcia powierzchniowego roztworów – izoterma nadmiarowa Gibbsa; Badanie adsorpcji kwasu octowego na węglu aktywnym z roztworu wodnego; Wyznaczanie masy cząsteczkowej polimeru metodą wiskozymetryczną; Widma elektronowe związków chemicznych; Badanie równowag fazowych w układzie trójskładnikowym; Ebuliometria; Pomiar energii aktywacji termistora; Chromatografia kolumnowa; Refraktometria.

Zalecana literatura:

Podręczniki:
1. K. Pigoń, Z. Ruziewicz; Chemia Fizyczna, Tom 1 podstawy fenomenologiczne, Tom 2 fizykochemia molekularna, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2005
2. Atkins P.W.; Chemia fizyczna, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2001
3. Bielański A., Gumiński K., Kamieński B, Pigoń K., Sobczyk L. (red); Chemia fizyczna PWN Warszawa 1980
Zbiory zadań do ćwiczeń rachunkowych:
1. A.Kisza, P.Freundlich; Ćwiczenia rachunkowe z chemii fizycznej; Wydawnictwo Uniwersytetu Wrocławskiego, Wrocław 2004
2. Atkins P.W.; Zadania z chemii fizycznej, PWN Warszawa 2001
3. Adamson A.W.; Zadania z chemii fizycznej; PWN Warszawa 1978
4. Kisieleva E.W., Karietnikow G.S., Kudriaszow I.W., Zbiór zadań z chemii fizycznej
z przykładami; PWN Warszawa 1971
Zastosowanie metod numerycznych do obliczeń fizykochemicznych:
1. Ufnalski W., Mądry K.; Excel dla chemików i nie tylko; WNT Warszawa 2000
2. S. Koter, A. Warszawski; Mathematica w przykładach dla chemików; Wydawnictwo UMK, Toruń 2001
Obcojęzyczna:
1. De Levie R.; Principles of Quantitative Chemical Analysis; The McGraw-Hill Companies, Inc. 1997
2. Gerd Wedler; Lehrbuch der Physikalischen Chemie; wyd.5 WILEY-VCH 2004