Chemia Fizyczna II – program

Program Chemii Fizycznej II – sem.4

Prowadzący: dr inż. Józef Hurek

Wykład

Kinetyka i kataliza chemiczna:

• Definicje i podstawowe pojęcia, Szybkość reakcji chemicznej, rząd i cząsteczkowość reakcji, równanie kinetyczne i całkowe.

• Klasyfikacja reakcji chemicznych według różnych kryteriów, metody wyznaczania rzędu reakcji, mechanizm reakcji, czynniki wpływające na szybkość reakcji chemicznych

• Wpływ temperatury na szybkość reakcji chemicznych, równanie Arrheniusa, energia aktywacji

• Teorie szybkości reakcji chemicznych – teoria zderzeń aktywnych i teoria kompleksu aktywnego

• Kinetyka reakcji odwracalnych i złożonych ( następcze, równoległe, łańcuchowe …)

• Badanie reakcji szybkich, współczesne metody

• Teoria stanu stacjonarnego

• Kataliza i jej klasyfikacja (typy katalizy), mechanizm katalizy i inhibicji

• Kataliza homogeniczna ( kwasowo – zasadowa, autokataliza )

• Kinetyka reakcji heterofazowych – teoria dyfuzyjna i adsorpcyjna

• Teorie katalizy heterofazowej, budowa katalizatorów kontaktowych

• Energia aktywacji w układach heterofazowych, etap określający kinetykę procesu heterofazowego

• Kataliza enzymatyczna (mikroheterofazowa), mechanizmy, teorie katalizy enzymatycznej

• Inhibicja reakcji enzymatycznych, mechanizmy i kryteria rozróżniania

• Kinetyka reakcji fotochemicznych, prawa fotochemii, przykłady procesów fotochemicznych, mechanizmy

• Kinetyka reakcji w roztworach, wpływ środowiska

ELEKTROCHEMIA

1. Wstęp – rola elektrochemii, dziedziny zastosowań w badaniach i praktyce.
Elektrolity, roztwory elektrolitów, przewodnictwo i jego pomiar.
Zależność od stężenia, rodzaje, prawa i reguły dotyczące przewodnictwa, liczby przenoszenia

2. Wpływ temperatury i ciśnienia na przewodnictwo – reguły Waldena
Praktyczne zastosowania pomiarów przewodnictwa – konduktometria:
miareczkowanie konduktometryczne, śledzenie przebiegu reakcji jonowych,
wyznaczanie wielkości termodynamicznych

3. Teoria oddziaływań międzyjonowych:
aktywności i współczynniki aktywności, prawo mocy jonowej, wyznaczanie f_±

4. Teoria Debye’a – Hückela:
rozkład jonów w roztworze (chmura jonowa), oddziaływania międzyjonowe,
obliczenie teoretycznego jonowego współczynnika aktywności;
Dyskusja teorii Debye’a – Hückela: obszar zastosowań i ograniczenia

5. Teoria przewodnictwa Debye’a – Hückela – Onsagera: współczynnik przewodnictwa,
a stopień dysocjacji, dyspersja przewodnictwa przy dużych częstotliwościach oraz wpływ dużych gradientów pola (efekt Wiena)

6. Teoria asocjacji jonowej Bjerruma

7. Zjawisko solwatacji. Teoria solwatacji

8. Teorie kwasów i zasad. Rozpuszczalniki w elektrochemii, pH w roztworach niewodnych.

9. Elektrochemia układów heterofazowych: podwójna warstwa elektrochemiczna, potencjał międzyfazowy, zjawiska elektrokinetyczne – ich znaczenie i wykorzystanie

10. Ogniwa i termodynamika ogniw odwracalnych. Korozja elektrochemiczna.

11. Kinetyka reakcji elektrodowych: elektroliza, prawa Faraday’a, kulometria, napięcie rozkładowe; polaryzacja elektrodowa, nadnapięcie i jego rodzaje;

Konwersatorium

KINETYKA

• Równanie kinetyczne i całkowe reakcji chemicznej

• Reakcje nieodwracalne 0, I, II i III rzędu, wyznaczanie stałej szybkości

• Metody wyznaczania rzędów reakcji

• Wpływ temperatury na szybkość reakcji, równanie Arrheniusa, energia aktywacji

• Teorie szybkości reakcji chemicznych

   

  ELEKTROCHEMIA

• Przewodnictwo elektrolitów

• Teoria elektrolitów i jej zastosowanie

• Termodynamika elektrolitów; Równowagi jonowe

• Ogniwa galwaniczne

• Siła elektromotoryczna ogniw a termodynamika reakcji.

• Sprawdzian zaliczeniowy

Literatura

• K.Pigoń, Z.Ruziewicz; Chemia Fizyczna, PWN Warszawa 2005

• Atkins P.W.; Chemia fizyczna, PWN Warszawa 2001

• Bielański A., Gumiński K., Kamieński B, Pigoń K., Sobczyk L. (red); Chemia fizyczna PWN W-wa 1980

• Kisza A.; Elektrochemia, Jonika (t.I) WNT Warszawa 2000

• Kisza A.; Elektrochemia, Elektrodyka (t.II) WNT Warszawa 2001

• Scholl H., Błaszczyk T., Krzyczmonik P.; Elektrochemia. Zarys teorii i praktyki; Wydawnictwo Uniwersytetu Łódzkiego; Łódź 1998

• Libuś W., Libuś Z.; Elektrochemia; PWN Warszawa 1987

• Koryta J., Dvorak J., Bohackova V.; Elektrochemia; PWN Warszawa 1980

• Kortüm G.; Elektrochemia; PWN W-wa 1970

• Rossotti H.; Równowagi jonowe; PWN Warszawa 1983

• Inczedy J.; Równowagi kompleksowania w chemii analitycznej; PWN Warszawa 1979

• Molski A., Wprowadzenie do kinetyki chemicznej, WNT, Warszawa 2001.

Zbiory zadań i podręczniki do ćwiczeń rachunkowych:

• A.Kisza, P.Freundlich; Ćwiczenia rachunkowe z chemii fizycznej; Wydawnictwo Uniwersytetu Wrocławskiego, Wrocław 2004

• Atkins P.W.; Zadania z chemii fizycznej, PWN Warszawa 2001

• Adamson A.W.; Zadania z chemii fizycznej; PWN Warszawa 1978

• Kisieleva E.W., Karietnikow G.S., Kudriaszow I.W., Zbiór zadań z chemii fizycznej z przykładami;
  PWN Warszawa 1971

• A.Warszawski, S.Koter; Elektrochemia – wybrane zagadnienia; Wydawnictwo UMK, Toruń 2005

Zastosowanie metod numerycznych do obliczeń fizykochemicznych:

• Ufnalski W., Mądry K.; Excel dla chemików i nie tylko; WNT Warszawa 2000
• S.Koter, A.Warszawski; Mathematica w przykładach dla chemików; Wydawnictwo UMK, Toruń 2001
• W.Riegel, Podstawy statystyki w Excelu, Wydawnictwo Naukowe PWN SA, Warszawa 2007

Obcojęzyczna:

• De Levie R.; Principles of Quantitative Chemical Analysis; The McGraw-Hill Companies, Inc. 1997

• Henze G., Neeb R.; Elektrochemische Analytik; Springer Verlag 1986

• Schwabe K.; Physikalische Chemie; Akademie Verlag Berlin 1975

• Gerd Wedler; Lehrbuch der Physikalischen Chemie; wyd.5, WILEY-VCH 2004