Chemia fizyczna

niestacjonarne

I stopnia

obowiązkowy

Semestr razem wykłady ćwiczenia laboratoria ECTS

II 50 30 20 0 7

III 50 30 20 0 8

IV 0 0 0 26 5

razem 126 60 40 26 20

Matematyka:

Podstawy analizy matematycznej, rachunku różniczkowego i całkowego. Elementy statystyki

Fizyka:

Podstawy mechaniki punktu materialnego, elektrostatyki i elektromagnetyzmu

Chemia:

Podstawy chemii ogólnej i nieorganicznej

dr inż. Michał Czerwiński

1) Podstawowe pojęcia termodynamiki chemicznej

2) Pierwsza zasad termodynamiki.

3) Druga zasad termodynamiki.

4) Podstawy termochemii.

5) Termodynamika z punktu widzenia układu.

6) Właściwości gazów i faz skondensowanych.

7) Przemiany fazowe substancji czystych.

8) Mieszaniny proste.

9) Równowaga chemiczna.

10) Kinetyka chemiczna

11) Kataliza.

12) Elektrochemia.

13) Elektryczne i magnetyczna właściwości cząsteczek.

1) Podstawowe pojęcia termodynamiki chemicznej.

Energia, praca , ciepło. Procesy odwracalne i nieodwracalne, egzo- i endoenergetyczne, Funkcje stanu i funkcje drogi.

2) Pierwsza zasad termodynamiki.

Energia wewnętrzna i entalpia. Ich zmiany na drodze ciepła i na drodze pracy. Pojemności cieplne. Przemiany adiabatyczne.

3) Druga zasad termodynamiki.

Przemiany samorzutne i wymuszone. Cykl Carnota. Entropia. Trzecia zasada termodynamiki.

4) Podstawy termochemii.

Standardowe funkcje stanu. Prawo Hessa i Kirchhoffa. Entalpie grup i wiązań. Doświadczalne metody wyznaczania efektów cieplnych reakcji.

5) Termodynamika z punktu widzenia układu.

Energia i entalpia swobodna, ich znaczenie oraz relacje między tymi dwoma funkcjami. Połączenie pierwszej i drugiej zasady termodynamiki. Relacje Maxwella w termodynamice chemicznej. Wpływ temperatury i ciśnienia na entalpię swobodną. Potencjał chemiczny. Aktywność.

6) Właściwości gazów i faz skondensowanych.

Gaz doskonały i rzeczywisty. Podstawowe prawa gazowe.Kinetyczny model gazu. Stałe krytyczne Równanie Van der Waalsa. Lotność. Właściwości izotropowe i anizotropowe. Lepkość.

7) Przemiany fazowe substancji czystych.

Równowagi fazowe. Reguła faz Gibbsa. Wpływ ciśnienia i temperatury na warunki równowagi. Klasyfikacje przemian fazowych.

8) Mieszaniny proste.

Termodynamika mieszania. Wielkości cząstkowe. Prawo Raoulta. Prawo Henry'ego. Właściwości koligatywne. Diagramy fazowe. Destylacja. Analiza termiczna.

9) Równowaga chemiczna.

Entalpia swobodna reakcji chemicznych. Stała równowagi. Reguła przekory.

10) Kinetyka chemiczna

Szybkość reakcji. Równania kinetyczne. Rząd reakcji. Cząsteczkowość. Reakcje elementarne. Stała szybkości reakcji. Równanie Arrheniusa. Teoria zderzeń aktywnych. Teoria kompleksu aktywnego.

11) Kataliza.

Adsorpcja i zjawiska powierzchniowe. Zjawiska transportu. Dyfuzja. Kataliza homo- i heterogeniczna. Parametry katalizatora.

12) Elektrochemia.

Właściwości roztworów elektrolitów. Ruch jonów w roztworze. Przewodnictwo. Różnica potencjałów na granicach faz. Ogniwa elektrochemiczne. Termodynamika ogniw. Polaryzacja elektrod i procesy elektrodowe. Elektroliza.

13) Elektryczne i magnetyczna właściwości cząsteczek.

Widma rotacyjne i oscylacyjne. Przejścia elektronowe. Moment dipolowy i polaryzowalność. Rezonans magnetyczny.

Podstawowa:

1) P.W. Atkins ,Chemia Fizyczna, PWN, Warszawa, 2001 i wydania nowsze.

2) P.W. Atkins, C.A. Trapp, M.P. Cady, C. Giunta , Chemia Fizyczna, Zbiór zadań z rozwiązaniami, PWN, Warszawa, 2001.

3) K. Pigoń, Z. Ruziewicz, Chemia fizyczna T.1-2, PWN, Warszawa, 2007.

4) R.G. Mortimer, Physical Chemistry Third Edition, Elsevier, 2008.

5) W. Tomassi, H. Jankowska – Chemia Fizyczna, wyd. 2, WNT Warszawa, 1980.

6) H. Jankowska, A. Świątkowski, Chemia fizyczna, WAT, Warszawa, 1995.

Uzupełniająca:

1) A. G. Whittaker, A. R. Mount, M. R. Heal, Chemia fizyczna. Krótkie wykłady, PWN, 2006.

2) T. W. Hermann, Chemia fizyczna, PZWL, 2007.

3) H. Bala, Wstęp do chemii materiałów, WNT 2003.

4) J. Ościk, Adsorpcja, PWN, 1979.

5) E. T. Dutkiewicz, Fizykochemia powierzchni, WNT, 1998.

W1 Student posiada wiedzę w zakresie podstaw chemii fizycznej i jej roli we współczesnej chemii i nowych technologiach. K_W03, K_W04

W2 Student zna podstawy termodynamiki chemicznej, w tym termodynamicznego opisu stanów skupienia materii i równowag fazowych. K_W03, K_W10

W3 Student zna zagadnienia opisu właściwości układów wieloskładnikowych i wielofazowych. K_W10, K_W01

W4 Student zna podstawy kinetyki reakcji chemicznych, fizykochemii powierzchni, równowag elektrochemicznych. K_W01

U1 Student umie wykonywać obliczenia i rozwiązywać zadania w oparciu o zależności z chemii fizycznej. K_U04

U2 Student umie przeprowadzić proste pomiary wybranych wielkości fizykochemicznych i przeprowadzić związane z tym obliczenia. Potrafi przeliczać jednostki i przestrzegać stosowania układu jednostek SI. K_U02, K_U04

U3 Student umie przeprowadzić analizę uzyskanych wyników pomiarów i obliczeń wraz z poprawną prezentacją wyników. K_U05, KU_12

K1 Student potrafi pracować i współdziałać w grupie. K_K02, K_K03

Przedmiot zaliczany jest na podstawie egzaminu pisemnego obejmującego wszystkie zagadnienia teoretyczne przedstawione w trakcie wykładów. Warunkiem koniecznym uzyskania oceny pozytywnej z egzaminu jest wykazanie się wiedzą określoną w efektach kształcenia ( W1-W4).

Warunkiem dopuszczenia do egzaminu końcowego jest zaliczenie ćwiczeń rachunkowych, które sprawdzają efekty kształcenia związane z umiejętnością U1.

Efekt U1 –U3 i K1 sprawdzane podczas wykonywania ćwiczeń laboratoryjnych (m.in. poprzez kolokwia i przygotowywanie sprawozdań).