Obecná chemie

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra jaderné chemie

Anotace:

V úvodní části kurzu jsou zavedeny nejdůležitější pojmy, veličiny a jednotky používané v chemii. Další části kurzu jsou věnovány především výkladu obecných zákonitostí, kterými se chemické děje řídí a jsou všem chemickým disciplinám společné. K objasnění praktického významu a aplikace těchto principů slouží cvičení, která jsou součástí kurzu.

Požadavky:

Znalost chemie na úrovni střední školy.

Osnova přednášek:

1.Chemie a její disciplíny, děj jako přenos hmoty a energie, chemické reakce, klasifikace látek. Strukturní jednotky látek a jejich hmotnost, látkové množství, mol, molární veličiny, použití při stechiometrických výpočtech.

2.Chemická nomenklatura, chemické vzorce. Elektronegativita, souvislost s chemickými vlastnostmi prvků, oxidační číslo, formální náboj atomu .

3.Složení soustav, koncentrace, koncentrační veličiny, koncentrační výpočty. Klasifikace chemických reakcí, práce s chemickými rovnicemi, stechiometrické výpočty.

4.Stavba atomů: Kvantový a vlnově mechanický model atomu, typy atomových orbitalů, výstavba elektronových obalů, valenční elektrony, periodická soustava prvků.

5.Stavba molekul: Chemická vazba, její podstata a parametry. Vlnově mechanický model vazby, molekulové orbitaly, aplikace na biatomické molekuly.

6.Ideální plyny a jejich směsi, stavová rovnice, parciální tlaky a parciální objemy, Ostwaldův zákon, použití k výpočtům.

7.Reálné plyny, Van der Waalsova rovnice, kritický stav látky, souvislost plynného, kapalného a tuhého skupenství, chemická vazba v kapalných a tuhých látkách.

8.Chemická thermodynamika, thermodynamický popis stavu soustavy, vnitřní energie, enthalpie, 1. věta thermodynamická, děj jako změna stavu, vratný a nevratný děj na příkladu isothermické změny objemu ideálního plynu. Aplikace 1. věty, reakční tepla a tepla fázových přeměn, thermochemické výpočty.

9.Thermická a statistická koncepce entropie, 2. věta thermodynamická, Gibbsova funkce. Podmínky ustavení thermodynamické rovnováhy, fázové a chemické rovnováhy, jejich charakteristika a kvantitativní popis.

10.Zvratná reakce, chemické rovnováhy, vyjádření thermodynamické aktivity složek, rovnovážná konstanta reakce, Guldbergův-Waagův zákon, použití k výpočtu rovnovážného složení. Reakční kvocient, rozhodnutí o směru průběhu reakce, Le Chatelierův princip, jeho aplikace, ovlivnění rovnovážného složení soustavy.

11.Rovnováhy v roztocích elektrolytů, iontový součin a autodisociace vody, kyseliny a zásady v pojetí Brönsteda a Lowryho, výpočty pH roztoků silných kyselin (zásad) bez a se zápočtem autoionizace vody. Slabé kyseliny (zásady), výpočty pH jejich roztoků bez a se zápočtem autoionizace vody. Roztoky solí, hydrolýza, rovnovážný stupeň hydrolýzy, výpočty pH roztoků hydrolyzujících solí.

12.Směsi silných a slabých kyselin (zásad), směsi silná kyselina - slabá kyselina (silná zásada - slabá zásada), pufry, výpočty pH. Vícesytné kyseliny (zásady), výpočty pH, rovnováhy v roztocích málo rozpustných elektrolytů, součin rozpustnosti, jeho vztah k molární rozpustnosti.

13.Rychlost chemické reakce, diferenciální kinetická rovnice, řád reakce, rychlostní konstanta, Arrheniův vztah, aktivační energie. Integrace kinetických rovnic, závislost složení reakční směsi na čase.

14.Reakce prvního řádu a jejich některé soustavy, analogie se vztahy popisujícími kinetiku radioaktivních přeměn různých soustav radionuklidů. Kinetický popis vybraných soustav o více reaktantech a reakcích vyšších řádů.

Osnova cvičení:

1.Užití základních veličin (látkové množství, molární hmotnost, molární objem) v chemických výpočtech.

2.Elektronegativita, oxidační číslo a jeho určení.

3.Chemická nomenklatura, typy chemických vzorců, jejich tvorba.

4.Koncentrační veličiny, koncentrační výpočty.

5.Úprava chemických rovnic, jejich užití ke stechiometrickým výpočtům, kombinování chemických rovnic a jeho význam.

6.Určování elektronové konfigurace volných atomů prvků, periodická soustava a skupinové trendy chemických vlastností prvků.

7.Chemické vazby sigma, pí, delta, vývoj strukturních elektronových vzorců dvouatomových molekul na základě teorie molekulových

orbitalů. Možnosti její aplikace na víceatomové molekuly.

8.Plynné skupenství, užití stavové rovnice ideálního plynu, směsi plynů, parciální tlak a parciální objem složky směsi, užití k výpočtům.

9.Aplikace 1. věty thermodynamické, thermochemické zákony a výpočty.

10.Chemické a fázové rovnováhy, výpočty rovnovážného složení soustav.

11.Rovnováhy v roztocích elektrolytů: výpočty pH roztoků silných kyselin (zásad) bez a se zápočtem autoionizace vody, výpočty pH roztoků slabých kyselin (zásad) bez a se zápočtem autoionizace vody.

12.Výpočty pH směsí kyselin, zásad a roztoků hydrolyzujících solí.

13.Výpočty na základě součinu rozpustnosti.

14.Základy reakční kinetiky, výpočty z integrovaných kinetických rovnic.

15.Výpočty vycházející z Arrheniova vztahu.

Cíle studia:

Kurz je určen posluchačům prvního ročníku oboru Jaderná chemie, kteří v něm získají rychlý přehled základních principů společných všem chemickým disciplinám.

Absolventi kurzu jsou schopni efektivněji sledovat specializované chemické kurzy.

Studijní materiály:

Povinná literatura:

1.Klikorka, J., Hájek, B., Votinský, J.: Obecná a anorganická chemie, SNTL / ALFA, Praha / Bratislava, 1985

2.Motl, A.: Výpočty pro jaderné chemiky - Obecná chemie, skriptum, vydavatelství ČVUT, Praha, 2000

3.Mička, Z., Havlíček, D., Lukeš, I., Mosinger, J., Vojtíšek, P.: Základní pojmy, příklady a otázky z anorganické chemie, skriptum, vydavatelství UK, Karolinum, Praha, 1998

4.Flemr, V., Holečková, E.: Úlohy z názvosloví a chemických výpočtů v anorganické chemii, skriptum, VŠCHT, Praha, 1996

Doporučená literatura:

1.Chang, R.: Chemistry, ninth edition, McGraw-Hill, New York, 2007

2.Zumdahl, S.: Chemical Principles, D. C. Heath and Company, Canada, USA,1992

3.Vacík, J.: Obecná chemie, Státní pedagogické nakladatelství Praha, 1986

4.Brdička, R., Kalousek, M., Schütz, A.: Úvod do fyzikální chemie, druhé vydání, SNTL / ALFA, Praha / Bratislava, 1972

5.Hájek, B.: Příklady z obecné a anorganické chemie, SNTL / ALFA, Praha / Bratislava, 1971

6.Dickerson, R., Gray, H., Haight, G.: Chemical Principles, 3.vydání, The Benjamin Cummings Publishing Company, Inc., Menlo Park, California, 1979

7.Campbell, J.: Chemical Systems, W. H. Freeman and Company, San Francisco, 1970

Poznámka:

Obecná chemie

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů: