Obecná chemie
Kód | Zakončení | Kredity | Rozsah | Jazyk výuky |
---|---|---|---|---|
15OCH | Z,ZK | 6 | 5+2 | česky |
- Garant předmětu:
- Alois Motl
- Přednášející:
- Petr Distler, Alois Motl
- Cvičící:
- Petr Distler, Alois Motl
- Předmět zajišťuje:
- katedra jaderné chemie
- Anotace:
-
Chemie, základní pojmy, typy látek, strukturní jednotky látek, koncentrace, chemické reakce a rovnice, stechiometrické výpočty, periodická soustava prvků, stavba atomů a molekul, chemická vazba, skupenské stavy, chemická thermodynamika, stavové funkce, standardní stavy, vratný a nevratný děj, 1. věta thermodynamická, thermochemie, 2. věta thermodynamická, entropie, Gibbsova funkce, fázové a chemické rovnováhy, elektrochemie, iontové rovnováhy, výpočty rovnovážných stavů, základy reakční kinetiky v homogenních soustavách, kinetické rovnice a jejich aplikace.
- 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. 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 ?, ?, a ?, 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:
-
Předmět podává přehled základních principů společných všem chemickým disciplinám, čímž umožňuje zejména posluchačům prvních ročníků chemických oborů 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.Distler, Drtinová, Motl.: Výpočty z obecné chemie (nejen) pro jaderné chemiky. ČVUT, Praha 2022
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:
- Rozvrh na zimní semestr 2022/2023:
- Rozvrh není připraven
- Rozvrh na letní semestr 2022/2023:
- Rozvrh není připraven
- Předmět je součástí následujících studijních plánů:
-
- BS Jaderná chemie (povinný předmět oboru)