Detail předmětu

Fyzikální chemie II

FCH-BC_FCH2Ak. rok: 2025/2026

Rychlost chemických reakcí, reakce 1. a 2. řádu, reakce vyšších řádů, kinetika složených reakcí, teorie chemické kinetiky, závislost rychlosti chemické reakce na teplotě, teorie absolutních reakčních rychlostí, řetězové a fotochemické reakce, teorie homogenní a heterogenní katalýzy. Fyzikální chemie povrchů, termodynamika fázových rozhraní, teorie smáčení, adsorpční jevy - Gibbsova rovnice adsorpční izotermy, adsorpce na pohyblivém fázovém rozhraní a na tuhém povrchu, charakterizace koloidních disperzí, chování disperzí, elektrická dvojvrstva, molekulově- kinetické vlastnosti disperzních soustav - sedimentace, osmotický tlak, Donnanovy rovnováhy, optické a reologické vlastnosti disperzních soustav, gely, hrubědisperzní soustavy - emulze, suspenze, aerodisperzní soustavy.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

6

Garant předmětu

prof. Ing. Martina Klučáková, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav fyzikální a spotřební chemie (ÚFSCH)

Vstupní znalosti

Znalosti z vybraných kapitol z předmětu Fyzika I. II. (skupenské stavy, elektrodynamika, optika). Základy diferenciálního a integrálního počtu.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Podmínkou udělení zápočtu je absolvování všech průběžných písemných testů. Zápočet je udělen v případě dosažení průměru alespoň 50 bodů ze všech průběžných písemných testů (každý test je hodnocen 0-100 body). Při průměru menším než 50 bodů je podmínkou zápočtu absolvování souhrnného testu a získání alespoň 50 bodů z tohoto testu (ze 100 možných bodů).
Výsledná známka je dána váženým průměrem dvou hodnot: 1. průměru bodového hodnocení průběžných písemných testů ze cvičení (váha 30%) a 2. bodového hodnocení zkoušky (váha 70%). Je-li však zkouška hodnocena stupněm F, je výslednou známkou rovněž stupeň F. Je-li průměr bodového hodnocení průběžných písemných testů ze cvičení menší než 50 a souhrnný test je úspěšně absolvován, bere se do výsledného hodnocení předmětu hodnota 50 bodů (bez ohledu na výsledek souhrnného testu). Zkouška má povinnou písemnou část, k ústní části lze přistoupit pouze po získání alespoň 50 bodů z písemné části – není-li tomu tak, je zkouška hodnocena stupněm F. Písemná část sestává z deseti otázek, hodnocených 0-10 body. Při neúspěšné ústní části je možno opakovat pouze tuto část.


Účast na výuce je povinná a může být průběžně kontrolována, studium je průběžně kontrolováno pravidelnými písemnými testy na cvičeních a aktivními prvky ve výuce.

Učební cíle

Cílem předmětu Fyzikální chemie II. je poskytnutí základních vědomostí z chemické kinetiky a koloidní chemie tak, aby je bylo možné využít při řešení problémů v podmínkách laboratorní a průmyslové praxe. Zároveň budou získané znalosti sloužit jako základ pro studium dalších předmětů.
V rámci přednášek z Chemické kinetiky studenti získají základní znalosti z kinetiky elementárních a složitých reakcí, kinetiky homogenně a heterogenně katalyzovaných reakcí, jakož i o faktorech, ovlivňujících rychlost chemických reakcí. V části Koloidní chemie jsou studenti informováni o základních fyzikálně-chemických vlastnostech disperzních koloidních soustav a vlastnostech povrchů. Získané znalosti si studenti ověřují v rámci výpočtových cvičení, jejichž absolvování formou zápočtu po splnění přesně definovaných podmínek umožňuje přistoupení ke zkoušce z předmětu Fyzikální chemie II. Vykonání zkoušky je následně základem pro úspěšné zvládnutí dalších předmětů ve vyšších ročnících, především předmětu Chemické inženýrství.


Základní literatura

Atkins P.W., De Paula J. Fyzikální chemie, VŠCHT, Praha, 2013 (CS)
Bartovská L., Šišková M.: Fyzikální chemie povrchů a koloidních soustav, VŠCHT, Praha, 2002 (CS)
Moore W. J. Fyzikální chemie, SNTL, Praha, 1981 (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BPCP_CHTN bakalářský 2 ročník, letní semestr, povinný
  • Program BPCP_CHMA bakalářský 2 ročník, letní semestr, povinný
  • Program BKCP_AAEFCH bakalářský 2 ročník, letní semestr, povinný
  • Program BKCP_CHTM bakalářský 2 ročník, letní semestr, povinný

  • Program BKCP_CHTP bakalářský

    specializace CHPL , 2 ročník, letní semestr, povinný
    specializace PCH , 2 ročník, letní semestr, povinný
    specializace BT , 2 ročník, letní semestr, povinný

  • Program BKCP_CHTPO bakalářský

    specializace PCH , 2 ročník, letní semestr, povinný
    specializace BT , 2 ročník, letní semestr, povinný
    specializace CHPL , 2 ročník, letní semestr, povinný

  • Program BPCP_AAEFCH bakalářský 2 ročník, letní semestr, povinný
  • Program BPCP_CHTM bakalářský 2 ročník, letní semestr, povinný

  • Program BPCP_CHTP bakalářský

    specializace CHPL , 2 ročník, letní semestr, povinný
    specializace PCH , 2 ročník, letní semestr, povinný
    specializace BT , 2 ročník, letní semestr, povinný

  • Program BPCP_CHTPO bakalářský

    specializace CHPL , 2 ročník, letní semestr, povinný
    specializace PCH , 2 ročník, letní semestr, povinný
    specializace BT , 2 ročník, letní semestr, povinný

  • Program BPCP_CHCHTE bakalářský 2 ročník, letní semestr, povinný
  • Program BKCP_CHCHTE bakalářský 2 ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Martina Klučáková, Ph.D.

Osnova

1. Rychlost chemické reakce. Reakce prvního, druhého a vyšších řádů.

2. Stanovení řádu chemických reakcí. Reakce složité: vratné, paralelní a následné reakce.

3. Vliv teploty na rychlost chemické reakce. Teorie aktivních srážek. Teorie absolutních
reakčních rychlostí.

4. Reakce v roztocích. Teorie homogenní katalýzy. Enzymová katalýza.

5. Řetězové reakce. Fotochemické reakce. Difuze.

6. Kinetika heterogenních reakcí.

7. Klasifikace disperzních soustav. Distribuční funkce. Termodynamika fázových rozhraní -
volná a celková povrchová energie..

8. Teorie smáčení. Adhezní a kohezní práce. Zakřivené povrchy.

9. Teorie adsorpce - Gibbsova rovnice adsorpční izotermy. Adsorpce na pohyblivém fázovém
rozhraní, adsorpce na povrchu tuhé látky.

10. Elektrokinetické jevy, teorie elektrické dvojvrstvy. Koloidně disperzní soustavy, jejich
rozdělení a příprava. Fázové a molekulové koloidy, polokoloidy.

11. Molekulově-kinetické vlastnosti koloidních soustav - Brownův pohyb, difuze.
Sedimentace a osmotický tlak koloidně disperzních soustav, Donnanovy rovnováhy.

12. Stabilita koloidně disperzních soustav. Koagulace, flokulace. Optické vlastnosti a
viskozita koloidně disperzních soustav.

13. Gély, jejich rozdělení a vlastnosti. Hrubodisperzní soustavy - základní charakteristiky
suspenzí a emulzí. Aerodisperzní soustavy.

Cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Martina Klučáková, Ph.D.

Osnova

1. Rychlost chemické reakce. Reakce prvního, druhého a vyšších řádů.

2. Stanovení řádu chemických reakcí. Reakce složité: vratné, paralelní a následné reakce.

3. Vliv teploty na rychlost chemické reakce. Teorie aktivních srážek. Teorie absolutních
reakčních rychlostí.

4. Reakce v roztocích. Teorie homogenní katalýzy. Enzymová katalýza.

5. Řetězové reakce. Fotochemické reakce. Difuze.

6. Kinetika heterogenních reakcí.

7. Klasifikace disperzních soustav. Distribuční funkce. Termodynamika fázových rozhraní -
volná a celková povrchová energie..

8. Teorie smáčení. Adhezní a kohezní práce. Zakřivené povrchy.

9. Teorie adsorpce - Gibbsova rovnice adsorpční izotermy. Adsorpce na pohyblivém fázovém
rozhraní, adsorpce na povrchu tuhé látky.

10. Elektrokinetické jevy, teorie elektrické dvojvrstvy. Koloidně disperzní soustavy, jejich
rozdělení a příprava. Fázové a molekulové koloidy, polokoloidy.

11. Molekulově-kinetické vlastnosti koloidních soustav - Brownův pohyb, difuze.
Sedimentace a osmotický tlak koloidně disperzních soustav, Donnanovy rovnováhy.

12. Stabilita koloidně disperzních soustav. Koagulace, flokulace. Optické vlastnosti a
viskozita koloidně disperzních soustav.

13. Gély, jejich rozdělení a vlastnosti. Hrubodisperzní soustavy - základní charakteristiky
suspenzí a emulzí. Aerodisperzní soustavy.