5987091996

Punkty ECTS: 10 Rok studiów: 2 Semestr: 4

Numer kursu: 0310-3.08.1.018 Numer w siatce studiów: 6 Forma zaliczenia przedmiotu: egzamin Język: polski

Chemia fizyczna

Wykładowca: dr hab. Wojciech Marczak, prof. UŚ

Typ zajęć: wykład, laboratorium, konwersatorium

Liczba godzin: 30, 60, 45

Przedmiot: obowiązkowy

Wymagania wstępne: matematyka, fizyka

Treści kształcenia: Zasady termodynamiki. Potencjały termodynamiczne. Układy wieloskładnikowe jednofazowe - roztwory. Wielkości intensywne i ekstensywne. Wielkości cząstkowe molowe. Potencjał chemiczny. Aktywność i współczynnik aktywności. Reguła faz Gibbsa. Układy wieloskładnikowe wielofazowe. Równowagi fazowe w układach binarnych ciecz - gaz i ciecz - ciało stałe. Prawo podziału Nernsta, ekstrakcja. Efekt cieplny reakcji chemicznej, prawo Hessa. Pojemność cieplna. Prawo Kirchhoffa. Warunki samorzutności reakcji chemicznej. Powinowactwo chemiczne. Stan równowagi, prawo działania mas. Podstawy elektrochemii: wzór Nernsta. Procesy potencjałotwórcze na granicy faz. Korozja. Układy koloidalne. Zjawiska powierzchniowe. Napięcie powierzchniowe. Zwilżanie powierzchni ciała stałego, adhezja, kohezja. Adsorpcja. Kinetyka chemiczna. Rzędowość, cząsteczkowość i mechanizm reakcji. Równanie Arrheniusa, energia aktywacji. Teoria kompleksu aktywnego. Kataliza. Procesy foto- radio- i sonochemiczne. Właściwości elektryczne substancji. Elektryczny moment dipolowy. Polaryzowalność. Dielektryk w zmiennym polu elektrycznym. Podstawy spektroskopii rezonansowej. Ładunek elektryczny w polu magnetycznym. Spektrometr mas. Efekt Zeemana. Związek właściwości magnetycznych ze strukturą elektronową atomów, jonów i cząsteczek. Klasyfikacja substancji ze względu na podatność magnetyczną. Histereza namagnesowania. Stan krystaliczny. Elementy krystalografii geometrycznej. Pojęcie siły termodynamicznej (bodźca) i przepływu - lepkość, dyfuzja, przepływ ciepła.

Cele przedmiotu: Przedstawienie chemii fizycznej jako dyscypliny opisującej podstawowe prawa przyrody oraz związki i zależności wykorzystywane w innych dziedzinach chemii. Zwrócenie uwagi na relacje pomiędzy rzeczywistością fizykochemiczną a opisem matematycznym zjawisk. Zapoznanie z charakterystycznym dla chemii fizycznej rygorystycznym wnioskowaniem opartym fundamencie empirycznym i modelach fizycznych.

Efekty kształcenia: Znajomość podstawowych pojęć i praw fizykochemicznych, wynikających zarówno z termodynamiki jak i podejścia nietermodynamicznego. Dostrzega fundamenty fizykochemiczne w innych gałęziach chemii. Umie rozwiązywać problemy i zadania korzystając z pojęć z zakresu chemii fizycznej. Posługuje się sprzętem laboratoryjnym do wyznaczania wybranych wielkości fizykochemicznych. Opanował podstawy rachunku błędów i statystyki matematycznej.

Zalecana literatura:

[1] P.W. Atkins, Chemia fizyczna, Wyd. Naukowe PWN, Warszawa, 2007.

[2] H. Buchowski i W. Ufnalski, Podstawy termodynamiki, WNT, Warszawa, 1998.

[3] L. Sobczyk, A. Kiszą, K. Gatner, A. Koli, Eksperymentalna chemia fizyczna, PWN, Warszawa 1982.