FIZIKAI KÉMIA I. BSC

Tematika és ütemezés

2011/2012. I. félév

1. hét: szeptember 8.

I. fejezet: A tökéletes gázok törvényszerűségei. A kompresszibilitási együttható. Reális gázok viriál-egyenlete.

2. hét: szeptember 14-15.

A Van der Waals egyenlet. A megfelelő állapotok tétele. A tökéletes gázok kinetikus modellje, a sebességeloszlási függvény.

II. fejezet: Munka, hő, energia, a termodinamika I. főtétele. Az összenyomás és kiterjedés munkája. A gázképződés munkája. A belső energia, a hő és az entalpia kapcsolata, kalorimetria. Az állandó térfogaton ill. nyomáson vett hőkapacitás. Termokémia. Fizikai és kémiai folyamatok entalpiaváltozásai. Hess tétele. A reakcióentalpia hőmérsékletfüggése.

3. hét: szeptember 21-22.

A térfogati munka izoterm és adiabatikus esetekben.

III. fejezet: Állapot- és útfüggvények, teljes és nem teljes differenciál. A belső energia mint a térfogat és a hőmérséklet függvénye.

Joule kísérlete. A Joule-Thomson hatás. C_v és C_p kapcsolata.

4. hét: szeptember 28-29.

IV. fejezet: Spontán változások iránya. A II. főtétel. Az entrópia. A Clausius-féle egyenlőtlenség, reverzíbilis és irreverzíbilis folyamatok entrópiaváltozása. A hűtés energetikája.

A Carnot-ciklus. Az entrópia statisztikus értelmezése. A Nernst-féle hőelmélet és a termodinamika III. főtétele.

5. hét: október 5-6.

V. fejezet: A Helmholtz- és a Gibbs-függvény bevezetése. Kapcsolatuk a maximális hasznos munkával. Az első és második főtétel egyesítése. A Gibbs-függvény nyomásfüggése

A Gibbs-függvény hőmérsékletfüggése, a Gibbs - Helmholtz egyenletek. Tökéletes és reális gázok kémiai potenciálja. A fugacitás és a fugacitási együttható.

A Gibbs-függvény változása nyílt rendszerre, a kémiai potenciálok és a hasznos munka kapcsolata.

6. hét: október 12-13.

VI. fejezet: Fázisátalakulások, fázisdiagramok. Fázisegyensúlyok, a Clapeyron-egyenlet és a Clausius-Clapeyron egyenlet. A fázisátalakulások osztályozása.

1. dolgozat: az I-IV. fejezet anyagából.

7. hét: október 19-20.

VII. fejezet: Parciális moláris mennyiségek, a Gibbs - Duhem-egyenlet. Az elegyedési Gibbs-függvény, elegyedési entrópia és entalpia. Folyadékok kémiai potenciálja, ideális és ideálisan híg elegyek. A kolligatív sajátságok értelmezése.

Illékony folyadékelegyek. A gőznyomás-diagram.

8. hét: október 26-27.

Forráspont-diagramok. A desztillálás. Ideális és reális oldatok standard állapotai.

VIII. fejezet: A fázistörvény és alkalmazása egykomponensű rendszerekre. Két- és háromkomponensű rendszerek.

9. hét: november 9-10.

IX. fejezet: A kémiai egyensúlyok általános feltétele, a reakció Gibbs-függvény és a reakcióhányados. A nyomás hatása az egyensúlyra, a Le Chatelier-elv. A hőmérséklet hatása az egyensúlyra, a van’t Hoff-egyenlet. Heterogén kémiai egyensúlyok. A sav-bázis egyensúlyok Brönsted - Lowry-elmélete.

10. hét: november 16-17.

X. fejezet: Ionok képződési függvényei és kölcsönhatásai oldatokban. Szolvatáció, ionaktivitás, aktivitási koefficiens.

Elektrokémiai alapfogalmak, a cellareakció potenciálja és a reakció Gibbs-függvény kapcsolata. A Nernst-egyenlet.

2. dolgozat az V-VIII. fejezet anyagából.

11. hét: november 24!!!

Elektródpotenciálok összetételfüggése, standard értéke. Alkalmazások: első- és másodfajú elektródok, redoxi elektródok. A hidrogénelektród.

12. hét: november 30-december 1.

Termodinamikai függvények elektrokémiai mérésekkel történő meghatározása.

XXV. fejezet: A reakciósebesség és koncentrációfüggése. Elsőrendű és másodrendű reakciók. A reakciórend. Megfordítható és egymást követő elemi reakciók kinetikája. A "steady state" közelítés. Unimolekulás reakciók mechanizmusa. Az előegyensúly szerepe a reakció-kinetikában.

13. hét: december 7-8.

XXVI. fejezet: Láncreakciók. Polimerizáció. Robbanáshoz vezető reakciók. Az ionerősség hatása az ionok között lejátszódó reakciók sebességére.

XXVIII. fejezet: Az adszorpció, adszorpciós izotermák. Homogén és heterogén katalitikus reakciók mechanizmusa. Oszcilláló reakciók.

XXIV. fejezet: Molekulák mozgásban. Transzportfolyamatok törvényszerűségei. Diffúzió, hővezetés és viszkozitás.

14. hét: december 14-15.

Ionvándorlás és az elektromos vezetés.

3. dolgozat/javítódolgozat.

A dolgozatok tervezett időpontja:

Október 13.

November 17.

December 15.

(a csütörtöki előadások időpontjában).

Az 1-2. dolgozat kötelező. Ezek eredménye a gyakorlati jegybe számít bele. A 3. dolgozat, mely a IX. fejezettől kezdődően a szemináriumokon (is) átvett témakörökből lesz, nem kötelező, megírásával viszont lehetőség nyílik (az elégséges kivételével) megajánlott vizsgajegy megszerzésére. A megajánlott jegy a 3 dolgozat összeredményéből alakulhat ki, elfogadása nem kötelező.

Javítási lehetőség: a 3. dolgozat időpontjában az első két dolgozat anyagából a gyakorlati jegy megszerzése, illetve javítása érdekében javító dolgozatot lehet írni, mellyel a kisebb pontértékű dolgozatjegy kiváltható.

Természetesen december 15-én csak az egyik dolgozattípus írható.