Szigorlati tételek kémia tanár és vegyész hallgatók részére
1. Termodinamikai alapfogalmak. Rendszerek, fázisok, folyamatok, csoportosításaik. Állapotváltozások és állapotfüggvények.
2. A tiszta anyagok állapotegyenletei, állapotfelület, állapottér. Tökéletes és reális gázok állapotegyenletei. Kritikus jelenségek, a kritikus állapot. Redukált állapotegyenlet, a megfelelő állapotok tétele.
3. A belső energia, a hő és a munka fogal
ma. A termodinamika "nulladik" és első főtétele. Reverzíbilis és irreverzíbilis térfogati munkák. A maximális munka fogalma.
4. Az entalpia fogalma. A belső energia és az entalpia hőmérsékleti, térfogati és nyomási koefficiense. Moláris hőkapacitás. Kiterjedés fojtással. A Joule-Thomson kísérlet. A gázok cseppfolyósítása.
5. Termokémia. Termokémiai egyenletek. A fizikai és a kémiai változások entalpiája. A Kirchoff-törvény.
6. A termodinamika II. főtétele. Reverzíbilis és irreverzí
bilis folyamatok. Az entrópia fogalma és változása a különböző folyamatokban. A hő átalakítása munkává.
7. A szabadenergia és szabadentalpia függvények és sajátosságaik. A termodinamika egyesített I.-II. főtétele. A Gibbs-Helmholtz egyenlet. Ideális és reális gázok szabadentalpiája. A kémiai potenciál. A fugacitás fogalma és számítása.
8. Az egykomponensű tiszta anyagok halmazállapotváltozásai
. A Clapeyron egyenlet, fázisdiagramok. Első- és másodrendű fázisátalakulások.
9. Az elegyek összetétele, az összetétel jellemzése. Parciális moláris mennyiségek, a Gibbs-Duhem egyenlet. Az elegyedés termodinamikája. Ideális és reális elegyek. A Raoult-törvény és a Henry-törvény. A kolligatív sajátságok.
10. Az illékony folyadékok elegyei. Gőznyomásgörbék. "Emelő"
szabály. Desztilláció. Az összetétel - hőmérséklet görbék és értelmezésük. Azeotróp elegyek. Vízgőzdesztilláció.
11. A komponens, a fázis és a szabadsági fok fogalma. Fázisegyensúlyok. Fázisszabály. A korlátozottan elegyedő folyadékok fázisdiagramja és desztillációja.
12. A kémiai egyensúlyok általános feltétele. Gázegyensúlyok. Az egyensúlyi állandó nyomás és hőmérsékletfüggése. A legkisebb kényszer elve. Oldategyensúlyok. A standard állapot, az aktivitás és az aktivitási koefficiens fogalma.
13. Az Arrhenius és a Brönsted féle sav-bázis elmélet. A pH fogalma és számítása. Amfolitok, pufferek, sav-bázis indikátorok. Sav - bázis titrálások.
14. Az ionok termodinamikai sajátságai oldatokban. Az ionaktivitás. A Debye-Hückel határtörvény.
15. Elektródok, elektródpotenciál, galvánelemek. A galvánelemek termodinamikája. Első és másodfajú elektródok. Redoxi elektródok. Gyakorlati áramforrások.
16. A kinetikus gázelmélet alapjai, a gázok nyomása, a gázmolekulák sebességeloszlása, ütközése.
17. A transzportfolyamatok kinetikája, diffúzió, effúzió, hővezetés, viszkozitás. Fick első és második
-törvénye.
18. Az elektrolitoldatok vezetése. Fajlagos és moláris vezetés; az ionok mozgékonysága. Az átviteli szám.
19. A reakciókinetika kísérleti módszerei. Sztatikus módszerek. Áramlásos módszerek. A gyorsreakciók tanulmányozásának kísérleti módszerei.
k, a pszeudo-reakciórend. A reakciórend és a sebességi együttható kísérleti meghatározása.
21. Megfordítható reakciók, egymást követő reakciók
. A reakciósebesség változása a hőmérséklettel.
22. Összetett reakciók. Láncreakciók. Elágazó láncreakciók, robbanások. A fotokémia alapjai. Az ütközési elmélet. Az aktivált komplex elmélete. A különböző sebességi elméletek összehasonlítása.
23. Az oldatreakciók sebességét meghatározó tényezők
. A diffúziógátolt reakciók. Az ionok között lejátszódó reakciók. Az ionerősség és a dielektromos permittivitás hatása az ionreakciók sebességére.
24. Az előegyensúlyok szerepe a reakciókinetikában
. Az enzimreakciók és kinetikájuk.
25. Homogén katalitikus reakciók. Az autokatalízis és az ehhez kapcsolódó kinetikai jelenségek.
26. A molekulák ütközésének dinamikája. Potenciális energia-felületek.
27. A felületek növekedése és szerkezete. A felületvizsgálat kísérleti módszereinek elve.
28. Heterogén katalitikus reakciók. Adszorpció és kemiszorpció. Fémkatalizátorok, oxidkatalizátorok, savas katalizátorok.
29. Az elektródfolyamatok kinetikája. A Butler-Volmer egyenlet. Elektrolízis. Áramtermelő galvánelemek. Korrózió.
30. A klasszikus mechanika alapelve és korlátai. A klasszikus mechanika-törvényei alapján nem értelmezhető kísérletek. A Schrödinger egyenlet. A kvantummechanika alapelvei.
31. A különböző tipusú mozgások (transzláció, rezgőmozgás és a rögzített tengely körüli forgás) kvantummechanikai leírása
. A Stern-Gerlach kísérlet.
32. A hidrogén(szerű) atom(ok) energiaszintjei, a héjak, az alhéjak és az atomi pálya fogalma. A Hund-szabály és a Pauli féle tilalmi elv. Termszimbólumok és kiválasztási szabályok. A Zeeman effektus.
33. A molekulapályák leírása az atomi pályák lineáris kombinációjával. Kötő és lazítópályák. Kötésrend. A σ- és a π-pályák. A hibrid pályák és alkalmazásaik.
34. Szimmetriaműveletek, szimmetriaelemek
. A szimmetriaműveletek mátrix-reprezentációja. Kiválasztási szabályok.
35. A forgási és rezgési spektrumok. A spektrumok osztályozása. Kiválasztási szabályok. Normálrezgések. Az anharmonikus molekularezgések. Morse potenciál.
36. A Beer-Lambert-törvény. Az elektronátmenetek rezgési szerkezete. A fluoreszcencia és a foszforeszcencia mechanizmusa. A lézerhatás alapelvei. Ultraibolya és röntgen fotoelektronspektroszkópia.
37. Mágneses magrezonancia. Az árnyékolási tényező és a kémiai eltolódás. Kémiailag és mágnesesen ekvivalens magok. Relaxáció. Az ESR alapjai, az ESR spektrumok hiperfinom szerkezete.
38. A statisztikus termodinamika alapjai. A molekuláris állapotösszeg definíciója és meghatározása. A belső energia és az entrópia meghatározása az állapotösszegek alapján.
39. A szabadenergia, az entalpia és a szabadentalpia meghatározása az állapotösszegek alapján. A transzlációs, a forgási és a vibrációs állapotösszeg. A teljes állapotösszeg.
40. A kristályok szerkezete, a Miller indexek. A Röntgen-, a neutron- és az elektrondiffrakció alapelve.
41. A molekulák elektromos és mágneses sajátságai. Debye-egyenlet, Clausius-Mossotti egyenlet. Az anyagok törésmutatója. A diszperzió jelensége. A cirkuláris kettőstörés, az optikai aktivitás. Mágneses szuszceptibilitás, a Curie-törvény.
A szigorlat lebonyolítása.
Minden hallgató egy tételt húz a fenti tételsorból. Tételét részletesen ki kell dolgoznia és ismertetnie. Ezenkívül még tíz, röviden, két-három mondatban megválaszolható kérdést kell húzni az anyag egészéből. A kérdések jellegükben megegyeznek a korábban a hallgatóink rendelkezésére bocsátott ún. ellenőrző kérdésekkel. A szigorlat érdemjegyét a tételre és az ellenőrző kérdésekre adott válaszok érdemjegyének átlaga adja, feltéve, hogy mindkettő legalább elégséges. A szigorlat bármely részére kapott elégtelen érdemjegy elégtelen szigorlati érdemjegyet jelent, s a teljes szigorlat megismétlését vonja maga után.
A tíz, ún. ellenőrző kérdést a tételben nem szereplő félévek anyagából állítjuk össze. A tétel kidolgozására és az ellenőrző kérdésekre való felkészülésre átlagosan kb. egy óra időt biztosítunk.