Fizikai Kémia I - Kémia BSc
2023/24, II. félév
Tárgyfelelős: Túri László, egyetemi tanár
Bevezetés, termodinamikai alapok
A termodinamika I. axiómája, a belső energia változásának mérhetősége, a munka, a hő fogalma
A termodinamika II., III. és IV. axiómája
Az ideális gáz és van der Waals fluidum fundamentális egyenlete.
A termodinamikai egyensúly fogalmának kiterjesztése.
Termodinamikai potenciálfüggvények és tulajdonságaik.
Mérhető termodinamikai mennyiségek és kapcsolatuk a termodinamikai potenciálfüggvényekkel.
Termodinamikai átalakítások.
Gázok, folyadékok, szilárd testek állapotegyenletei.
Reális gázok: viriálegyenlet, fugacitás, megfelelő állapotok tétele.
Termodinamikai folyamatok. Termodinamikai gépek.
A Joule-Thompson hatás. Egyéb munka a termodinamikában.
Elegyek: parciális moláris mennyiségek, ideális gázelegyek, ideális elegyek. Elegyedési tulajdonságok.
A kémiai potenciál összetételfüggése, vonatkoztatási rendszerek, referenciaállapotok, abszolút és relatív aktivitás, aktivitási tényező.
Reális gázelegyek, reális elegyek, elegyedési tulajdonságok.
Fázisegyensúlyok - fundamentális egyenletek. A van der Waals fluidum fázisegyensúlya.
Tiszta komponensek fázisegyensúlya, fázisdiagramok, a Clapeyron és a Clausius-Clapeyron egyenletek.
Fázisegyensúlyok többkomponensű rendszerekben: kolligatív tulajdonságok.
Fázisegyensúlyok többkomponensű rendszerekben: folyadék-gőz egyensúlyok, Raoult-törvény, gőznyomásdiagramok.
Fázisegyensúlyok többkomponensű rendszerekben: reális elegyek folyadék-gőz egyensúlya, forráspontdiagramok.
Folyadék-szilárd fázisdiagramok. Háromkomponensű rendszerek fázisdiagramjai.
A fázisszeparáció alkalmazásai: desztilláció, átkristályosítás, zónaolvasztás, extrakció.
Kémiai reakciók egyensúlya állandó nyomáson és hőmérsékleten. Az egyensúlyi állandó és a reakció termodinamikai adatainak kapcsolata.
A standard kémiai potenciálok kiszámítása reakcióhő és -entrópia adatokból.
A kémiai reakció egyensúlyi állandójának hőmérséklet- és nyomásfüggése. A Le Châtelier–Braun-elv.
Kémiai reakciók sebessége, sebességi egyenletek, rendűség, molekularitás.
Sebességi egyenletek integrálása, felezési idő.
A kémiai kinetika kísérleti eszközei, a c(t) függvény mérése.
A sebességi egyenlet meghatározása kísérleti adatokból.
Kémiai reakciók hőmérsékletfüggése - bevezető tárgyalás.
Kémiai reakciók molekuláris elméletei: az ütközési elmélet.
Kémiai reakciók molekuláris elméletei: az átmeneti állapot elmélet.
Kémiai reakciók szemléltetése potenciális energiafelületekkel.
Unimolekulás reakciók értelmezése.
Összetett reakciók értelmezése: harmadrendű reakciók, katalitikus reakciók, enzimkatalízis.
Összetett reakciók értelmezése:láncreakciók, robbanások.
Oldatfázisú reakciók mechanizmus.
Felületi reakciók mechanizmusa.
Transzportfolyamatok fenomenologikus leírása.