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

Fundamentális egyenletek, állapotegyenletek, a termodinamikai egyensúly kifejezése intenzív állapotjelzőkkel

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 korlátlan elegyedés. Korlátolt elegyedés folyadék-folyadék, folyadék-gáz elegyekben. Oldhatóság, hőmérséklet- és nyomásfüggés.

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.

Elemi reakciók csatolási módjai: párhuzamos, egyensúlyra vezető, sorozatos reakciók, egyensúlyra vezető reakció konszekutív lépéssel.

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.

Fotokémiai reakciók.

Transzportfolyamatok fenomenologikus leírása.