Acquiring credit (meeting the minimum requirements of the computational part)

The exam (comutational test + oral exam)

Získání zápočtu (splnění výpočetní části)

Složení zkoušky (písemný test, ústaní zkouška)

R: Atkins P.W., de Paula J., Physical Chemistry, Oxford University Press, 2010, 9780199543373

R: Franks F., Water, a Comprehensive Treatise: The physics and physical chemistry of water, (Vol. 1. Vol. 2, Vol. 3), Springer, 1995, 1975, 0306371812, 0306371820.

R: Robinson R.A., Stokes R.H., Electrolytes solutions, Dover Publishers, 2002, 0486422259

R: Fernandez-Prini R.J., Corti H. R., Japas M. L., High Temperature Aqueous Solutions. Thermodynamic Properties. CRC Press; 1991, 0849357608

R: Koryta J., Dvořák J., Kavan L.: Principles of Electrochemistry, John Wiley & Sons, 1993, 471938386

Povinná:

• Paul T. Anastas, Mary M. Kirchhoff. Origins, Current Status, and Future Challenges of Green Chemistry. In Accounts of Chemical Research. 35 (2002): 686-694.

1. Water and aqueous solution (occurrence, significance for environment, structure, properties). Unique properties of water. Quantum models of water for simulations.

2. State behaviour and thermodynamic properties of water. Computing program STEAM.

3. Behaviour of water in critical locus. Power laws and critical exponents.

4. Transport and combined properties of water (viscosity, heat capacity, speed of sound).

5. Electrical and properties of water (ionic product of water, conductivity, relative permittivity).

6. Thermodynamics of aqueous solutions (units of composition, standard states standard states and corresponding excess quantities, activity and osmotic coefficients). Calculation of the activity coefficient of the solute from the activity of water in the solution.

7. Thermodynamics of aqueous solutions (volumetric and thermal properties). Determination of the limiting value of the partial molar volume of a solute from experimental data

8. Interaction between solutes and water (Born equation, structure of solutions).

9. Interactions between ions and activity coefficients. The Debye-Hückel equation and the Pitzer equation.

10. Standard thermodynamic properties (standard functions of formation, Helgeson model, theory of fluctuations), thermodynamic cycle.

11. Solubility in water (organic liquids, gases, non-electrolytes in electrolytes), Sechenov equation.

12. Phase equilibria (l-l, l-g, s-l, s-g) in wide ranges of temperature and pressure

13. Critical behaviour in mixtures and solutions

14. Diluted solutions in critical locus

1. Voda a vodné roztoky (výskyt, význam v život. prostředí, struktura, fyz. chem. vlastnosti). Unikátní vlastnosti vody. Kvantové modely vody pro simulace.

2. Stavová a termodynamická data pro vodu. Výpočetní program STEAM.

3. Chování vody v kritické oblasti. Mocniné zákony a kritické exponenty.

4. Transportní a kombinované vlastnosti vody (viskosita, tepelná vodivost, rychlost zvuku).

5. Elektrické a dielektrické vlastnosti vody (iontový součin, vodivost, dielektrická konstanta).

6. Termodynamika roztoků (koncentrační škály,standardní stavy a jim odpovídající dodatkové veličiny, aktivitní a osmotické koeficienty). Výpočet aktivitního koeficientu rozpuštěnce z aktivity vody v roztoku.

7. Termodynamika roztoků (objemové a termální veličiny, experimentální techniky). Určení limitní hodnoty parciálního molárního objemu rozpuštěnce z experimentálních dat.

8. Interakce mezi rozpuštěnou látkou a vodou (Bornova rovnice, struktura roztoků).

9. Meziontové interakce a aktivitní koeficienty. Debye-Hückel-ova a Pitzerova rovnice

10. Std. tdn. vlastnosti (stand. slučovací funkce, Helgesonův model, teorie fluktuací, termodynamickýá cyklus).

11. Rozpustnost látek ve vodě (organ. kapaliny, plyny, neelektrolyty v roztocích elektrolytů). Sečenovova rovnice.

12. Rovnováha l-l, l-g, s-l, s-g v široké oblasti teplot a tlaků .

13. Kritické chování ve směsích a roztocích (charakter látek a tvar kritické křivky).

14. Zředěné roztoky v blízkosti kritického bodu vody .

Přednášky jsou vedeny v českém jazyce s využitím materiálů v jazyce anglickém.

http://www.lsbu.ac.uk/water/index2.html

http://www.lsbu.ac.uk/water/index2.html

Students will be able to

• determine state behaviour of pure water and aqueous solutions and calculate their thermodynamic properties as functions of temperature, pressure and composition including mixtures of green solvents and water.

• understand potentiality of up-to-date thermodynamic models for description and prediction of properties of aqueous solutions and critically work with data from professional or scientific literature.

• use the obtained knowledge in various field of chemistry (e.g. environmental, biochemistry, analytical chemistry, geochemistry)

Studenti budou umět:

Stanovovat fyzikálně-chemické, stavové, termodynamické a termochemické vlastnosti samotné čisté vody a jejích roztoků, v závislosti na teplotě, tlaku, koncentraci a povaze rozpouštěných látek, včetně směsí zelených rozpouštědel a vody.

Orientovat se v možnostech matematicko-termodynamického modelování, popisu a predikce vlastností těchto soustav a v současných trendech vývoje problematiky vodné chemie a kriticky pracovat s daty z odborné literatury.

Získané znalosti mohou uplatnit v široké škále oborů od biochemie, ekologie, separace chemických látek, analytické chemie, hydrometalurgie, geochemie.

Physical Chemistry I, Physical Chemistry II

Fyzikální chemie I, Fyzikální chemie II