The course focuses on chemical kinetics and dynamics of elementary chemical reactions. The PhD student will expand his/her knowledge in in several areas: (i) Kinetic Data Processing (ii) Modern Experimental Techniques (iii) Kinetics of Complex and Chemically Relevant Systems and (iv) Theory of Chemical Kinetics. After completing the course, the doctoral student will be able to follow the current literature in the field.

Předmět se zaměřuje na chemickou kinetiku a dynamiku elementárních chemickách reakcí. Rozšiřuje znalosti doktoranda v několika oblastech: (i) Zpracování kinetických dat (ii) Moderní experrimentální techniky (iii) Kinetika komplexních a chemicky relevantních systémů a (iv) Teorii chemické kinetiky. Po absolvování kurzu bude doktorand schopen sledovat současnou literaturu v oboru.

The PhD student will be able to:

Analytically process kinetic schemes with first or pseudo-first order reactions.

Numerically process complex kinetic schemes.

Design a reaction mechanism based on kinetic data.

Process complex mechanism, including sensitivity analysis.

Understand published works on chemical kinetics and dynamics.

Calculate reaction rates from molecular data in the gas phase and in solution.

Understand the effects of the reaction environment on the rate of chemical reactions.

Cooperate with experiment.

Student bude umět:

Analyticky zpracovat kinetická schémata s reakcemi prvního nebo pseudoprvního řádu.

Numericky zpracovat komplexní kinetická schémata.

Navrhnout reakční mechanismus na základě kinetických dat.

Zpracovat komplexní reakční mechanismus, včetně citlivostní analýzy.

Rozumět publikovaným pracím z chemické kinetiky a dynamiky.

Vypočítat reakční rychlosti z molekulárních dat v plynné fázi i v roztoku.

Porozumět vlivu reakčního prostředí na rychlost chemických reakcí.

Spolupracovat s experimentem.

R: M. J. Pilling, P. W. Seakins: Reaction kinetics. Oxford science publications, Oxford, 1995, 019855527X.

R: J. I. Steinfeld, J. S. Francisco and W. L. Hase: Chemical kinetics and dynamics, Prentice Hall, 1998, 0137371233.

R P. L. Houston: Chemical Kinetics and Reaction Dynamics. Dover Publications, 2001, 0486453340.

A: M. Albert Vannice: Kinetics of Catalytic Reactions. 2005, Springer, 9780387246499.

A: N. E. Henriksen, F. Y. Hansen: Theories of Molecular REaction Dynamics. Oxford University Press, 2008, 9780199203864.

Z: M. J. Pilling, P. W. Seakins: Reaction kinetics. Oxford science publications, Oxford, 1995, 019855527X.

Z: J. I. Steinfeld, J. S. Francisco and W. L. Hase: Chemical kinetics and dynamics, Prentice Hall, 1998, 0137371233.

Z P. L. Houston: Chemical Kinetics and Reaction Dynamics. Dover Publications, 2001, 0486453340.

D: M. Albert Vannice: Kinetics of Catalytic Reactions. 2005, Springer, 9780387246499.

D: N. E. Henriksen, F. Y. Hansen: Theories of Molecular REaction Dynamics. Oxford University Press, 2008, 9780199203864.

1. Review of basic concepts of chemical kinetics: reaction rate, rate equations, mechanisms, Arrhenius equation, experimental methods of chemical kinetics.

2. Analytical solution of complex schemes: Laplace transform method and matrix method.

3. Numerical solutions of complex schemes, nonlinear systems.

4. Approximate methods in chemical kinetics and mechanisms of chemical reactions.

5. Kinetics of multi-component systems: homogeneous and heterogeneous catalysis.

6. Kinetics of multi-component systems: polymerization reactions, branched chain reactions.

7. Kinetics of multi-component systems: combustion chemistry, branched chain reactions, atmospheric chemistry.

8. Advanced experimental techniques 1: Time resolved spectroscopies, femtochemistry.

9. Advanced experimental techniques 2: The study of molecular collisions, molecular beam method.

10. Dynamics of elementary chemical reactions, trajectory method, potential energy surface. Collision theory.

11. Statistical theory of elementary chemical reactions, transition state theory, RRKM method. Quantum Corrections.

12. Theory of solutions in solutions: TST in solution, diffusion-controlled reactions, Kramers theory.

13. Kinetics of photochemical processes. Theory of photochemical reactions, non-adiabatic processes.

14. Presentation of an individual project.

1. Opakování základních pojmů chemické kinetiky: reakční rychlost, rychlostní rovnice, mechanismus, Arrheniova rovnice, experimentální metody chemické kinetiky.

2. Analytické řešení komplexních kinetických schémat: metoda Laplaceovy transformace a maticová metoda.

3. Numerická řešení komplexních kinetických schémat, nelineární systémy.

4. Přibližné přístupy v chemické kinetice a návrhy mechanismů chemických reakcí.

5. Kinetické studium systémů s mnoha složkami: homogenní a heterogenní katalýza.

6. Kinetické studium systémů s mnoha složkami: polymerizační reakce, rozvětvené řetězové reakce.

7. Kinetické studium systémů s mnoha složkami: kinetika dějů při spalování, rozvětvené řetězové reakce, chemie atmosféry.

8. Pokročilé experimentální techniky chemické kinetiky 1: Časově rozlišené spektroskopie, femtochemie.

9. Pokročilé experimentální techniky chemické kinetiky 2: Studium molekulových srážek, metoda molekulových paprsků.

10. Dynamika elementárních chemických reakcí, metoda trajektorií, hyperplocha potenciální energie. Srážková teorie.

11. Statistické teorie elementárních chemických reakcí, teorie tranzitního stavu, metoda RRKM. Kvantové korekce.

12. Teorie reakcí v roztocích: TST v roztoku, difúzně řízené reakce, Kramersova teorie.

13. Kinetika fotochemických dějů. Teorie fotochemických reakcí, neadiabatické děje.

14. Prezentace samostatného projektu.

http://www.vscht.cz/fch/cz/vyuka/N403006.html

http://www.vscht.cz/fch/cz/pomucky/bartovska/N403006.html

http://vydavatelstvi.vscht.cz/katalog/uid_isbn-978-80-7080-670-8/