Opšti kurs fizičke hemije I - Fakultet za fizičku hemiju

ffh.bg.ac.rs

Opšti kurs fizičke hemije I - Fakultet za fizičku hemiju

Opšti

kurs fizičke

hemije I

Fond časova: 4+4

Profesor: Ivanka Holclajtner-Antunović

Soba 374, prizemlje, blok C

E-mail: ivanka@ffh.bg.ac.rs

Konsultacije: Svaki dan, posle 9 h uz usmeni dogovor ili putem

e-maila

Predavanje: Utorak, 12:00-14:00, Amfiteatar

Fakulteta, Blok C, prizemlje

Interaktivna nastava: Ponedeljak, 14:00-16:00,

Amfiteatar Fakulteta

Asistenti: Miroslav Ristić i Igor Pašti

Vežbe: Po grupama po rasporedu, vežbaonica 263, I podrum

Predavanja i vežbe su obavezni!


Website predmeta OKFH:

www.ffh.bg.ac.rs/OKFH


Cilj predmeta Opšti kurs fizičke hemije

Opšti kurs fizičke hemije: Teorijski i eksperimentalno proučava

rezličite oblike materije preko njihovih makroskopskih osobina i

njihovu interakciju sa energijom

# Ovaj kurs služi kao uvod hemijskoj termodinamici,

omogućavajući razumevanje bazičnih principa, zakona i teorija

fizičke hemije uopšte, odnosno pojedinih njenih disciplina kao što

su hemijska kinetika, elektrohemija, spektrohemija, fizička hemija

fluida, biofizička hemija i dr.

# Kroz ovaj kurs treba da naučite da koristite sopstvenu logiku i

zaključivanje pri rešavanju problema i izvoñenju jednačina prema

postavljenom modelu, tako da jednačine daju jasnu sliku fizičkih

pojava koje proučavate.

# Pored toga treba da razvijete sposobnost da rešavate

kvantitativne probleme. Treba da naučite kako da primenjujete

matematičke operacije u hemiji i fizičkoj hemiji. To ćemo činiti kroz

računske zadatke.


Sadržaj predmeta Opšti kurs fizičke

hemije I

GASOVITO STANJE:

IDEALNO GASNO STANJE

REALNO GASNO STANJE

KINETIČKA KA TEORIJA GASOVA

OSNOVI TERMODINAMIKE-

osnovni pojmovi hemijske

termodinamike


Nastavni kolokvijumi




Nastavni kolokvijumi: : 40 bodova (svaki po

20)

U toku semestra postoji dva nastavna

kolokvijuma. Svaki od ovih kolokvijuma

nosi po 20 bodova u konačnoj noj oceni.

Svaki osvojeni bod preko 10 bodova se

dodaje na ukupni broj bodova sa

nastavnog kolokvijuma. Tako npr. ako je

neko osvojio 11 bodova dodaje mu se 1

bod i konacni broj bodova je 12. Onaj ko

osvoji 20 bodova dobija jos dodatnih 10 i

ima ukupno 30 bodova.


Kolokvijumi na vežbama:

I kolokvijum: Osnovna merenja

1.Odreñivanje gustine tečnosti

2. Odreñivanje indeksa prelamanja

3. Odreñivanje viskoznosti tečnosti

4. Odreñivanje površinskog napona

5. Odreñivanje ugla skretanja optički aktivnih supstancija

II kolokvijum: Gasovi

6. Odreñivanje molarne mase Viktor-Majerovom metodom

7. Provera gasnih zakona primenom kompjuterskih

simulacija

III kolokvijum: Termodinamika i ravnoteža

7. Odreñivanje toplote rastvaranja

8. Odreñivanje toplote sagorevanja

9. Odreñivanje toplote topljenja leda

10. Odreñivanje konstante ravnoteže mutarotacije glukoze

Radna sveska!


Polaganje ispita-usmeno

Način ocenjivanja

Posećivanje predavanja 5 bodova:

50-60% -1, 60-70%-2, 70-80-3, 80-90%-4 i 90-100-5

Interakt. nastava i domaći: 5 bodova

Kolokvijumi vežbe: 15, svaki po 5 (1 bod-6, 2b.-7,

3b.-8, 4b.-9, 5b.-10)-Minimalno 3 boda

Vežbe: 5, svaka po 0,5

Nastavni kolokv. 40+…, svaki po 20+…

Ispit 30=10+10+10 Ocena

51-60 bodova 6

61-70 bodova 7

71-80 bodova 8

81-90 bodova 9

91-100 bodova 10

70


Usmeni ispit




Usmeni ispit: : 30 bodova.

Usmeni ispit se polaže e u jednom od termina unapred

predviñenih kalendarom. . Izvlači i se kombinacija tri

pitanja sa spiska ispitnih pitanja iz oblasti: gasno

stanje, termodinamika i kinetička ka teorija gasova. Po

izvlačenju kombinacije piše e se koncept u trajanju oko

jednog časa. Odgovara se usmeno pred predmetnim

nastavnikom. Po završetku odgovaranja dobija se

ocena usmeni deo, a nakon toga formira se konačna

ocena.

Studenti koji su zadovoljni brojem osvojenih bodova

kroz nastavne kolokvijume na usmenom ispitu samo

polažu u deo koji se odnosi na kinetičku ku teoriju gasova.

Studenti koji nemaju 10 bodova na nekom od

nastavnih kolokvijuma ili nisu zadovoljni osvojenim

brojem bodova polažu u usmeni ispit iz onog dela za koji

nisu položili nastavni kolokvijum tj. osvojili 10 bodova.

Bodovi iz predispitnih obaveza se sabiraju sa bodovima

osvojenim na ispitu.


Literatura

Udžbenici:

1. Holclajtner-Antrunović Ivanka, Opšti kurs fizičke hemije,

Zavod za izdavanje udžbenika, Beograd, 2000.

2. S. ðorñević, V. Dražić, Fizička hemija, Beograd, Fizička hemija,

Tehnološko-metalurški fakultet, Beograd, 2002.

3. Atkins, P.W. & de Paula, J. Physical Chemistry, 7th

Edition. W.H. Freeman & Co., New York, 2002. (6. i ostala izdanja

Atkinsovog udžbenika)

4. I. Levine, Physical Chemistry,New York, 1995.

5. F. Daniels, R. Alberty, Physical Chemistry, New York, 1975.

6. S. Gledston, Udžbenik fizičke hemije, Beograd, 1967.

7. W. Moore, Fizička hemija, Beograd, 1967.

8. J. Egert, I. Hok, G. M. Švab, Udžbenik fizičke hemije, Beograd, 1966.

9. R. Brdička, Osnove fizičke hemije, Zagreb, 1969.

Praktikumi i Zbirke:

1. M. Ristić, I. Pašti, I. Lacković: Praktikum iz opšteg kursa fizičke

hemije

2. R. Konjević i sar., Praktikum iz fizičke hemije za studente

hemije

3. U. Mioč, R. Hercigonja, Zbirka zadataka iz opšteg kursa fizičke

hemije


Šta je fizička hemija?


M. V. Lomonosov

•1741- Elementi

matematičke hemije

•1752- Uvod u pravu

fizičku hemiju

(1711-1765)

”Fizička hemija je nauka koja

objašnjava, na osnovu postavki

i iskustava fizike, uzroke onoga

što se dešava u hemijskim ope-

racijama u složenim telima”


Šta je fizička hemija?

FIZIČKA HEMIJA proučava fizičke osnove i

definiše fizičke principe koji odreñuju

osobine i ponašanje materije u različitim

agregatnim stanjima u zavisnosti od hemijskih

osobina i uslova pod kojim se materija nalazi kao

i njihovo uzajamno dejstvo.

Izvodeći na egzaktnoj osnovi najopštije

relacije,

fizička

hemija sa ostalim posebno prirodnim naukama

doprinosi jedinstvenom pogledu na suštinu

sveta,

a razvija se uporedo sa razvojem eksperimentalnih

tehnika, metoda i tehnologije.


ATOMISTIKA

HEMIJSKA I STATISTIČKA

TERMODINAMIKA

SPEKTROHEMIJA


ELEKTROHEMIJA

RADIOHEMIJA

HEMIJSKA KINETIKA


FIZIČKA HEMIJA

FLUIDA

KVANTNA HEMIJA

I MOLEKULSKE

STRUKTURE

FIZIČKA HEMIJA

ČVRSTOG STANJA


BIOFIZIČKA HEMIJA

FIZIČKA HEMIJA

ŽIVOTNE SREDINE


FIZIČKA HEMIJA

PLAZME

FIZIČKA HEMIJA

MATERIJALA

ARHEOMETRIJA

FORENZIČKA

FIZIČKA HEMIJA...


Agregatna stanja materije

Četiri agregatna stanja materije:

Gas: Ispunjava i zauzima oblik suda u kome se nalazi, slično

tečnostima, sem što su čestice na tako velikim rastojanjima pa su

interakcije izmeñu čestica minimalne. Prosečna energija po čestici

reda 1 eV. Gasovi su mešljivi i kompresibilni.

Tečnosti: Ne ispunjavaju sud, ali uzimaju njegov oblik.

Interakcije izražene, prosečna energija reda 10 -1 eV, rastojanje

izmeñu čestica nešto veće od njihovih dimenzija.

Čvrsto: Ne ispunjava i ne uzima oblik suda. Čestice na

rastojanjima vrlo bliskim njihovim dimenzijama. Interakcije vrlo

izražene. Prosečna energija po čestici reda 10 -2 eV.

Gasna plazma: Više ili manje jonizovani gas gde je prosečna

energija po čestici reda 10 eV pa dolazi do neelastičnih sudara.

1eV=1,6·10 -19 J


Stanje gasova

Stanje svake supstancije se opisuje osobinama stanja.

Osobine stanja izražavaju se parametrima stanja:

V zapremina

P pritisak

T temperatura

n količina supstancije (mol)

Prostor koji zauzima gas je zapremina V.

Broj molekula prisutnih u uzorku se izražava

količinom supstancije n.

Veza izmeñu parametara stanja predstavlja jednačinu

stanja:

f ( V , P,

T,

n)

= 0


Pritisak

Pritisak predstavlja odnos izmeñu sile (u N) i površine

(u m 2 ) na koju sila deluje:

P =

F

A

Pritisak gasa je rezultat ogromnog broja sudara molekula

gasa sa zidom suda


Jedinice pritiska

Ime

Simbol

Vrednost

paskal

bar

atmosfera

Torr

mm živinog

stuba

funta po

kvadratnom

inču

1 Pa

1 bar

1 atm

1 Torr

1 mmHg

1 psi

1 N m -2 , 1 kg m -1 s -2

10 5 Pa

101 325 Pa

133,322 Pa

133,322 Pa

6,894757 kPa


Merenje pritiska

Pritisak se jednostavno meri

manometrom u kome neisparljivi

viskozni fluid ispunjava U-cev.

Pritisak u aparaturi (a) i atmosferski

pritisak (b) direktno je srazmeran

razlici visina u dva stuba, h:

P = ρgh

gde je ρ gustina viskoznog fluida.

P = Pex ± ρgh


Mehanička ravnoteža

Gas na višem pritisku pokreće

klip sabijajući gas na nižem pritisku

do uspostavljanja stanja ravnoteže

kada su pritisci sa obe strane klipa

izjednačeni. Sistem se nalazi u

stanju mehaničke ravnoteže.

Pritisak gasa u mehaničkom

sistemu koji uključuje i pokretni

klip može se regulisati uvoñenjem i

ispuštanjem gasa u sistem ili iz

njega kroz slavine.


Termalna ravnoteža-temperatura

Temperatura je osobina koja opisuje protok

toplote. Energija će teći izmeñu dva objekta

u kontaktu što će dovesti do promene stanja

ovih objekata

Termalna ravnoteža je uspostavljena kada je

temperatura ista u svim delovima sistema

Zid koji razdvaja objekte može biti:

Dijatermički –opaža se promena stanja kada

su objekti u kontaktu (npr. metal)

Adijabatski-ako nema protoka energije izmeñu

objekata koji su u kontaktu (npr. stiropor)

Dijatermički zid

Visoka T Niska T

Energija kao toplota

Jednake temperature

Niska T Visoka T


Termalna ravnoteža

Dva objekta su u termalnoj ravnoteži kada nema promene stanja

kada su u meñusobnom kontaktu.

A: komad gvožña

B: komad bakra

C: sud sa vodom

Nulti zakon termodinamike:

Ako je A u termalnoj ravnoteži sa B i B je u

termalnoj ravnoteži sa C, tada je C takoñe u

termalnoj ravnoteži sa A

Ako je B termometar (staklena kapilara ispunjena živom) u

kontaktu sa A, stub žive će imati odreñenu dužinu. Ako se B dovede

u kontakt sa drugim objektom C, može se odrediti promena stanja

kada se A i C dovedu u kontakt. Živin stub se koristi za merenje

temperatura A i C.


Termometri-temperatura

Sistem koji se menja na pravilan i uočljiv nači sa promenama

temperature ima potencijal da se koristi kao termometar.

Primeri:

•Visina tečnosti u uskoj cevi (Hg ili alkohol)

•Promena zapremine gasa (argon)

•Promena električnog otpora žice (Pt)

Termometri se kalibrišu poreñenjem u sistemima čija se stanja

mogu reproduktivati, npr. H 2 O u trojnoj tački ili Ag u tački topljenja.

Temperatura nije toplota! Temperatura je relativna mera toplote

koja se razmenjuje izmeñu sistema-temperatura se može definisati

kao tendencija sistema da gubi ili prima toplotu.

More magazines by this user
Similar magazines