Chemicka Kinetika

[Stella Kreuter]

Ceny jsou uvedeny včetně DPH a jsou platn k 25. 1. 2022. Doprava zbož na zem Česk republiky je zajišťovna prostřednictvm společnosti PPL. Zsilky do zahranič jsou odeslny prostřednictvm PPL jako dobrka.

Skripta představuj doplňkov učebn text k přednškm předmětu Chemick kinetika pro posluchače pražsk Vysok školy chemicko-technologick ve specializaci fyzikln chemie. Jejich nplň navazuje na zkladn kurz fyzikln chemie a je zaměřena na prohlouben a rozšřen znalost o kinetice a katalze. Učebn text je rozdělen do jedencti kapitol. Jednotliv kapitoly obsahuj teoretickou čst ilustrovanou řešenmi přklady. Ty maj nejen seznmit uživatele textu s rutinnm postupem vpočtu, ale tak objasnit volbu užitho postupu vpočtu a přiblžit praktick dosah řešenho problmu. Na konci každ kapitoly (mimo kapitoly 6) je zadna řada loh na procvičen. V některch přpadech nejsou data zadna v jednotkch SI soustavy, aby byli studenti donuceni připravit si pro řešen loh rozměrově konzistentn podklady, neboť i v praxi se často setkaj s daji ze starš literatury, uvděnmi v různch soustavch jednotek. U všech loh jsou uvedeny vsledky. Jako doplněk těchto skript najdou studenti, kteř si s řešenm některch loh nemohou poradit, na webov strnce stavu fyzikln chemie VŠCHT pln řešen loh za použit Excelu, popř. i programu Maple.

Prvn dvě kapitoly jsou věnovny zkladnm pojmům jako reakčn rychlost a jej teplotn zvislost, rychlostn rovnice pro jednoduch jednosměrn reakce ve vsdkovch reaktorech, řd reakce a jeho stanoven. V dalš kapitole jsou probrny jednoduch simultnn reakce. Mechanismy chemickch reakc a teorie chemick kinetiky jsou předmětem čtvrt kapitoly. Průběhem homogennch reakc v průtokovm uspořdn za izotermnch i adiabatickch podmnek se zabv pt kapitola. Nsledujc kapitola představuje krtk vod ke katalyzovanm reakcm, kterm jsou věnovny dalš tři kapitoly: sedm, zabvajc se heterogenn katalzou v systmech pevn ltka-plyn, osm o homogenn katalze a devt, v nž je probrna enzymov katalza a inhibice. Posledn dvě kapitoly shrnuj různ tvary kinetickch rovnic pro vsdkov i průtokov reaktory.

Reakčn kinetika študuje rchlosť chemickej reakcie, jej zvislosť od faktorov reakcie a reakčn mechanizmus. Chemick reakcie prebiehaj rznymi rchlosťami, ktor zvisia od podmienok, pri ktorch prebiehaj a tiež od povahy jednotlivch častc, ktor reaguj.

Zržkov teria je už dnes prekonan teriou aktivovanho komplexu, ktor m presnejšiu energetick bilanciu priebehu reakcie. Vychdza z toho, že pri činnej zržke vytvoria reaktanty najprv aktivovan komplex, pre ktor je charakteristick určit hodnota aktivačnej energie. T je dan rozdielom vntornej energie aktivovanho komplexu a vntornej energie reaktantov. Tento aktivovan komplex je nestly, vzby reaktantov ešte nezanikli, ale takisto ešte nevznikli nov. Preto sa veľmi rchlo rozpad buď na pvodn ltky, alebo na produkty.

Reakčn plocha, alebo plocha reagujcich častc, teda reaktantov. Čm je včšia, tm rchlejšie bude reakcia prebiehať. Spsob to fakt, že pri včšej ploche mže reagovať viac častc sčasne a teda reaktanty zreaguj skr.

Tlak ovplyvňuje rchlosť reakcie iba pri plynoch. Čm je vyšš, tm je rchlejšia aj reakcia, pretože reagujce častice pod zvšenm tlakom viac kmitaj a je teda zvšen pravdepodobnosť ich zržky.

6.-7. Fzov rovnovhy v jednosložkovch systmech Fzov rovnovhy ve vcesložkovch systmech. Rovnovha kapalina-pra v idelnch a relnch systmech, rozpustnost plynů v kapalinch, koligativn vlastnosti. Třsložkov systmy,extrakce.

10.-11. Chemick kinetika. Reakčn rychlost, rychlostn konstanta a jej zvislost na teplotě, řd a molekularita reakce, reakčn mechanismus. Kinetick rovnice jednoduchch a simultnnch homogennch reakc .

6.-7. Phase equilibria in one-component systems. Phase equilibria in multi-component systems. Vapour-liquid equilibria in ideal and real systems. Solubility of gases in liquids. Colligative properties. Three-component systems, extraction.

10.-11 Chemical kinetics. Rate of reaction, rate constant and its temperature dependence. Reaction order, molecularity. Mechanism of chemical reaction. Kinetic equations of simple and simultaneous homogeneous reactions.

Profil absolventa studijnho programu a cle studia:

Absolvent studijnho programu Fyzika povrchů a plazmatu m širok znalostifyziklnch zkladů oboru a prokazuje porozuměn přslušnmu matematickmuapartu včetně schopnosti ho aplikovat. Ovld pokročil diagnostick metodyi vytvřen počtačovch modelů, což mu umožňuje porozumět jednak chovnatomrnch a molekulrnch struktur na površch pevnch ltek a s nmspojenm vznamnm problmům aplikačnm, jednak fundamentlnm procesůmv ionizovanch prostředch charakteristickm pro rozličn obory od astrofyzikypřes plazmochemii až po magnetohydrodynamiku. Absolvent je dle schopensamostatně formulovat hypotzy, vytvřet počtačov simulace a kritickyanalyzovat vstupy. Sv poznatky a zvěry dokže představit odborn i laickveřejnosti formou prezentac nebo psanch textů, a to i v cizm jazyce.Zskan znalosti, dovednosti a tvůrč schopnosti uplatňuje tak v přbuznchoborech zaměřench jak na zkladn, tak aplikovan vzkum na vysokchškolch, v stavech Akademie, ve vědeckch a technologickch centrech (např.synchrotrony, ITER, ELI, ESA), ale i v průmyslov sfře a veřejn sprvě.

Tyto předměty se obvykle zapisuj ve třetm roce bakalřskho studiaprogramu Fyzika jako povinně voliteln. Pokud posluchač tyto nebo jim ekvivalentnpředměty neabsolvoval, měl by si je ve vlastnm zjmu zapsat jako volitelnv prvnm roce navazujcho magisterskho studia. Obsah uvedench předmětůje součst společnch požadavků sttn zvěrečn zkoušky.

Předpokld se, že si studenti zapš povinně voliteln předměty z alespoňtř tematickch bloků, ze kterch budou později skldat sttn zvěrečnou zkoušku.V jednotlivch blocch jsou uveden i rozšiřujc voliteln předměty (psankurzvou), jejichž absolvovn nen pro vykonn sttn zvěrečn zkouškynezbytn.

2. Fyzika ionizovanch prostřed

Zklady kinetick teorie plynů.Pohyb nabitch čstic v elektromagnetickch polch.Popis plazmatu, zkladn pojmy a druhy plazmatu.Kinetick popis plazmatu.Transportn procesy v plazmatu.Spojit popis plazmatu.

5. Procesy v plazmatu a jejich diagnostika

Zklady kvantov elektroniky, inverze hladin, stimulovan emise.Kvantov zesilovače a genertory v mikrovlnnm psmu.Druhy a vlastnosti laserů.Použit laserů, optick komunikace.Zkladn pojmy absorpčn a emisn spektroskopie.Spektra atomů a molekul.Metody emisn a absorpčn spektroskopie.Vyhodnocen parametrů plazmatu z naměřench spekter.Molekulov struktura a chemick vazba.Určovn molekulrn struktury.Chemick reakce, reakčn kinetika a dynamika.Experimentln techniky fyzikln chemie.

6. Kosmick fyzika

Slunce, slunečn vtr, meziplanetrn magnetick pole.Interakce slunečnho větru s překžkami.Magnetosfra a ionosfra.Přepojovn magnetickch pol, geomagnetick aktivita.Disperzn relace vln v plazmatu.Polarizace vln v magnetizovanm plazmatu.Hvizdov md v kosmickm plazmatu.Radiov emise v kosmickm plazmatu.Měřen parametrů plazmatu a rozdělovacch funkc elektronů, iontů.Metody určen hmotovho spektra, detektory čstic, detekce kosmickho prachu.Měřen elektrickch a magnetickch pol na družicch, potencil družice.Pozemn měřen pro studium procesů v ionosfře a magnetosfře, geomagnetick indexy.

10. Vakuov fyzika

Transportn jevy při nzkch tlacch.Reln plyny, tenze par, vypařovn a kondenzace.Interakce plynu s pevnou ltkou na jejm povrchu a v objemu.Prouděn plynu, režimy prouděn, vakuov vodivost.Vakuov systm a jeho parametry, teorie čerpacho procesu.Fyzikln principy metod zskvn nzkch tlaků.Fyzikln principy měřen nzkch tlaků, totln a parciln tlak.Vakuov měřic metody.Principy hmotnostnch analyztorů.Ionizačn techniky, elektronov ionizace.Metody detekce iontů.Interpretace spekter, kvalitativn a kvantitativn analza.

11. Automatizace experimentu a sběr dat

Analza stejnosměrnch a střdavch elektrickch obvodů s linernmi prvky.Operačn zesilovače, vlastnosti a zkladn aplikace.Zklady analogovho zpracovn signlů, filtrace, potlačovn šumu.Zdroje napět a proudů.Sběr dat a řzen fyziklnch experimentů, převodnky fyziklnch veličin.Techniky a problmy převodu A-D a D-A.Čslicov zpracovn signlů, aplikace mikroprocesorů.Zklady regulace, dynamick vlastnosti regulačnho obvodu, regultory PI, PID.Obvody při velmi vysokch frekvencch, skin efekt a vnitřn impedance.Parametry dlouhho homogennho veden.Vlnovody a rezontory.Generovn vysokofrekvenčnho vkonu.

12. Počtačov fyzika

Numerick metody v počtačov fyzice, hledn řešen rovnic a minim funkc, integrace.Modelovn metodou molekulrn dynamiky, pohyb ve vnějšch polch, problmy mnoha těles.Stochastick metody v počtačov fyzice, generovn a charakterizace nhodnch veličin.Spojit a hybridn modelovn, srovnn s čistě čsticovmi modely.Řešen obyčejnch diferencilnch rovnic, přesnost operac, chyby vpočtů, stabilita algoritmů.Řešen soustav linernch rovnic a parcilnch diferencilnch rovnic.Integrln transformace v počtačov fyzice, rychl Fourierova transformace.Metoda konečnch prvků.Evolučn programovn, kdovn, ohodnocen, opertory, evolučn algoritmy.Genetick algoritmus a genetick programovn, křžen, NP problmy, syntaktick stromy.Efektivn vpočet silovho působen mnoha těles.Modelovn sržek.

3a8082e126