OpOpššti kurs fiziti kurs fiziččke hemije Ike hemije I

Fond časova: 4+4 7ESPB: 7⋅30h=210h

Profesor: Ivanka Holclajtner-AntunovićSoba 374, prizemlje, blok C

E-mail: ivanka@ffh.bg.ac.rsKonsultacije: Svaki dan, posle 9 h uz usmeni dogovor ili putem e-maila

Predavanje: Utorak, 12:00-14:00, Amfiteatar Fakulteta, Blok C, prizemljeInteraktivna nastava: Ponedeljak, 14:00-16:00, Amfiteatar FakultetaAsistenti: Igor Pašti, Miroslav Ristić i Isidora Cekić-LackovićVežbe: Po grupama po rasporedu, vežbaonica 263, I podrum

Website predmeta: www.ffh.bg.ac.rs/OKFH

Cilj predmeta Opšti kurs fizičke hemije

Opšti kurs fizičke hemije: Eksperimentalno i teorijski 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 izvođenju jednačina i rešavanju problema 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 matematiku u hemiji i fizičkoj hemiji. To ćemo činiti kroz računske zadatke.

�� GASOVITO STANJEGASOVITO STANJE::IDEALNO GASNO STANJEIDEALNO GASNO STANJEREALNO GASNO STANJEREALNO GASNO STANJEKINETIKINETIČČKA TEORIJA GASOVAKA TEORIJA GASOVA�� OSNOVI OSNOVI TERMODINAMIKTERMODINAMIKEE--

osnovni pojmovi hemijske osnovni pojmovi hemijske termodinamiketermodinamike

Sadržaj predmeta Opšti kurs fizičke hemije I

Kolokvijumi:I kolokvijum : Osnovna merenja

1.Odreñivanje gustine teteččnostinosti

2. Odreñivanje indeksa prelamanja3. Odreñivanje viskoznosti teteččnostinosti4. Odreñivanje površinskog napona5. Odreñivanje ugla skretanja optički aktivnih supstancija

III kolokvijum : Termodinamika i ravnoteža7. Odreñivanje toplote rastvaranja8. Odreñivanje toplote sagorevanja9. Odreñivanje toplote topljenja leda10. Odreñivanje konstante ravnoteže mutarotacije glukoze

II kolokvijum : Gasovi6. Odreñivanje molarne mase Viktor-Majerovom metodom7. Provera gasnih zakona primenom kompjuterskihsimulacija

Radna sveska!

Polaganje ispita-usmeno

Način ocenjivanja

Posećivanje predavanja 4 boda: 60-70%-1, 70-80%-2, 80-90%-3 i 90-100%-4Interakt. nastava i domaći: 1 bodKolokvijumi -vežbe: Maksimalno 15 b., svaki po 5 b., minimalno 3 boda (1 bod-6, 2b.-7,3b.-8, 4b.-9, 5b.-10)Vežbe: 5 b., svaka po 0,5 b.Nastavni kolokvijumi 30 b., svaki po 15 b.Ispit 45 Ocena

51-60 bodova 661-70 bodova 771-80 bodova 881-90 bodova 991-100 bodova 10

55

Literatura

Udžbenici:1. Holclajtner-Antrunović Ivanka, Opšti kurs fizičke hemije,Zavod za izdavanje udžbenika, Beograd, drugo izdanje, 2011.2. S. ðorđević, V. Dražić, Fizička hemija, Beograd, Fizička hemija,

Tehnološko-metalurški fakultet, Beograd, 2002.3. Atkins, P.W. & de Paula, J. Physical Chemistry, 7thEdition. 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 Isidora Cekić-Lasković, Praktikum iz opšteg

kursa fizičke hemije, Univerzitet u Beogradu, Fakultet za fizičku hemiju, 2010

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

Šta je fizi čka hemija?

FIZIČKA HEMIJA proučava fizičke osnove i definiše fizičke principe koji određujuosobine i ponašanje materije u različitim agregatnim stanjima u zavisnosti od hemijskihosobina i uslova pod kojim se materija nalazi kaoi njihovo uzajamno dejstvo.

IzvodeIzvodećći na egzaktnoj osnovi najopi na egzaktnoj osnovi najopšštije relacije,tije relacije,fizifiziččka hemija sa ostalim posebno prirodnim naukama ka hemija sa ostalim posebno prirodnim naukama doprinosi jedinstvenom pogledu na sudoprinosi jedinstvenom pogledu na sušštinu sveta, tinu sveta, a razvija se uporedo sa razvojem eksperimentalnih a razvija se uporedo sa razvojem eksperimentalnih tehnika, metoda i tehnologije.tehnika, metoda i tehnologije.

ATOMISTIKA

HEMIJSKA I STATISTIČKA

TERMODINAMIKA

SPEKTROHEMIJA

ELEKTROHEMIJA

RADIOHEMIJA

HEMIJSKA KINETIKA

FIZIČKA HEMIJA FLUIDA

FIZIČKA HEMIJA ČVRSTOG STANJA

KVANTNA HEMIJAI MOLEKULSKE STRUKTURE

BIOFIZIČKA HEMIJA

FIZIČKA HEMIJA ŽIVOTNE SREDINE

FIZIČKA HEMIJA MATERIJALA…

FIZIČKA HEMIJA PLAZME

PoPoččeci fizieci fiziččke hemije u svetuke hemije u svetu

1887. 1887. Zeitschrift fur physikalische ChemieZeitschrift fur physikalische Chemie

Svante Arrhenius Jacobus Van’t HoffWilhelm Ostwald

•1741-Elementi matematičke hemije

•1752-Uvod u pravu fizičku hemiju

”” FiFi ziziččka hemijaka hemija je nauka kojaje nauka kojaobjaobjaššnjava, na osnovu postavki njava, na osnovu postavki i iskustava fizike, uzroke onogai iskustava fizike, uzroke onogaššto se deto se deššava u hemijskim opeava u hemijskim ope--racijama u sloracijama u složženim telimaenim telima””

M. V. Lomonosov

(1711-1765)

Prof. Stojiljkovi ć je

bio upravnik Zavoda

sa ratnim prekidima

čitavih četrdeset

godina.

Prof. Miloje Stojiljković(1873 -1962)

1903. god. po1903. god. poččetkom septembra dr. Milojeetkom septembra dr. MilojeStojiljkoviStojiljkovi ćć postavljen za docenta fizipostavljen za docenta fiziččke hemijeke hemije

Prof. PProf. Pavleavle SaviSaviććrukovodi Zavodom rukovodi Zavodom od 1947. dood 1947. do 1966.1966.

(1909-1994)

1990. nastaje Fakultet za fizičku hemiju

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 vrloizražene. 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=1,6·10-19J

Stanje gasova

Stanje svake supstancije se opisuje osobinama stanja. Osobine stanja izražavaju se parametrima stanja:V zapreminaP pritisakT temperaturan količina supstancije (mol)Prostor koji zauzima gas je zapremina V.Broj molekula prisutnih u uzorku se izražava količinom supstancijen.Veza izmeñu parametara stanja predstavlja jednačinu stanja:

0),,,( =nTPVf

Pritisak

Pritisak predstavlja odnos izmeñu sile (u N) i površine (u m2) na koju sila deluje:

A

FP =

Pritisak gasa je rezultat ogromnog broja sudara molekula gasa sa zidom suda

Jedinice pritiska

Ime Simbol Vrednost

paskalbaratmosferaTorrmm živinog stubafunta po kvadratnom inču

1 Pa1 bar1 atm1 Torr1 mmHg

1 psi

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

105Pa101 325 Pa133,322 Pa133,322 Pa

6,894757 kPa

Merenje pritiska

Pritisak se jednostavno merimanometromu kome neisparljiviviskozni fluid ispunjava U-cev.

Pritisak u aparaturi (a) i atmosferskipritisak (b) direktno je srazmeranrazlici visina u dva stuba, h:

ghP ρ=

gde je ρ gustina viskoznog fluida.

ghPP ex ρ±=

Gas na višem pritisku pokrećeklip sabijajući gas na nižem pritisku do uspostavljanja stanja ravnotežekada su pritisci sa obe strane klipa izjednačeni. Sistem se nalazi ustanju mehaničke ravnoteže.

Pritisak gasa u mehaničkomsistemu koji uključuje i pokretni klip može se regulisati uvoñenjem i ispuštanjem gasa u sistem ili iz njega kroz slavine.

Mehanička ravnoteža

Termalna ravnoteža-temperatura

Temperatura je osobina koja opisuje protok toplote. Energija će teći između dva objekta u kontaktu što će dovesti do promene stanjaovih objekata

Zid koji razdvaja objekte može biti:Dijatermički –opaža se promena stanja kadasu objekti u kontaktu (npr. metal)Adijabatski-ako nema protoka energije izmeđuobjekata koji su u kontaktu (npr. stiropor)

Dijatermički zid

Energija kao toplota

Visoka T Niska T

Jednake temperature

Niska T Visoka T

Termalna ravnotežaDva objekta su u termalnoj ravnoteži kada nema promene stanjakada su u međusobnom kontaktu.

A: komad gvožđaB: komad bakraC: sud sa vodom

Nulti zakon termodinamike:Ako je A u termalnoj ravnoteži sa B i B je utermalnoj ravnoteži sa C, tada je C takođe u termalnoj ravnoteži sa A

Ako je B termometar (staklena kapilara ispunjena živom) u kontaktu sa A, stub žive će imati određenu dužinu. Ako se B dovedeu kontakt sa drugim objektom C, može se odrediti promena stanja kada se A i C dovedu u kontakt. Živin stub se koristi za merenjetemperatura A i C.

Termometri-temperatura

Sistem koji se menja na pravilan i uočljiv nači sa promenamatemperature 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 poređenjem u sistemima čija se stanjamogu reproduktivati, npr. H2O u trojnoj tački ili Ag u tački topljenja.

Temperatura nije toplota! Temperatura je relativna mera razmenjene toplote između sistema-temperatura se može definisati kao tendencija sistema da gubi ili prima toplotu.