OpOpšštiti kurskurs fizifiziččkeke hemijehemije II

Fond časova: 4+4 7ESPB: 7⋅30h=210h

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 iliputem e-maila

Predavanje: Utorak, 12:00-14:00, AmfiteatarFakulteta, Blok C, prizemlje

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

GASOVITO STANJEGASOVITO STANJE::IIdealno gasno stanjedealno gasno stanjeRRealno gasno stanjeealno gasno stanjeKinetiKinetiččka teorija gasovaka teorija gasova

OSNOVI OSNOVI TERMODINAMIKTERMODINAMIKEE--osnovni osnovni pojmovi hemijske termodinamikepojmovi hemijske termodinamike

Provera znanja iz gradiva saProvera znanja iz gradiva sa predavanja jepredavanja je

kroz 2kroz 2 nastavnanastavna kolokvijumakolokvijuma

Sadržaj predmeta Opšti kurs fizičkehemije I

Eksperimentalne vežbeAsistenti

dr Miroslav Ristićdr Vladimir Markovićdr Bojana Nedić-VasiljevićVežbe: Po grupama po rasporedu, vežbaonica 276, I podrum

Raspored za ovu nedelju (vežbaonica):Grupe G1 i G2 sreda 1.10.2014 u 8hGrupe G3 i G4 sreda 1.10.2014 u 12hGrupa G5 petak 3.10.2014 u 14h

Kolokvijumi uz vežbe:I kolokvijum: Osnovna merenja

1.Određivanje gustine teteččnostinosti

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

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

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

Radna sveska!

Cilj predmeta Opšti kurs fizičke hemije

Opšti kurs fizičke hemije: Teorijski i eksperimentalno proučavarezličite oblike materije preko njihovih makroskopskih osobina i njihovu interakciju sa energijom

# Ovaj kurs služi kao uvod hemijskoj termodinamici, omogućavajući razumevanje bazičnih principa, zakona i teorijafizičke hemije uopšte, odnosno pojedinih njenih disciplina kao štosu hemijska kinetika, elektrohemija, spektrohemija, fizička hemijafluida, 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 i hemijskih pojava i promena koje proučavate. # Pored toga treba da razvijete sposobnost da rešavatekvantitativne probleme. Treba da naučite kako da primenjujetematematiku u hemiji i fizičkoj hemiji. To ćemo činiti kroz računske zadatke.

Polaganje ispita-usmenoNačin 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

Uslov za izlazak na ispit:minimalno 25 bodova

Literatura

Udžbenici:1. Holclajtner-Antrunović Ivanka, Opšti kurs fizičke hemije,Zavod za izdavanje udžbenika, Beograd, drugo izdanje, 2012.2. S. Đorđević, V. Dražić, Fizička hemija, Beograd, Fizička hemija,

Tehnološko-metalurški fakultet, Beograd, 2002.3. Atkins, P.W. & de Paula, J. Physical Chemistry, 9thEdition. W.H. Freeman & Co., New York, 2012. (8. 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 fizičkehemije

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

•1741- Elementimatematičke hemije

•1752- Uvod u pravufizičku hemiju

””FiFiziziččka hemijaka hemija je nauka kojaje nauka kojaobjaobjaššnjava, na osnovu postavkinjava, na osnovu postavkii 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)

Definicija fizičke hemije

Šta je fizička hemija?Francusko hemijsko društvo – Odeljenje za fizičku hemiju:Cilj fizičke hemije je razumevanje strukture, svojstava i transformacije materije, od makroskopskog opšteg ponašanja do mehanizama na molekularnom nivou. Uloga fizikohemičara je da prikupi, poredi i analizira eksperimentalne podatke iz svih grana hemije i da pravi modele za predviđanje. Kao takva, fizička hemija čini osnovu moderne nauke i pokretačka je sila dostignuća u veoma širokom rasponu oblasti poput medicine, molekularne biologije, biohemije, molekularnog inženjerstva, hemijskog inženjerstva, nauke o materijalima i geonauka.

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

FORENZIČKA FIZIČKA HEMIJA...

Agregatna stanja materije

Četiri agregatna stanja materije:Gas: Ispunjava i zauzima oblik suda u kome se nalazi, sličnotečnostima, sem što su čestice na tako velikim rastojanjima pa suinterakcije između čestica minimalne. Prosečna energija po česticireda 1 eV. Gasovi su mešljivi i kompresibilni.Tečnosti: Ne ispunjavaju sud, ali uzimaju njegov oblik. Interakcije izražene, prosečna energija reda 10-1 eV, rastojanjeizmeđu čestica nešto veće od njihovih dimenzija. Čvrsto: Ne ispunjava i ne uzima oblik suda. Čestice narastojanjima vrlo bliskim njihovim dimenzijama. Interakcije vrloizražene. Prosečna energija po čestici reda 10-2 eV. Gasna plazma: Više ili manje jonizovani gas gde je prosečnaenergija 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 supstancije n.

Pritisak

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

AFP =

Pritisak gasa je rezultat ogromnog broja sudara molekulagasa sa zidom suda

Jedinice pritiska

Ime Simbol Vrednost

paskalbaratmosferaTorrmm živinogstubafunta pokvadratnominču

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 merimanometrom u 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 pritiskudo uspostavljanja stanja ravnotežekada su pritisci sa obe strane klipaizjednačeni. Sistem se nalazi ustanju mehaničke ravnoteže.

Pritisak gasa u mehaničkomsistemu koji uključuje i pokretniklip može se regulisati uvođenjem i ispuštanjem gasa u sistem ili iznjega 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-temperaturaSistem čije se osobine menjaju 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 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.

Veza između parametara stanjapredstavlja jednačinu stanja:

0),,,( =nTPVf

Jednačina stanja