Celem przedmiotu jest zapoznanie studenta z podstawowymi prawami fizykochemicz-nymi z zakresu termodynamiki chemicznej, równowag chemicznych oraz równowag fazowych, jak również przekazanie mu umiejętności rozwiązywania problemów rachun-kowych z tego zakresu a także umiejętności sprawnego i bezpiecznego wykonywania prostych doświadczeń/pomiarów wielkości fizykochemicznych wraz z właściwym przed-stawieniem i interpretacją ich wyników.

WYKŁAD

Termodynamika chemiczna: Termochemia, prawo Hessa i wzór Kirchoffa. Funkcje stanu. Pierwsza zasada termodynamiki. Obiegi termodynamiczne. Druga zasada termodynamiki, entalpia swobodna i energia swobodna. Trzecia zasada termodynamiki. Kryteria samorzutności i równowagi procesów. Układy otwarte – cząstkowe molowe wielkości, potencjał chemiczny. Równowaga chemiczna: Standardowa entalpia swobodna reakcji. Iloraz reakcji. Stałe równowagi reakcji (definicje, powiązania wzajemne). Reguła przekory. Izobara van’t Hoffa. Równanie Gibbsa-Helholtza. Równowagi fazowe: Ogólne warunki równowagi fazowej. Równanie Clausiusa-Clapeyrona. Reguła faz Gibbsa. Równanie Gibbsa-Duhema. Wybrane równowagi w układach jedno-, dwu- i trójskładnikowych (trójkąt Gibbsa) – interpretacja i posługiwanie się diagramami. Destylacja prosta i frakcjonowana. Prawo podziału Nernsta. Roztwory: Własności koligatywne. Charakterystyka termodynamiczna roztworu doskonałego i doskonale rozcieńczonego. Termodynamiczna definicja aktywności i współczynników aktywności. Funkcje nadmiarowe.

ĆWICZENIA RACHUNKOWE:
Obliczenia ciepła reakcji w warunkach stałości V i P. Obliczenia ΔS i ΔG reakcji. Związek ΔG0 ze stałą równowagi. Obliczenia dla równowag chemicznych w fazie gazowej: składów równowagowych i stopnia dysocjacji (przereagowania). Obliczenia równowag fazowych w układzie jednoskładnikowym. Obliczenia składu par w równowadze z roztworem, składów destylatu i cieczy wyczerpanej. Obliczenia związane z efektem krioskopowym ebulioskopowym i innymi własnościami koligatywnymi.

LABORATORIUM

Wykonanie 5 ćwiczeń z poniższej listy

1. Kalorymetria: a) wyznaczanie ciepła neutralizacji kwasu zasadą; b) wyznaczanie ciepła właściwego cieczy
2. Wyznaczane ciepła rozpuszczania w oparciu o zależność rozpuszczalności od temperatury
3. Pomiar stałych fizykochemicznych cieczy
4. Pomiar prężności pary nasyconej cieczy
5. Wyznaczanie diagramu fazowego ciecz-para w układzie dwuskładnikowym
6. Wyznaczanie diagramu fazowego dla układów skondensowanych w oparciu o krzywe stygnięcia
7. Kriometria