Fyzikální chemie mikrosvěta

Bakalářský předmět Fyzikální chemie mikrosvěta je vyučovaný na FCHI VŠCHT v Praze běžně v letním semestru. Jeho hlavním cílem je porozumění fyzikálně-chemickým dějům na základě atomové teorie reprezentované především statistickou termodynamikou a kinetickou teorií; tento pohled je nepostradatelný pro porozumění nano- a mikro-objektům i polymerům. Část přednášky je věnována rozšíření znalostí klasické fyzikální chemie (kinetika, rovnováhy). 

Sylabus předmětu

1. Formální chemická kinetika: jednoduché a simultánní reakce, katalýza.

2. Mechanismy chemických reakcí, řetězové reakce. Fotochemické reakce.

3. Přehled klasické termodynamiky: Gibbsova energie a směr chemické reakce, chemická rovnováha, van't Hoffova rovnice.

4. Chemická rovnováha – aplikace: pH, slabé kyseliny a zásady a jejich soli, pufry, málo rozpustné soli.

5. Úvod do statistické termodynamiky: tlak ideálního plynu a interpretace teploty, Boltzmannova pravděpodobnost, entropie.

6. Nerovnovážná termodynamika: transportní vlastnosti, Fickovy zákony, difuzivita, elektrická vodivost.

7. Kinetická teorie plynů: základní pojmy, Knudsenova difuze a efuze, další transportní vlastnosti.

8. Elektrochemie: galvanické články, Nernstova rovnice; elektrické jevy na membránách.

9. Elektrické jevy v iontových roztocích: elektrická dvojvrstva, Debyeova–Hückelova teorie.

10. Termodynamika směsí. Osmóza a další koligativní vlastnosti.

11. Povrchové napětí, homogenní a heterogenní nukleace.

12. Fyzika polymerů: struktura a popis, ideální řetězec a jeho charakteristiky.

13. Fyzika polymerů: dobré, špatné a theta rozpouštědlo, Floryho teorie. Řetězec jako fraktál.

14. Fázové rovnováhy: stavové rovnice, klasifikace fázových přechodů; Hildebrandova a Floryho–Hugginsova teorie.

Podmínky pro absolvování předmětu

V předmětu Fyzikální chemie mikrosvěta je třeba od cvičícího získat zápočet za úspěšné absolvování zápočtových testů s výpočetními příklady, které pokrývají probíranou látku a které jsou typově podobné těm probíraným na cvičení. Dále je třeba úspěšně odevzdat domácí úkoly zadávané na přednáškách během semestru. Splnění těchto dvou podmínek umožňuje skládat z předmětu zkoušku, která se skládá z písemného testu, obsahujícího mix teoretických otázek a modelových příkladů, a ústní zkoušky, která je cílena zejména na ambicióznější posluchače/čky.