1. Terminologie chemické kinetiky – reakční rychlost, rychlostní rovnice,
reakční řád, rychlostní konstanta, molekularita reakce, mechanismus reakce,
klasifikace chemických reakcí – reakce jednoduché a simultánní, homogenní a
heterogenní.
2. Homogenní reakce - integrované kinetické rovnice – reakce prvního,
druhého,
třetího a vyšších řádů, poločas reakce, určování řádu reakce. Kinetika
simultánních reakcí (zvratné, bočné, následné) – kinetický popis, limitující
článek.
3. Závislost reakční rychlosti na teplotě - Arrheniova rovnice, aktivační
energie, možnosti stanovení, frekvenční faktor. Závislost reakční rychlosti
na
tlaku.
4. Teorie reakční rychlosti – srážková teorie a teorie absolutních reakčních
rychlostí.
5. Kinetika heterogenních procesů, základní články – difúze, adsorpce, vlastní
chemická reakce.
6. Mechanismy a matematický popis difúze - molekulární, konvektivní a
turbulentní difúze. Fickovy zákony, difúzní tok. Základní zákonitosti reakcí
v
oblasti silného působení vnější a vnitřní difúze.
7. Proces s následnými a souběžnými články, difúzní a chemický odpor. Vliv
různých činitelů na kinetiku difúze. Příklady heterogenních dějů řízených
difúzí.
8. Povrchové jevy a kinetika reakcí. Fyzikální adsorpce a chemisorpce.
Povrchové vlastnosti tuhých látek, podstata adsorpčních procesů. Vliv
elektronové struktury kovů na jejich adsorpční vlastnosti, adsorpce na
polovodičích a izolátorech. Adsorpce z plynné fáze a z roztoku na tuhém
fázovém rozhraní.
9. Empirické a teoretické adsorpční izotermy – izoterma Freundlichova,
Langmuirova, BET. Vliv teploty a tlaku na adsorpčně-desorpční děje. Příklady
aplikace povrchových dějů.
10. Kinetika topochemických reakcí, popis a analýza jednotlivých period.
Kinetické křivky. Nukleace nových fází. Vliv fázového rozhraní na kinetiku.
11. Kinetika heterogenních dějů v soustavách prvního řádu – tání, vypařování,
sublimace, tuhnutí (krystalizace) kondenzace, polymorfní přeměny. Příklady
kinetiky v soustavách druhého a vyšších řádů.
12. Principy katalýzy, katalýza homogenní a heterogenní. Mezistupně a kinetika
homogenních katalytických reakcí. Acidobazická katalýza.
13. Kinetika a základní představy o mechanismech heterogenních katalytických
reakcí. Katalýza na kovech a nekovech. Kinetika a mechanismus reakcí plynných
složek katalyzovaných tuhým katalyzátorem. Katalyzátor – výběr, aktivní
centra,
selektivita, promotory, otrava, stárnutí. Teorie výběru katalyzátoru.
Průmyslové aplikace heterogenní katalýzy.
14. Enzymově katalyzované reakce, Michaelisova konstanta, enzymatická
inhibice.
Výpočtová cvičení:
- kinetika jednoduchých reakcí. Integrace kinetických rovnic pro reakce 1., 2.
a vyšších řádů, určení aktivační energie. Sledování časového průběhu reakce
měřením aditivní vlastnosti.
- simultánní reakce. Paralelní, následné a protisměrné reakce.
- ideální izotermní reaktory. Látkové bilance pro vsádkový a průtočný ideálně
míchaný reaktor a reaktor s pístovým tokem.
- test teoretických znalostí – možnosti a), b), c), d).
- homogenní katalýza. Acidobazická katalýza.
- výpočtový test.
Laboratorní cvičení:
1. Stanovení aktivační energie jodace acetonu
2. Polarimetrické stanovení inverze sacharózy
3. Studium kinetiky oxidace kovů
4. Studium rychlosti termického rozkladu uhličitanu
5. Stanovení reakčního řádu pro jednotlivé složky u neelementární reakce
6. Homogenní kyselá katalýza
7. Rozklad peroxidu vodíku katalyzovaný jodidovými ionty
reakční řád, rychlostní konstanta, molekularita reakce, mechanismus reakce,
klasifikace chemických reakcí – reakce jednoduché a simultánní, homogenní a
heterogenní.
2. Homogenní reakce - integrované kinetické rovnice – reakce prvního,
druhého,
třetího a vyšších řádů, poločas reakce, určování řádu reakce. Kinetika
simultánních reakcí (zvratné, bočné, následné) – kinetický popis, limitující
článek.
3. Závislost reakční rychlosti na teplotě - Arrheniova rovnice, aktivační
energie, možnosti stanovení, frekvenční faktor. Závislost reakční rychlosti
na
tlaku.
4. Teorie reakční rychlosti – srážková teorie a teorie absolutních reakčních
rychlostí.
5. Kinetika heterogenních procesů, základní články – difúze, adsorpce, vlastní
chemická reakce.
6. Mechanismy a matematický popis difúze - molekulární, konvektivní a
turbulentní difúze. Fickovy zákony, difúzní tok. Základní zákonitosti reakcí
v
oblasti silného působení vnější a vnitřní difúze.
7. Proces s následnými a souběžnými články, difúzní a chemický odpor. Vliv
různých činitelů na kinetiku difúze. Příklady heterogenních dějů řízených
difúzí.
8. Povrchové jevy a kinetika reakcí. Fyzikální adsorpce a chemisorpce.
Povrchové vlastnosti tuhých látek, podstata adsorpčních procesů. Vliv
elektronové struktury kovů na jejich adsorpční vlastnosti, adsorpce na
polovodičích a izolátorech. Adsorpce z plynné fáze a z roztoku na tuhém
fázovém rozhraní.
9. Empirické a teoretické adsorpční izotermy – izoterma Freundlichova,
Langmuirova, BET. Vliv teploty a tlaku na adsorpčně-desorpční děje. Příklady
aplikace povrchových dějů.
10. Kinetika topochemických reakcí, popis a analýza jednotlivých period.
Kinetické křivky. Nukleace nových fází. Vliv fázového rozhraní na kinetiku.
11. Kinetika heterogenních dějů v soustavách prvního řádu – tání, vypařování,
sublimace, tuhnutí (krystalizace) kondenzace, polymorfní přeměny. Příklady
kinetiky v soustavách druhého a vyšších řádů.
12. Principy katalýzy, katalýza homogenní a heterogenní. Mezistupně a kinetika
homogenních katalytických reakcí. Acidobazická katalýza.
13. Kinetika a základní představy o mechanismech heterogenních katalytických
reakcí. Katalýza na kovech a nekovech. Kinetika a mechanismus reakcí plynných
složek katalyzovaných tuhým katalyzátorem. Katalyzátor – výběr, aktivní
centra,
selektivita, promotory, otrava, stárnutí. Teorie výběru katalyzátoru.
Průmyslové aplikace heterogenní katalýzy.
14. Enzymově katalyzované reakce, Michaelisova konstanta, enzymatická
inhibice.
Výpočtová cvičení:
- kinetika jednoduchých reakcí. Integrace kinetických rovnic pro reakce 1., 2.
a vyšších řádů, určení aktivační energie. Sledování časového průběhu reakce
měřením aditivní vlastnosti.
- simultánní reakce. Paralelní, následné a protisměrné reakce.
- ideální izotermní reaktory. Látkové bilance pro vsádkový a průtočný ideálně
míchaný reaktor a reaktor s pístovým tokem.
- test teoretických znalostí – možnosti a), b), c), d).
- homogenní katalýza. Acidobazická katalýza.
- výpočtový test.
Laboratorní cvičení:
1. Stanovení aktivační energie jodace acetonu
2. Polarimetrické stanovení inverze sacharózy
3. Studium kinetiky oxidace kovů
4. Studium rychlosti termického rozkladu uhličitanu
5. Stanovení reakčního řádu pro jednotlivé složky u neelementární reakce
6. Homogenní kyselá katalýza
7. Rozklad peroxidu vodíku katalyzovaný jodidovými ionty