1. Roztoky. Klasifikace roztoků. Roztoky neelektrolytů, roztoky ideální a
reálné. Empirické zákony popisující roztoky – Raoultův zákon a Henryho
zákon. Reálné roztoky, volba standardního stavu pro složky roztoku,
odchylky vzhledem k Raoultovu a Henryho zákonu, různé pojetí aktivit,
aktivitní koeficient.
2. Termodynamické vlastnosti ve vícesložkových soustavách, interakční
součinitel – metody výpočtu podle Wagnera, Chipmana, Morrise – aktivity a
aktivitní koeficienty ve složitějších soustavách.
3. Termodynamické funkce roztoků. Parciální molární veličiny. Diferenciální a
integrální veličiny. Směšovací a dodatkové veličiny. Termodynamické funkce
a modely roztoků – model ideálního, reálného, regulárního, atermálního
roztoku. Gibbs-Duhemova rovnice a její aplikace.
4. Termodynamika, kinetika a mechanismus základních technologických reakcí.
Termická disociace uhličitanů, oxidů, sulfidů, nitridů. Fyzikální a
technická disociační teplota, disociační napětí.
5. Redukce oxidů plynnými směsmi – nepřímá redukce, redukční diagramy,
redukovatelnost oxidů. Boudouardova reakce, termodynamický rozbor, kinetika
a její technologický význam. Přímá redukce oxidů, redukovatelnost oxidů,
redukční diagramy.
6. Mechanismus a kinetika disociace a redukce. Reakce topochemické, jejich
charakteristika a jejich model. Termodynamika vzniku zárodků nové fáze ve
fázi staré. Mechanismus redukce, Janderova rovnice. Kinetika oxidace kovů.
7. Základy teorie roztavených kovů. Struktura (statistická metoda,
kvazikrystalická teorie, teorie rojů, Frenkelova teorie) a fyzikální
vlastnosti roztavených kovů (viskozita, difúze, povrchové napětí,
vypařování, sublimace, tání, změna krystalografické modifikace).
8. Krystalizace. Homogenní a heterogenní nukleace, fyzikálně-chemická analýza
procesu, kritický rozměr zárodku a jeho závislost na vybraných činitelích.
9. Interakce plynů s roztaveným kovem. Sievertsův zákon, závislost
rozpustnosti na vybraných činitelích, analýza rozpustnosti vodíku, kyslíku
a dusíku, možnosti regulace rozpuštěných a vyloučených plynů.
10. Roztavené strusky. Základní představy. Molekulární teorie. Iontová teorie,
klasifikace iontů ve struskách, iontový potenciál, zásaditost strusek.
Fyzikálně chemické vlastnosti strusek, struktura, viskozita, povrchové
napětí, elektrochemické vlastnosti.
11. Modely iontových tavenin, Těmkinův model dokonalého iontového roztoku,
termodynamické funkce dokonalého iontového roztoku. Reálné iontové
roztoky, výklad vybraných teorií.
12. Termodynamika, kinetika a mechanismus rafinačních pochodů. Rozdělení
složek mezi dvěma nemísitelnými kapalnými fázemi, rozdělovací koeficient,
reakce a rozdělení prvků mezi struskou a kovem.
13. Rafinační reakce - odsíření, odfosfoření, desoxidace z hlediska představ o
teorii strusek (srážecí, difúzní, vakuová, syntetickými struskami),
termodynamická analýza reakcí, kinetika rafinačních procesů.
14. Nekovové fáze v kovu. Vměstky, vznik a vyplouvání, termodynamické a
kinetické faktory růstu.
PREZENČNÍ STUDIUM
Výpočtová cvičení - prezenční studium:
- Úvod - seznámení s časovým harmonogramem cvičení, podmínkami pro získání
zápočtu a doporučenou literaturou. Koncentrace roztoků a jejich vzájemné
přepočty. Raoultův a Henryho zákon, ideální a velmi zředěný roztok.
- Reálné roztoky neelektrolytů, různé pojetí aktivit vzhledem k různé volbě
standardních stavů (aktivita vzhledem k Raoultovu a Henryho zákonu),
termodynamické funkce roztoků (roztok ideální, reálný a regulární), určení
parciálních molárních veličin. Výpočet aktivitních koeficientů ve
vícesložkových soustavách, interakční koeficient.
- Termická disociace sloučenin - disociační tlak, technická a fyzikální
disociační teplota. Boudouardova reakce, přímá a nepřímá redukce sloučenin –
výpočet rovnovážného složení a možnosti jeho ovlivnění změnou teploty, tlaku
a počátečním složením.
- Samostatná výpočtová práce I.
- Rozpustnost plynů v kovech, Sievertsův zákon. Termodynamika roztavených kovů
– kyslík, síra, uhlík v roztaveném železe a vícesložkových taveninách železa
s obsahem příměsí.
- Iontová teorie roztavených strusek, Těmkinova teorie dokonalých iontových
roztoků, koncentrace iontů ve struskách. Rozdělení kyslíku a síry mezi
struskou a kovem podle iontové teorie strusek, výpočet koncentrace kyslíku a
síry v roztaveném kovu v závislosti na charakteru strusky.
- Samostatná výpočtová práce II.
Laboratorní cvičení - prezenční studium:
- Bezpečnost práce v laboratoři, seznámení s laboratorními úlohami, základní
informace o průběhu cvičení a formulace požadavků pro zpracování protokolu.
- Stanovení parciálních molárních objemů v tuhých binárních slitinách kovů.
- Měření viskozity torzním viskozimetrem.
- Rovnovážná konstanta Boudouardovy reakce.
- Povrchové napětí vybraných kapalin metodou maximálního tlaku v bublince.
- Stanovení rychlostní konstanty zásadité hydrolýzy octanu etylnatého.
- Stanovení bazicity strusky měřením reakční entalpie.
- Hodnocení obsahové a formální úrovně protokolů, zápočet
reálné. Empirické zákony popisující roztoky – Raoultův zákon a Henryho
zákon. Reálné roztoky, volba standardního stavu pro složky roztoku,
odchylky vzhledem k Raoultovu a Henryho zákonu, různé pojetí aktivit,
aktivitní koeficient.
2. Termodynamické vlastnosti ve vícesložkových soustavách, interakční
součinitel – metody výpočtu podle Wagnera, Chipmana, Morrise – aktivity a
aktivitní koeficienty ve složitějších soustavách.
3. Termodynamické funkce roztoků. Parciální molární veličiny. Diferenciální a
integrální veličiny. Směšovací a dodatkové veličiny. Termodynamické funkce
a modely roztoků – model ideálního, reálného, regulárního, atermálního
roztoku. Gibbs-Duhemova rovnice a její aplikace.
4. Termodynamika, kinetika a mechanismus základních technologických reakcí.
Termická disociace uhličitanů, oxidů, sulfidů, nitridů. Fyzikální a
technická disociační teplota, disociační napětí.
5. Redukce oxidů plynnými směsmi – nepřímá redukce, redukční diagramy,
redukovatelnost oxidů. Boudouardova reakce, termodynamický rozbor, kinetika
a její technologický význam. Přímá redukce oxidů, redukovatelnost oxidů,
redukční diagramy.
6. Mechanismus a kinetika disociace a redukce. Reakce topochemické, jejich
charakteristika a jejich model. Termodynamika vzniku zárodků nové fáze ve
fázi staré. Mechanismus redukce, Janderova rovnice. Kinetika oxidace kovů.
7. Základy teorie roztavených kovů. Struktura (statistická metoda,
kvazikrystalická teorie, teorie rojů, Frenkelova teorie) a fyzikální
vlastnosti roztavených kovů (viskozita, difúze, povrchové napětí,
vypařování, sublimace, tání, změna krystalografické modifikace).
8. Krystalizace. Homogenní a heterogenní nukleace, fyzikálně-chemická analýza
procesu, kritický rozměr zárodku a jeho závislost na vybraných činitelích.
9. Interakce plynů s roztaveným kovem. Sievertsův zákon, závislost
rozpustnosti na vybraných činitelích, analýza rozpustnosti vodíku, kyslíku
a dusíku, možnosti regulace rozpuštěných a vyloučených plynů.
10. Roztavené strusky. Základní představy. Molekulární teorie. Iontová teorie,
klasifikace iontů ve struskách, iontový potenciál, zásaditost strusek.
Fyzikálně chemické vlastnosti strusek, struktura, viskozita, povrchové
napětí, elektrochemické vlastnosti.
11. Modely iontových tavenin, Těmkinův model dokonalého iontového roztoku,
termodynamické funkce dokonalého iontového roztoku. Reálné iontové
roztoky, výklad vybraných teorií.
12. Termodynamika, kinetika a mechanismus rafinačních pochodů. Rozdělení
složek mezi dvěma nemísitelnými kapalnými fázemi, rozdělovací koeficient,
reakce a rozdělení prvků mezi struskou a kovem.
13. Rafinační reakce - odsíření, odfosfoření, desoxidace z hlediska představ o
teorii strusek (srážecí, difúzní, vakuová, syntetickými struskami),
termodynamická analýza reakcí, kinetika rafinačních procesů.
14. Nekovové fáze v kovu. Vměstky, vznik a vyplouvání, termodynamické a
kinetické faktory růstu.
PREZENČNÍ STUDIUM
Výpočtová cvičení - prezenční studium:
- Úvod - seznámení s časovým harmonogramem cvičení, podmínkami pro získání
zápočtu a doporučenou literaturou. Koncentrace roztoků a jejich vzájemné
přepočty. Raoultův a Henryho zákon, ideální a velmi zředěný roztok.
- Reálné roztoky neelektrolytů, různé pojetí aktivit vzhledem k různé volbě
standardních stavů (aktivita vzhledem k Raoultovu a Henryho zákonu),
termodynamické funkce roztoků (roztok ideální, reálný a regulární), určení
parciálních molárních veličin. Výpočet aktivitních koeficientů ve
vícesložkových soustavách, interakční koeficient.
- Termická disociace sloučenin - disociační tlak, technická a fyzikální
disociační teplota. Boudouardova reakce, přímá a nepřímá redukce sloučenin –
výpočet rovnovážného složení a možnosti jeho ovlivnění změnou teploty, tlaku
a počátečním složením.
- Samostatná výpočtová práce I.
- Rozpustnost plynů v kovech, Sievertsův zákon. Termodynamika roztavených kovů
– kyslík, síra, uhlík v roztaveném železe a vícesložkových taveninách železa
s obsahem příměsí.
- Iontová teorie roztavených strusek, Těmkinova teorie dokonalých iontových
roztoků, koncentrace iontů ve struskách. Rozdělení kyslíku a síry mezi
struskou a kovem podle iontové teorie strusek, výpočet koncentrace kyslíku a
síry v roztaveném kovu v závislosti na charakteru strusky.
- Samostatná výpočtová práce II.
Laboratorní cvičení - prezenční studium:
- Bezpečnost práce v laboratoři, seznámení s laboratorními úlohami, základní
informace o průběhu cvičení a formulace požadavků pro zpracování protokolu.
- Stanovení parciálních molárních objemů v tuhých binárních slitinách kovů.
- Měření viskozity torzním viskozimetrem.
- Rovnovážná konstanta Boudouardovy reakce.
- Povrchové napětí vybraných kapalin metodou maximálního tlaku v bublince.
- Stanovení rychlostní konstanty zásadité hydrolýzy octanu etylnatého.
- Stanovení bazicity strusky měřením reakční entalpie.
- Hodnocení obsahové a formální úrovně protokolů, zápočet