Opšti kurs fizičke hemije I Fond časova: 4+4 Profesor: Ivanka Holclajtner-Antunović

1. Opšti kurs fizičke hemije I Fond časova: 4+4 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 ili putem e-maila Predavanje: Utorak, 12:00-14:00, Amfiteatar Fakulteta, Blok C, prizemlje Interaktivna nastava: Ponedeljak, 14:00-16:00, Amfiteatar Fakulteta Asistenti: Miroslav Ristić i Igor Pašti Vežbe: Po grupama po rasporedu, vežbaonica 263, I podrum

2. Website Fakulteta: www.ffh.bg.ac.rs/OKFH

3. Cilj predmeta Opšti kurs fizičke hemije Opšti kurs fizičke hemije: Eksperimentalno i teorijski proučava rezličite oblike materije preko njihovih makroskopskih osobina i njihovu interakciju sa energijom # Ovaj kurs služi kao uvod hemijskoj termodinamici, omogućavajući razumevanje bazičnih principa, zakona i teorija fizičke hemije uopšte, odnosno pojedinih njenih disciplina kao što su hemijska kinetika, elektrohemija, spektrohemija, fizička hemija fluida, biofizička hemija i dr. # Kroz ovaj kurs treba da naučite da koristite sopstvenu logiku i zaključivanje pri rešavanju problema i izvođenju jednačina prema postavljenom modelu, tako da jednačine daju jasnu sliku fizičkih pojava koje proučavate. # Pored toga treba da razvijete sposobnost da rešavate kvantitativne probleme.Treba da naučite kako da primenjujete matematiku u hemiji i fizičkoj hemiji. To ćemo činiti kroz računske zadatke.

4. Sadržaj predmeta Opšti kurs fizičke hemije I • GASOVITO STANJE: IDEALNO GASNO STANJE REALNO GASNO STANJE KINETIČKA TEORIJA GASOVA • OSNOVI TERMODINAMIKE- osnovni pojmovi hemijske termodinamike

5. Kolokvijumi: I kolokvijum: Osnovna merenja 1.Određivanje gustine tečnosti 2. Određivanje indeksa prelamanja 3. Određivanje viskoznosti tečnosti 4. Određivanje površinskog napona 5. Određivanje ugla skretanja optički aktivnih supstancija II kolokvijum: Gasovi 6.Određivanje molarne mase Viktor-Majerovom metodom 7. Provera gasnih zakona primenom kompjuterskih simulacija III kolokvijum: Termodinamika i ravnoteža 7. Određivanje toplote rastvaranja 8. Određivanje toplote sagorevanja 9. Određivanje toplote topljenja leda 10. Određivanje konstante ravnoteže mutarotacije glukoze Radna sveska!

6. Polaganje ispita-usmeno Način ocenjivanja Posećivanje predavanja 5 bodova: 50-60% -1, 60-70%-2, 70-80-3, 80-90%-4 i 90-100-5 Interakt. nastava i domaći: 5 bodova Kolokvijumi vežbe: 15, svaki po 5 (1 bod-6, 2b.-7, 3b.-8, 4b.-9, 5b.-10)-Minimalno 3 boda Vežbe:5, svaka po 0,5 Nastavni kolokv. 40, svaki po 20 Ispit 30 70 Ocena 51-60 bodova 6 61-70 bodova 7 71-80 bodova 8 81-90 bodova 9 91-100 bodova 10

7. Literatura • Udžbenici: • 1. Holclajtner-Antrunović Ivanka, Opšti kurs fizičke hemije, • Zavod za izdavanje udžbenika, Beograd, 2000. • 2. S. Đorđević, V. Dražić, Fizička hemija, Beograd, Fizička hemija, Tehnološko-metalurški fakultet, Beograd, 2002. • 3. Atkins, P.W. & de Paula, J. Physical Chemistry, 7th • Edition. W.H. Freeman & Co., New York, 2002. (6. 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: • R. Konjević i sar., Praktikum iz fizičke hemije za studente hemije • 2. U. Mioč, R. Hercigonja, Zbirka zadataka iz opšteg kursa fizičke hemije • Novi praktikum u pripremi!

9. Šta je fizička hemija? FIZIČKA HEMIJA proučava fizičke osnove i definiše fizičke principe koji određuju osobine i ponašanje materije u različitim agregatnim stanjima u zavisnosti od hemijskih osobina i uslova pod kojim se materija nalazi kao i njihovo uzajamno dejstvo. Izvodeći na egzaktnoj osnovi najopštije relacije, fizička hemija sa ostalim posebno prirodnim naukama doprinosi jedinstvenom pogledu na suštinu sveta, a razvija se uporedo sa razvojem eksperimentalnih tehnika, metoda i tehnologije.

10. Discipline fizičke hemije ATOMISTIKA HEMIJSKA I STATISTIČKA TERMODINAMIKA SPEKTROHEMIJA

11. ELEKTROHEMIJA RADIOHEMIJA HEMIJSKA KINETIKA

12. FIZIČKA HEMIJA FLUIDA FIZIČKA HEMIJA ČVRSTOG STANJA KVANTNA HEMIJA I MOLEKULSKE STRUKTURE

13. BIOFIZIČKA HEMIJA FIZIČKA HEMIJA ŽIVOTNE SREDINE

14. FIZIČKA HEMIJA PLAZME FIZIČKA HEMIJA MATERIJALA…

15. Počeci fizičke hemije u svetu 1887. Zeitschrift fur physikalische Chemie Wilhelm Ostwald Jacobus Van’t Hoff Svante Arrhenius

16. Robert Boyle (1627-1691) Physico-Chemical Doubts and Paradoxes (XVII v.) I. Newton (XVIII v.) J. Black, A. Lavoisier (XIX v.) M. Faraday, W. Allen Miller, Chemical Physics

17. M. V. Lomonosov • 1741- Elementi matematičke hemije • 1752- Uvod u pravu fizičku hemiju ”Fizička hemija je nauka koja objašnjava, na osnovu postavki i iskustava fizike, uzroke onoga što se dešava u hemijskim ope- racijama u složenim telima” (1711-1765)

18. Počeci visokog školstva u Srbiji • 1808. Dositej Obradović osniva Veliku školi • 1838-juna meseca osnovan Licej u Kragujevcu • 1844-Licej se seli • u Konak knjeginje • Ljubice u Beogradu

19. 1863-Licej prerasta u Veliku školu Velika pijaca ispred Kapetan Mišinog zdanja

20. Velika škola je prerasla 1905. godine u Univerzitet u Beogradu

21. 1903. god. početkom septembra dr. Miloje Stojiljković postavljen za docenta fizičke hemije Prof. Stojiljković je bioupravnik Zavoda sa ratnim prekidima čitavih četrdeset godina. Prof. Miloje Stojiljković (1873 -1962)

22. (1909-1994) Prof. Pavle Savić rukovodi Zavodom od 1947. do 1966. 1990. nastaje Fakultet za fizičku hemiju

23. Agregatna stanja materije Četiri agregatna stanja materije: Gas: Ispunjava i zauzima oblik suda u kome se nalazi, slično tečnostima, sem što su čestice na tako velikim rastojanjima pa su interakcije između čestica minimalne. Prosečna energija po čestici reda 1 eV. Gasovi su mešljivi i kompresibilni. Tečnosti: Ne ispunjavaju sud, ali uzimaju njegov oblik. Interakcije izražene, prosečna energija reda 10-1 eV, rastojanje između čestica nešto veće od njihovih dimenzija. Čvrsto: Ne ispunjava i ne uzima oblik suda. Čestice na rastojanjima vrlo bliskim njihovim dimenzijama. Interakcije vrlo izražene. Prosečna energija po čestici reda 10-2 eV. Gasna plazma: Više ili manje jonizovani gas gde je prosečna energija po čestici reda 10 eV pa dolazi do neelastičnih sudara. 1eV=1,6∙10-19J

24. Stanje gasova Stanje svake supstancije se opisuje osobinama stanja. Osobine stanja izražavaju se parametrima stanja: V zapremina P pritisak T temperatura n količina supstancije (mol) Prostor koji zauzima gas je zapremina V. Broj molekula prisutnih u uzorku se izražava količinom supstancije n. Veza između parametara stanja predstavlja jednačinu stanja:

25. Pritisak Pritisak predstavlja odnos između sile (u N) i površine (u m2) na koju sila deluje: Pritisak gasa je rezultat ogromnog broja sudara molekula gasa sa zidom suda

26. Jedinice pritiska

27. Merenje pritiska Pritisak se jednostavno meri manometrom u kome neisparljivi viskozni fluid ispunjava U-cev. Pritisak u aparaturi (a) i atmosferski pritisak (b) direktno je srazmeran razlici visina u dva stuba, h: gde je ρ gustina viskoznog fluida.

28. Mehanička ravnoteža Gas na višem pritisku pokreće klip sabijajući gas na nižem pritisku do uspostavljanja stanja ravnoteže kada su pritisci sa obe strane klipa izjednačeni. Sistem se nalazi u stanju mehaničke ravnoteže. Pritisak gasa u mehaničkom sistemu koji uključuje i pokretni klip može se regulisati uvođenjem i ispuštanjem gasa u sistem ili iz njega kroz slavine.

29. Termalna ravnoteža-temperatura Dijatermički zid Visoka T Niska T Temperatura je osobina koja opisuje protok toplote. Energija će teći između dva objekta u kontaktu što će dovesti do promene stanja ovih objekata Zid koji razdvaja objekte može biti: Dijatermički –opaža se promena stanja kada su objekti u kontaktu (npr. metal) Adijabatski-ako nema protoka energije između objekata koji su u kontaktu (npr. stiropor) Energija kao toplota Jednake temperature Niska T Visoka T

30. Termalna ravnoteža Dva objekta su u termalnoj ravnoteži kada nema promene stanja kada su u međusobnom kontaktu. A: komad gvožđa B: komad bakra C: sud sa vodom Nulti zakon termodinamike: Ako je A u termalnoj ravnoteži sa B i B je u termalnoj 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 dovede u kontakt sa drugim objektom C, može se odrediti promena stanja kada se A i C dovedu u kontakt. Živin stub se koristi za merenje temperatura A i C.

31. Termometri-temperatura • Sistem koji se menja 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 stanja • mogu reproduktivati, npr. H2O u trojnoj tački ili Ag u tački topljenja. • Temperatura nije toplota! Temperatura je relativna mera toplote • između sistema-temperatura se može definisati kao tendencija • sistema da gubi toplotu.