Fizikalna kemija

Vpis v letnik.
Opravljeni izpiti iz Fizike 1, Fizike 2, Matematike 1, Matematike 2 in Statistične fizike.
Opravljen izpit iz laboratorijskih vaj je pogoj za pristop k izpitu iz teorije.

Termično ravnovesje, energijski in entropijski zakon. Termodinamične spremenljivke, funkcije stanja in Maxwellove zveze. Termokemija: tvorbena in reakcijska entalpija. Standardna stanja. Entropija: entropijske spremembe pri kemijskih reakcijah. Hessov in Kirchoffov zakon. Kriterij spontanosti procesov pri stalnem volumnu in tlaku: prosta energija, prosta entalpija, kemijski potencial. Temperaturna odvisnost termodinamskih potencialov. Gibbs-Helmholtzova enačba.
Fazno ravnovesje v enokomponentnih sistemih. Fazni diagram; Clausius-Clapeyronova enačba; fazno pravilo.
Zmesi. Mešanice plinov: mešalna entropija, fugativnost.  Raztopine: aktivnost, Henryev zakon, Raoultov zakon;  osmozni tlak, znižanje tališča, zvišanje vrelišča, topnost. Porazdelitev topljenca med dve fazi.
Fazno ravnovesje v dvokomponentnih sistemih. Fazni diagrami tlak - sestava in temperatura vrelišča - sestava mešanice idealnih tekočin; frakcionirna destilacija. Neidealne mešanice. Azeotropna zmes.
Kemijsko ravnovesje. Spontane reakcije; ravnovesna sestava, vpliv tlaka, začetnih koncentracij in temperature na ravnovesno konstanto; heterogena kemijska reakcija. Definicija ravnovesnih konstant Ka, Kp, Kc in Kx.
Ravnovesna elektrokemija. Elektrokemijska celica, elektrodni potenciali, Nernstova enačba, pH, membranski potencial. Gorivna celica. Prevodnost elektrolitov. Elektroliza. aktivnost elektrolitov; Debye-Hücklova teorija,
Kinetika kemijskih reakcij. Definicija hitrosti kemijske reakcije, empirični hitrostni zakoni. Konstante hitrosti, redi reakcij, razpolovni čas. Elementarne reakcije. Temperaturna odvisnost hitrostnih konstant: Arrheniusova enačba. Kataliza.

A. Jamnik, Fizikalna kemija, Založba UL FKKT, Ljubljana, 2013.
več avtorjev, Fizikalna kemija – praktikum, Založba UL FKKT, Ljubljana, 2012.
P. W. Atkins in J. De Paula, Physical Chemistry 8th ed. Oxford University Press, Oxford, 2006.
Kuščer in S. Žumer, Toplota. DMFA, Ljubljana, 1987.
P. Ziherl in G. Skačej, Rešene naloge iz termodinamike.  DMFA, Ljubljana, 2005.

Seznanitev z osnovami kemijske termodinamike ter elektrokemije in kemijske kinetike.

Znanje in razumevanje
Znanje osnov kemijske termodinamike, kemijskega ravnovesja, termodinamike kemijskih reakcij, faznih diagramov čistih snovi in zmesi ter elektrokemije.
Uporaba
Pridobljeno znanje omogoči teoretično razumevanje fizikalno-kemijskih načel stabilnosti in termodinamičnih lastnosti čistih snovi in zmesi ter tako predstavlja osnovo za študij fizike trdne in mehke snovi ter materialov.
Refleksija
Predmet nadgrajuje fizikalno termodinamiko ter jo umešča v kontekst fizike in kemije snovi. S tem slušateljem omogoča globlje teoretično razumevanje kemije in doumevanje vloge termodinamike ter opozarja na tesno povezanost in prepletanje fizike in kemije kot temeljnih naravoslovnih ved.
Prenosljive spretnosti - niso vezane le na en predmet
S številnimi zgledi predmet izpostavlja pomen fenomenološkega opisa fizikalno-kemijskih sistemov in procesov kot teoretične metode, ki se opira na empirično poznavanje slednjih.

Predavanja in laboratorijske vaje.

Pisni izpit (teorija, računske naloge in snov laboratorijskih vaj)
(ocene: 5 (negativno), 6-10 (pozitivno), ob upoštevanju Statuta UL)

Jurij Reščič:

1. BERGLEZ, Tilen, KOGEJ, Ksenija, REŠČIČ, Jurij. Tuning TiO2 suspension stability with poly(α-alkyl carboxylic acids) via side chain length and chain stereochemistry. Journal of molecular liquids. 2023, vol. 386, [article no.] 122464, str. 1-11, DOI: 10.1016/j.molliq.2023.122464.
2. BONČINA, Matjaž, LAH, Jurij, REŠČIČ, Jurij, VLACHY, Vojko. Thermodynamics of the lysozyme-salt interaction from calorimetric titrations. J. Phys. Chem., B Condens. mater. surf. interfaces biophys., 2010, vol. 114(12), 4313-4319.
3. REŠČIČ, Jurij, LINSE, Per. Potential of mean force between charged colloids : effect of dielectric discontinuities. J. Chem. Phys., 2008, vol. 129(11), art. no. 114505.
4. REŠČIČ, Jurij, LINSE, Per. Gas-liquid phase separation in charged colloidal systems. J. Chem. Phys., 2001, vol. 114(22), 10131-10136.