Module Information

معلومات المادة الدراسية 

Module Title

Physical Chemistry/Course 1

الكيمياء الفيزيائية/الكورس الاول 

Module Delivery

            ☒ Theory   

            ☒ Lecture

            ☒ Lab

            ☒  Tutorial

Administering Department

Department of Chemistry

قسم الكيمياء

 College

 College of Sciences 

كلية العلوم

Module Leader

Saad Shahad Mohammed 

سعد شهد محمد                 

 e-mail

Saad.sh_chem@sci.utq.edu.iq

Module Leader’s Acad. Title

Asst.Professor

Module Leader’s Qualification

Ph.D.

Module Tutor

Name (if available)

 e-mail

E-mail

Peer Reviewer Name

Name

 e-mail

E-mail

Scientific Committee Approval Date

15/04/2024

Module Aims, Learning Outcomes and Indicative Contents

أهداف المادة الدراسية ونتائج التعلم والمحتويات الإرشادية 

 Module Aims

أهداف المادة الدراسية 

To enable students to evaluate the principles and applications of  physical chemistry and thermodynamic processes.

تمكين الطلبة من فهم وتقييم مبادئ وتطبيقات الكيمياء الفيزيائية وعمليات الثرموديناميك

Module Learning Outcomes

مخرجات التعلم للمادة الدراسية

On completion of this module, students are expected to be able to:

1.  Discuss the principles, applications and advantages of physical chemistry principles and techniques.

2. Perform chemical calculations and solutions for thermodynamic problems.

عند اكمال هذا الكورس يتوقع من الطالب ان يكون قادرا على:

1-  مناقشة مبادئ وتطبيقات وفوائد الكيمياء الفيزيلئية وتقنياتها.

2- يستطيع الطالب ان يجري الحسابات الكيمياوية والحلول لمسائل الثرموديناميك.

Indicative Contents

المحتويات الإرشادية

physical chemistry: gases, zeroth law, heat, work, thermodynamic, first law, enthalpy, internal energy, heat capacities, second law, entopy, gipps energy, chemical potential, third law of thermodynamic.

الكيمياء الفيزيائية: الغازات, القانون الصفري. الحرارة والشغل, الثرموديناميك, القانون الاول للثرموداينمك, الانثالبي, الطاقة الداخلية, السعة الحرارية, القانون الثاني للثرموديناميك,  الانتروبي, طاقة كبس الحرة, الطاقة الكامنة, القانون الثالث للثرموديناميك.

Learning and Teaching Strategies

استراتيجيات التعلم والتعليم

Strategies

The main strategy that will be adopted in delivering this module is to encourage students’ participation in the exercises, while at the same time refining and expanding their critical thinking skills. This will be achieved through classes, interactive tutorials and by considering type of simple experiments involving some sampling activities that are interesting to the students.

الاستراتيجية المتبعة في التعامل مع هذه المادة هي تشجيع الطلبة على المشاركة في التمارين. في نفس الوقت يتم تطوير قابلياتهم الذهنية وتفكيرهم الحاد والسريع في حل المسائل. هذا ممكن ان يكون خلال دروس المناقشة والمحاضرات التي تتضمن بعض الفعاليات البسيطة.

Delivery Plan (Weekly Syllabus)

المنهاج الاسبوعي النظري

Week 

Material Covered

Week 1

Chemical Equilibrium:  calculate equilibrium constants for homogenous reactions, Relation between Kc, Kp and Kx,  Characteristics of equilibrium constants, The Le Chatelier principle

التوازن الكيميائي, حساب ثابت التوازن للتفاعل الكيميائي المتجانس العلاق بين Kc, Kp and Kx

مميزات ثابت التوازن.

Week 2

The relation between Gibbs free energy and equilibrium constant. Determination of equilibrium constant for gas reactions,  Chemical equilibrium for heterogeneous reactions

العلاقة بين طاقة كبس الحرة وثايت التوازن

التوازن الكيميائي للتفاعلات غير المتجانسة

Week 3

Determination of equilibrium constants in homogeneous liquid system. Chemical equilibrium for
heterogeneous reactions. Calculation of chemical equilibrium by indirect method. Effect of temperature on
chemical equilibrium constants.

ايجاد ثوابت التوازن الكيميائي للأنظمة المتجانسة, التوازن الكيميائي للتفاعلات غير المتجانسة

حسايات التوازن الكيميائي بالطريقة غير المباشرة

تأثير درجة الحرارة على ثوابت التوازن الكيميائي

Week 4

Phase Equilibrium: One component system. Phase diagram for water. Clapeyron equation. Clausius – Clapeyron equation

التوازن الطوري: نظام مكون واحد؟ مخطط التحول الطوري للماء, معادلة كلايبرن, معادلة كلايزيس-كلايبرن

Week 5

Phase Equilibrium,  Two components system. Liquid-solid with (formation of eutectic mixture). Liquid-solid with (formation of compound with congruent melting point). Solutions/ ideal solutions

التوازن الطوري, نظام مكونين, سائل-صلب( تكون المحلول اليوتيكتيكي). سائل صلب (تكون محلول بنقطة انصهار مدمجة). المحاليل المحاليل القياسية

Week 6

Solutions of gases in liquid (Henry`s law). Liquid-liquid mixture (completely miscible) Raoult`s law for  ideal
solution. Deviation from Raoult`s law: Vapor pressure / com diagram for: a) ideal solution. b) non-ideal solution with: 1.positive deviation 2.negative deviation.

محاليل الغازات في السوائل (قانون هنري). خليط سائل-سائل (قابل للامتزاج التام) قانون راؤول للمثالي

حل. الانحراف عن قانون راؤول: ضغط البخار/مخطط التركيب لـ: أ) الحل الأمثل. ب) الحل غير المثالي مع: 1.الانحراف الإيجابي 2.الانحراف السلبي.

Week 7

Mid-term Exam

Week 8

Solutions:  Collective properties

الخصائص الجمعية

Week 9

Gibbs free energy for two components solutions, 1. ∆Gmix for liquid mixture (ideal solution) 2. ∆Gmix for two liquids vapor(ideal gas) Thermodynamic for ideal solution ∆Hmix, ∆Smix and ∆Gmix.

طاقة جيبس الحرة لمحلول مكونين،

 1. ∆Gmix للخليط السائل (المحلول المثالي)

 2. ∆Gmix لسائلين بخار (غاز مثالي) ثيرموديناميكي للمحلول المثالي ∆Hmix، ∆Smix و ∆Gmix.

Week 10

Statistical thermodynamics:  Statistical thermodynamics Boltzman relation

الثرموديناميك الاحصائي, علاقة يولتزمان

Week 11

Partition function Q. Translation partition function. Rotational partition functions for diatomic molecule.

دالة التقسيم

Week 12

Vibrational partition function , Degree of freedom

دالة التقسيم التذبذبي, درجة الحرية

Week 13

Maxwell relations , thermodynamic calculations

علاقات ماكسويل, حسابات الثرموديناميك

Week 14

Relation between partition function and thermodynamic quantities.

العلاقة بين دالة التقسيم والكميات الثرموديناميكية

Week 15

Relation between and equilibrium constant Keq partition function Q

العلاقة بين ثابت التوازن ودالة التقسيم

Week 16

final Exam

امتحان نهائي