KE508: Fysisk Kemi B (5 ECTS)

STADS: 10007901

Niveau
Bachelorkursus

Undervisningsperiode
Kurset er placeret i efterårssemesteret.

Ansvarlige undervisere
Email: kloesgen@memphys.sdu.dk

Skemaoplysninger
Vis hele skemaet
Vis personligt skema for dette kursus.

Indgangskrav:
Ingen

Faglige forudsætninger:
KE501 Grundlæggende kemi eller FF503 og KE523 Fysisk kemi A skal være bestået, KE521 Grundstoffernes kemi skal være fulgt.

Kursusintroduktion
Kursets formål er at uddybe de studerendes viden om de grundlæggende begreber inden for fysisk kemi, anvende dem inden for mere avancerede rammer som før og udbygge dem hen imod ikke-ideal opførsel, både i den teoretiske og også i den eksperimentelle del af kursus. De studerende vil blive mere fortrolige med systemernes afhængighed af temperatur, tryk og sammensætning. Begreber og fænomener fra tidligere kurser (KE523 og KE508) vil blive taget op og belyst ved regneøvelser. De studerende vil også anvende generel laboratorieteknik, bl.a. planlægning af laboratorieøvelser, udarbejdelse af laboratorierapporter, ved at gennemføre simple forsøg i laboratoriet. Praktisk del omfatter simple fysisk-kemiske metoder som kalorimetri, damptrykmålinger, ledningsevnemålinger, kvantitativ stofbestemmelse, osv.. De teoretiske og praktiske øvelser er udvalgt således at de ikke alene tjener som repetition, men også som uddybning af flere detaljer fra kursets pensum. Derudover er de en generel indføring og øvelse i analyse og diskussion af eksperimentelle data i videnskabeligt format.

Forventet læringsudbytte
Efter kurset forventes de studerende at kunne:

• demonstrere en bred indsigt i den klassiske fysiske kemis begreber, modelbeskrivelser og metoder,
• forklare energistørrelser samt indholdet i termodynamikkens hovedsætninger,
• udlede enkle termodynamiske relationer, der ligger i forlængelse af relationer udledt i lærebogen,
• forklare det kemiske potential- og ligevægtsbegreb og være i stand til at benytte det til udledning af relationer, der sammenknytter tryk- og temperaturændringer i rene og blandede faser med hinanden (fasediagrammer),
• udlede relationer, der relaterer faseligevægte med koncentrationer i blandinger (frysepunktssænkning, kogepunktsforhøjelse, osmotisk tryk og opløselighed) samt relationer omhandlende væskeblandingers egenskaber (blandingsfunktioner, damptryk, Raoults og Henrys love),
• beskrive reale systemers afvigelse fra idealitet gennem brug af størrelser som kompressibilitet, osmotisk koefficient og aktivitetskoefficient og kunne beregne dem enten ud fra målte størrelser eller ud fra tabeldata samt kende muligheden for omregning mellem dem for simple blandinger (Gibbs-Duhem ligningen),
• redegøre for betydningen af at et stof er amfifilt for dets egenskab som overfladeaktivt stof samt kunne forklare virkningen af et overfladeaktivt stof,
• redegøre for adsorption af stoffer på overflader eller i grænseflader (Langmuirs adsorptionslov) og kunne bestemme adsorptionskonstanten ud fra eksperimentelle målinger,
• definere specifik ledningsevne, grænseledningsevner, ionmobilitet og transporttal. Kende Kohlrausch lov og kunne beregne ledningsevner af stærke elektrolytter ud fra tabeldata samt dissociationsgraden af svage elektrolytter ud fra ledningsevnemålinger,
• opstille masse- og ladningsbalancer for en elektrolytisk proces for at få en korrekt Nernst-ligning,
• arbejde kvantitativt og sikkert i et kemisk laboratorium samt kunne vurdere kvaliteten af eksperimentelle data,
• være i stand til, selvstændigt eller som medlem af en gruppe, at planlægge og gennemføre en eksperimentel undersøgelse af en grundlæggende fysisk kemisk problemstilling indtil udarbejdelsen af fuldstændige laboratorierapporter i videnskabeligt format

Emneoversigt

• Ikke-ideal opførsel; blandinger
• Introduktion til statistisk termodynamik, anerkendte ensembler, fordelingsfunktion og termodynamiske funktioner
• Grænsefladeeffekter
• Transportegenskaber: Diffusion, især ledningsevne og ionmobilitet,
• Debye Hückel-teori
• Fasekoexistens
• Egenskaber af makromolekyler
• Reaktionskinetik, elementarreaktioner, aktiveringsenergi
• Grundlæggende elektrokemi: Nernst potential og elektrodeprocesser
• Databehandling samt måleusikkerhed / fejlanalyse
• Skrivning af fuldstændige laboratorierapporter

Litteratur

• Peter Atkins and Julio de Paula : Atkins' Physical Chemistry, Tenth Edition .

Kursets hjemmeside
Dette kursus benytter e-learn (blackboard).

Forudsætningsprøver
Godkendelse af rapporter. Det er en forudsætning for at gå til den mundtlige eksamen, at alle rapporterne er godkendt først (10007912)

Eksamen- og censurform:
Mundtlig eksamen, karakter efter 7-trinsskalaen, ekstern censur. (10007902)

Vejledende timetal
På naturvidenskab er undervisningen tilrettelagt efter trefasemodellen dvs. intro, trænings- og studiefasen.
Introfase: 18 timer
Træningsfase: 40 timer, heraf:
 - Eksaminatorie: 16 timer
 - Laboratorieøvelser: 24 timer

Aktiviteter i studiefasen

Sprog
Dette kursus undervises på engelsk.

Kursustilmelding
Se tilmeldingsfrister.

Pris for åben uddannelse
Se priser for enkeltkurser.

Denne kursusbeskrivelse var gyldig fra 1. september 2013 til 31. august 2015.