KJE104 Fysikalsk kjemi

Emnebeskrivelse for studieåret 2018/2019

Innhold og oppbygning

Fysikalsk kjemi er et fagfelt som befinner seg i overgangen mellom kjemi og fysikk. I fysikalsk kjemi brukes målinger av fysiske størrelser samt matematiske utledninger til å bekrefte lover og teorier. Målet med emnet er at studenten skal tilegne seg kunnskaper om termodynamikk, kjemiske likevekter, faselikevekter, elektrokjemi og reaksjonskinetikk samt forstå sammenhengen mellom temaene. Kunnskapen skal anvendes videre i andre fag og er grunnlagskunnskap for diverse industri, for eksempel prosessindustrien. Utvikling av ferdigheter i laboratoriearbeid og oppgaveløsning er viktig for å øke studentens forståelse av teorien.

Emnet omhandler:

  • gasslover for ideelle og reelle gasser
  • termodynamikkens lover samt termodynamiske funksjoner som indre energi U, entalpi H, entropi S og Gibbs energi G
  • kjemiske likevekter
  • faselikevekter og fasediagrammer for rene stoffer, binære og ternære systemer
  • egenskaper for blandinger og løsninger samt termodynamiske egenskaper og kolligative egenskaper
  • elektrolyttløsninger og elektrisk ledningsevne
  • elektrokjemi: elektrokjemiske celler og termodynamikk for slike celler
  • reaksjonskinetikk: reaksjonshastigheter, hastighetslover og reaksjonsmekanismer
  • viskositet og viskosimetri

Læringsutbytte

Ved fullført emne KJE104 Fysikalsk kjemi skal studenten kunne:

Kunnskaper

  • beskrive grunnleggende lover og begreper innen termodynamikk
  • beskrive lover og begreper innen faselikevekter samt forklare fasediagrammer for enkomponent- og flerkomponentsystemer
  • beskrive elektrokjemiske celler og sammenhenger i elektrokjemien
  • beskrive hastighetslover og andre begreper i reaksjonskinetikken

Ferdigheter

  • utføre beregninger av termodynamiske størrelser for ulike prosesser og for faseoverganger
  • utføre utledninger av enkelte ligninger innen termodynamikk, kjemiske likevekter og faselikevekter, elektrokjemi samt reaksjonskinetikk
  • plotte og skissere fasediagrammer
  • bruke Nernst ligning og emf-målinger i beregninger
  • løse enkle hastighetslover som differensialligninger og bruke uttrykkene videre i beregninger
  • gjennomføre laboratorieøvinger i fysikalsk kjemi og utføre usikkerhetsberegninger

Generell kompetanse

  • samarbeide i grupper både med praktisk og skriftlig arbeid
  • ha innsikt i forskriftsmessig håndtering av kjemikalier på grunnlag av sikkherhetsdatablader og fra laboratorieerfaring

Krav til forkunnskaper

Ingen

Anbefalte forkunnskaper

KJE100 Generell kjemi, MAT100 Grunnleggende matematikk for ingeniører, MAT103 Videregående matematikk for kjemiingeniører, KJE115 Statistikk og kjemometri og KJE113 Fysikk for kjemi.

Undervisnings- og læringsformer

Teoriundervisning med oppgaveløsning. Individuelle teoriøvinger. Laboratorieforberedelse ved laboratoriegjennomgang og quiz med flervalgsspørsmål. Praktiske laboratorieøvinger. Rapportskriving der statistiske beregninger og plott utføres ved bruk av Excel. Veiledning i forbindelse laboratorieøvinger og rapportskriving. Ekskursjon.

Arbeidskrav

4 individuelle teoriøvinger og 4 laboratorieøvinger med skriftlig grupperapport fra hver øving, må være godkjent for å få gå opp til eksamen. Laboratorieøvingene utføres gruppevis.

Alle laboratorieøvinger er obligatoriske. Det er også obligatorisk fremmøte til forelesninger med gjennomgang av laboratorieøvinger og til ekskursjon. Faglærer kan for enkelttilfeller innvilge fritak fra laboratoriegjennomgang og ekskursjon.

Godkjente teoriøvinger er gyldige i ett påfølgende semester. Godkjente rapporter fra laboratorieøvinger er gyldige i seks påfølgende semestre.

Vurderingsform

Skriftlig skoleeksamen, 4 timer.

Tid og sted for eksamen blir opplyst på Studentweb.

Karakterskala A-F, der F tilsvarer ikke bestått.

Hjelpemidler ved eksamen

Kalkulator

Faglig overlapping

  • TOK004 (1) - Fysikalsk Kjemi - Reduksjon: 10 studiepoeng