Faglig innhold

Grunnleggende generell og uorganisk kjemi:

Kort innføring og repetisjon i grunnleggende kjemiske begreper; støkiometri, stoffmengde, molar masse, kjemisk bindingsteori, hybridisering og MO-teori. Krystall-strukturer. Brønsted og Lewis syre-base teori. Grunnleggende organisk kjemi og polymerkjemi. Rask innføring i elementkjemi. Se sammenhengen mellom miljøkjemi og forstå hvordan kjemiske reaksjoner spiller en rolle inn i bærekraft og sirkulær økonomi.

Kjemisk termodynamikk:

Grunnleggende kjemisk termodynamikk; indre energi, varme, arbeid, entropi, entalpi, Gibbs energi. Bruk av kjemisk potensial i beregninger. Kjemisk reaksjonskinetikk, og bruk av dette i beregninger av likevekt.

Kjemisk likevekt:

Beregning av kjemisk likevekt fra termodynamiske data. Ionelikevekter i vandige løsninger, syre/base og redoks-likevekter.

Elektrokjemi:

Spenningsrekken, cellespenning, og bruk av Nernst ligning til å forklare konsentrasjonsceller. Enkle beregninger med elektrolyse og galvaniske celler, samt forståelse for de underliggende prinsippene. Kobling mellom elektrokjemi og korrosjon.

Laboratorieferdigheter:

Laboratorieøvingene gir fordypning i følgende tema: Kjemiske prinsipper: Støkiometri, kjemisk likevekt, kjemisk kinetikk, syrer og baser, reduksjon og oksidasjon. Obligatorisk sikkerhetskurs, inkludert brannslukning og førstehjelp, kreves bestått for å få begynne på laboratoriekurset.

Læringsutbytte

Læringsutbyttet i kurset er knyttet til forståelse og beregning av likevekter i vann, sammenhengen mellom Gibbs energiendring, likevektskonstanten og elektrodepotensial, samt evne til å se sammenheng mellom teorien og konkrete problemstillinger.

Kunnskaper

Etter gjennomført emne har studenten:

• Kjennskap til generell kjemisk notasjon og begreper.
• Grunnleggende kunnskaper om sammenhengen mellom elektronstruktur, kjemiske bindinger, og stoffers egenskaper.
• Identifisere de viktigste uorganiske syrer, baser, salter og ioner og kjenne de viktigste reaksjonene mellom disse.

Ferdigheter

Studenten kan:

• Regne på kjemiske likevekter og bruke termodynamiske og elektrokjemiske relasjoner til å forklare kjemiske reaksjoner
• Planlegge, gjennomføre grunnleggende laboratorieeksperimenter, samt tolke resultatet fra disse.
• Gjøre rede for form og navn til atom og molekyl-orbitaler, og kunne se egenskapene i relasjon til det periodiske system.
• Redegjøre for grunnleggende reaksjonskinetikk, og relatere dette til kjemisk likevekt

Generell kompetanse:

Studenten kan:

• Bruke vanlige kjemiske metoder og teorier til å forklare eksperimentelle observasjoner
• Forstå sammenhengen mellom termodynamiske, kinetiske, og observerbare størrelser i vandig likevekter, samt bruke disse til å forklare endringer og sammensetning i systemer ved likevekt.
• Redegjøre for grunnleggende kjemiske prinsipper i elektrokjemi, samt forklare hvordan disse henger sammen med termodynamikk, kinetikk, og elektronstruktur.

Læringsformer og aktiviteter

Plenumsaktiviteter for teori-gjennomgang (f.eks. i form av forelesninger), regneøvingstimer med obligatorisk oppmøte, obligatorisk numerisk oppgave.

Studentenes forventede arbeidsinnsats i emnet er 216 timer.

• Forelesninger: 56 timer
• Øvinger: 40 timer
• Laboratoriearbeid: 50 timer
• Selvstudium: 70 timer

Obligatoriske aktiviteter

• Laboratoriekurs
• Øvinger

Spesielle vilkår

Anbefalte forkunnskaper

Det forventes kjennskap til de viktigste grunnstoffer og kjemiske forbindelser, samt en forståelse av formler og kjemiske ligninger. Begrep som atom og molekyl forutsettes kjent. Det forventes også at studentene har en klar forståelse av logaritme- og eksponensialregning.

Forkunnskapskrav

Studierettskrav. Tilgang til emnet forutsetter studierett ved 5-årig sivilingeniør/masterprogram i fysikk og matematikk.

Kursmateriell

A. Blackman og L. R. Gahan, Aylward & Findlay's SI Chemical Data, 7. utg., Wiley, 2014.

Lærebok: R. H. Petrucci, G. G. Herring, J. D. Madura og C. Bissonnette, "General Chemistry. Principles and Modern Applications", 12. utgave, Pearson, Toronto (2024).

"TMT4110/TMT4115 Laboriekurs i generell kjemi" vil bli gjort tilgjengelig for studentene.

Studiepoengreduksjon