Emne - Reaksjonskinetikk og katalyse - TKP4155
TKP4155
Dette emne har faglig overlapp med emnene i tabellen over. Om du tar emner som overlapper får du studiepoengreduksjon i det emnet du har dårligst karakter i. Dersom karakteren er lik i de to emnene gis det reduksjon i det emnet som er avlagt sist.
Reaksjonskinetikk og katalyse
Velg studieår
Studiepoeng
7,5
Nivå
Høyere grads nivå
Undervisningsstart
Høst 2024
Varighet
1 semester
Undervisningsspråk
Engelsk
Sted
Trondheim
Vurderingsordning
Skriftlig skoleeksamen
Om
Om emnet
Faglig innhold
Emnet er en introduksjon til viktige prinsipper og metoder i heterogen katalyse. Følgende tema blir omhandlet:
- Betydningen av katalyse som nøkkelteknologi i bærekraftig kjemisk prosessindustri, ved energiproduksjon og i miljøteknologi.
- Defininsjon av katalyse, elementær-reaksjoner og katalytiske sekvenser.
- Moderne teorier for overflater og overflatereaksjoner.
- Langmuir-Hinshelwood kinetikk.
- Kinetikkmodellering, modelltilpasning og data-analyse.
- Partikkelintern og partikkelekstern masse- og varmetransport, betydningen av diffusjon på reaksjonskinetikken.
- Katalysatorfremstilling.
- Flerfunksjonell katalyse.
Læringsutbytte
Kunnskap:
- Ha kunnskap og oversikt over viktige industrielle katalytiske prosesser og de mest vanlige katalysatorene.
- Ha kunnskap om hvordan katalysatorer anvendes i bærekraftige industrielle prosesser for å senke energibehovet og øke selektiviteten til ønsket produkt.
- Være i stand til å identifisere reaksjonssekvenser og foreslå reaksjonsmekanismer for kjemiske reaksjoner.
- Kjennskap til syntesemetoder for fremstilling av katalysatorer.
- Vite hvordan interne og eksterne masseoverføringsbegrensninger påvirker kinetikken til katalytiske reaksjoner.
- Forstå de viktigste deaktiveringsmekanismene for heterogene katalysatorer, og hvordan de påvirker kinetikken.
- Kjenne til prinsippene for god eksperimentell praksis i kinetikkmålinger.
- Forstå Langmuir-Hinshelwood kinetikkmodeller og å behandle kinetikkdata.
Ferdigheter:
- Utlede hastighetsuttrykk for katalytiske reaksjoner basert på Langmuir-Hinshelwood kinetikk.
- Designe katalytiske eksperimenter med kontroll over reaksjonskinetikken uten påvirkning av varme- og masseoverføringsbegrensninger.
- Bruke kjemisorpsjonsdata og kinetikkdata til å beregne reaksjonshastigheter og spesifikk reaksjonshastighet.
- Utarbeide og tilpasse kinetikkmodeller til eksperimentelle data.
- Identifisere og skille mellom ulike deaktiveringsmekanismer for heterogene katalysatorer.
- Identifisere interne og eksterne masseoverføringsbegrensninger ved hjelp av eksperimentelle kriteria.
- Identifisere de individuelle elementær-reaksjoner.
Generell kompetanse:
- Grunnleggende kjennskap til katalytiske reaksjoner og hvordan kinetikken til reaksjonene kan beregnes og anvendes i praksis.
- Kjenne til viktige katalytiske reaksjoner, spesielt i energi og miljøsammenheng.
- Studentene skal kunne identifisere om en reaksjon er kinetisk kontrollert eller om likevektsbegrensninger eller eksterne begrensninger som varme- eller masseoverføringsbegrensninger er tilstede.
Læringsformer og aktiviteter
Undervisningen består av 3 timer forelesninger og 2 timer øvinger per uke. Det forventes 7 timer selvstudium per uke. 7 øvinger må være bestått for å få adgang til eksamen. En score på 60% eller høyere kreves for å få godkjent en øving. Forelesningene og eksamen gis på engelsk.
Obligatoriske aktiviteter
- Obligatoriske øvinger
Mer om vurdering
Dersom det arrangeres en kontinuasjonseksamen, kan eksamensformen endres fra skriftlig til muntlig.
Anbefalte forkunnskaper
Emne TKP4110 Kjemisk reaksjonsteknikk eller tilsvarende kunnskaper.
Kursmateriell
I. Chorkendorff and J. W. Niemantsverdriet: Concepts of Modern Catalysis and Kinetics, 3rd edition
Studiepoengreduksjon
Emnekode | Reduksjon | Fra |
---|---|---|
SIK2060 | 7,5 sp | |
KP8903 | 7,5 sp | Høst 2010 |
Fagområder
- Teknologiske fag