Faglig innhold

Kort repetisjon av grunnleggende kjemiske begreper. Støkiometri, gasslovene, kjemiske likevekter, ionelikevekter i vannløsning. Syre-base og redoks-likevekter. Grunnleggende kjemisk termodynamikk, energi, entropi, entalpi, fri energi. Beregninger av likevekter fra termodynamiske data. Elektrokjemi: Spenningsrekka, cellespenning, elektrolyse og galvaniske celler. Litt om batterier og korrosjon av metaller. Kjemisk bindingsteori. Grunnleggende organisk kjemi og polymerkjemi. Viktige uorganiske kjemiske forbindelser, og miljørelatert betydning av disse. Laboratorieøvingene gir fordypning i følgende tema: Kjemiske prinsipper: Støkiometri, kjemisk likevekt, syrer og baser, reduksjon og oksidasjon. Kvantitative metoder: Titrering, instrumentelle metoder: pH-elektrode, redoks-elektrode. Obligatorisk sikkerhetskurs, inkluerende brannslukning og førstehjelp, kreves bestått for å få begynne på laboratoriekurset.

Læringsutbytte

Det viktigste læringsutbyttet i kurset er knyttet til forståelse og beregning av likevekter i vann, sammenhengen mellom Gibbs fri energi, likevektskonstanter og elektrodepotensial, og evne til å se sammenheng mellom teorien og konkrete problemstillinger. Etter gjennomført kurs behersker studenten det teoretiske og eksperimentelle grunnlag nødvendig for å følge videregående kurs i uorganisk, organisk og fysikalsk kjemi, og kan: - Identifisere de viktigste uorganiske syrer, baser, salter og ioner og kjenne de viktigste reaksjonene mellom disse. - Beskrive ulike typer kjemisk binding, hvordan de oppstår og sammenhenger med stoffenes egenskaper. - Gjøre rede for form og navn til atomets orbitaler, og kunne se egenskaper i relasjon til det periodiske system. - Kunne forklare viktige miljøproblemer relatert til uorganisk kjemi. - Balansere kjemiske reaksjoner og utføre støkiometriske beregninger. - Utføre beregninger med likevekter, inklusive beregning av pH og løselighet og beregning på heterogene likevekter. - Utføre enkle termodynamiske beregninger av entropi, entalpi og Gibbs fri energi og tolke disse for kjemiske likevekter. - Redegjøre for sammenhengen mellom likevektskonstant, Gibbs fri energi og elektrodepotensial, og utføre beregninger av disse. - Redegjøre for prinsippene for galvaniske celler/batterier og elektrolyse og kjenne eksempler på anvendelser. - Forklare prinsipper for korrosjon og korrosjonsbeskyttelse, inklusiv galvanisk korrosjon, passivitet og luftingscellekorrosjon. - Kjenne prinsipper, stoffer og reaksjoner i organisk kjemi og kjenne viktige polymere, samt reaksjoner og strukturer for disse. I laboratoriearbeidet forventes det at studentene oppnår en dypere forståelse for kjemiske reaksjoner og likevekter gjennom eksperimenter, samt at de lærer å arbeide sikkert og nøyaktig og å rapportere nøyaktig om resultater og å vurdere observasjoner.

Læringsformer og aktiviteter

Forelesninger, øvinger og laboratorieøvinger. For adgang til eksamen kreves tilfredsstillende besvarelse av 2/3 av de ukentlige skriftlige øvinger. Alle laboratorieøvinger skal være utført tilfredsstillende. Det vil bli avholdt opp til to semesterprøver, hvorav en må være bestått for adgang til eksamen. Eksamen kan inkludere problemstillinger som er belyst i laboratoriekurset. Karakter i emnet er basert på en skriftlig slutteksamen.

Obligatoriske aktiviteter

• Laboratoriekurs
• Semesterprøver
• Øvinger

Anbefalte forkunnskaper

Det forventes kjennskap til de viktigste grunnstoffer og kjemiske forbindelser, samt en forståelse av formler og kjemiske ligninger. Begrep som atom, molekyl og mol forutsettes kjent. Det forventes også at studentene har en klar forståelse av logaritme- og eksponensialregning. Oppfriskning eller forkurs i kjemi anbefales sterkt for dem som ikke har 2Kj eller tilsvarende.

Kursmateriell

A. Blackman og L. R. Gahan, Aylward & Findlay's SI Chemical Data, 7. utg., Wiley, 2014. Eldre utgaver av Aylward & Findlay: SI Chemical Data, vil kunne brukes både i faget og på eksamen. Anbefalt lærebok: R. H. Petrucci, G. G. Herring, J. D. Madura og C. Bissonnette, "General Chemistry. Principles and Modern Applications", 10. eller 11. utgave, Pearson, Toronto (2011 eller 2017 (NTNU-utgave)). Andre bøker med tittel "General chemistry" eller "Chemical Principles" på internasjonalt universitetsnivå vil kunne brukes. Informasjon om dette vil bli gitt ved semesterstart. Utfyllende og oppsummerende notater vil bli gjort tilgjengelig via fagets nettside. Labkurs: Kompendiet "TMT4110/TMT4115 Laboriekurs i generell kjemi" vil bli gjort tilgjengelig for studentene.

Studiepoengreduksjon