Kursplan för läsåret 2007/2008
TERMODYNAMIK OCH YTKEMIKFK060
Thermodynamics and Surface Chemistry

Antal högskolepoäng: 10,5. Betygskala: TH. Nivå: G1 (Grundnivå). Undervisningsspråk: Kursen ges på svenska. Överlappar följande kurs/kurser: KFKA01. Obligatorisk för: W2. Kursansvarig: Jan-Erik Norne, Jan-Erik.Norne@bpc.lu.se och Bengt Jönsson, Bengt.Jonsson@bpc.lu.se, Biofysikalisk kemi. Förutsatta förkunskaper: KOO080 eller KOO081 Inledande kemi. Prestationsbedömning: Examination sker genom en skriftlig tentamen. För slutbetyg krävs också att kursens fyra obligatoriska laborationer är godkända. Hemsida: http://www.bpc.lu.se/education/kurser.

Syfte
Att ge studenterna en insikt i klassisk termodynamik. Att förmedla en förståelse för de termodynamiska begreppen och teorierna och att öva upp förmågan att lösa problem utifrån denna insikt.

Att ge studenterna en insikt i reaktionskinetikens grunder.

Att ge studenterna en introduktion till yt- och kolloidkemin.

Mål

Kunskap och förståelse
För godkänd kurs skall studenten

Färdighet och förmåga
För godkänd kurs skall studenten

Värderingsförmåga och förhållningssätt
För godkänd kurs skall studenten

Värdera giltigheten i de modeller som presenterats i kursen.

Innehåll
Kursen är uppdelad i tre huvudavsnitt:

Termodynamik
Termodynamikens första och andra huvudsatser. Inre energi, entalpi och entropi. Värmekapacitet. Isoterma, isobara och adiabatiska processer. Värmemaskiner, värmepumpar. Fri energi och kemisk potential. Jämviktskriterier och de termodynamiska förutsättningarna för processers spontanitet. Kemisk jämvikt i homogena system; tryck- och temperaturberoende. Fasjämvikter i enkomponentsystem (smältning, förångning och sublimering). Termodynamik för blandningar – ideala och icke-ideala system; aktivitet och aktivitetsfaktor. Destillation. Osmos. Partiella molära storheter. Kemisk jämvikt i heterogena system.

Reaktionskinetik
Reaktionskinetikens grunder, begreppen reaktionsordning och molekylaritet. Hastighetsuttryck för 1:a, 2:a och högre ordningens enkla och sammansatta reaktioner. Hastighetskonstantens temperaturberoende, aktiveringsenergi. Introduktion till reaktionsmekanismer; steady-state approximationen. Enzymreaktioners kinetik.

Ytkemi
Avsnittet syftar till att ge en introduktion till yt- och kolloidkemi, ett område med många tillämpningar inom biologi, grundläggande kemi och kemiteknik.

Vätskeytor: ytspänning (-energi); experimentella metoder att mäta ytspänning. Gibbs adsorptionsisoterm. Ytaktiva ämnen. Miceller; metoder att mäta kritisk micell koncentrationen (CMC). Solubilisering. Filmer; ytvåg. Fenomen vid krökta ytor; Kelvin ekvationen.

Fasta ytor: fysikalisk och kemisk adsorption. Termodynamiken för adsorption. Olika adsorptionsisotermer. Vätningsfenomen.

Flytande kristallina faser: översikt av olika typer av molekylära system som ger upphov till flytande kristaller. Fasdiagram. Fasstruktur-lamellära, hexagonala, osv.

Egenskaper hos laddade ytskikt; DLVO-teorin.

Litteratur
Atkins, P W: Physical Chemistry, 8th Ed. Oxford 2006. ISBN: 0198700725
Övningskompendium i fysikalisk kemi. Kompendium i Ytkemi. Laborationshandledningar.