Fysikaalinen kemia (KEML0037), 5 op

Perustiedot

Esitietovaatimukset

Sisältö (ydinaines ja -osaaminen)

Lämpökemian perusteet ja sovellukset, reaktioiden ja faasinmuutosten spontaanius, kemiallisen tasapainon käsite ja sen soveltaminen; happo-emäskäsite, puskuriliuoskäsite; liukoisuustulo; faasikäsite, puhtaan aineen ja binääristen seosten faasidiagrammit, tislauksen perusteet; tasapainotilojen sähkökemia: sähkökemiallisten reaktioiden spontaanius, sähkömotorinen voima ja kennoreaktio, sähkökemiallinen korroosio; reaktiokinetiikan perusteet: reaktionopeuslait, kertaluku, reaktionopeuden riippuvuus lämpötilasta; adsorptioisotermit

Sisältö (täydentävä ja erityisosaaminen)

Lämmön vapautumisen ja sitoutumisen riippuvuus prosessin olosuhteista, eri skaalojen tasapainovakiot, sähkömotorisen voiman riippuvuus olosuhteista, korroosio- ja redoxpotentiaali, adsorption teoreettiset perusteet

Tiedolliset oppimistulokset (ydinaines ja -osaaminen)

Opintojakson suoritettuaan opiskelija ymmärtää lämpökemian ja tasapainokemian termodynaamiset perusteet ja ulkoisten olosuhteiden muutosten vaikutuksen tasapainoon. Lisäksi hän ymmärtää sähkökemian peruskäsitteet ja tunnistaa sähkökemian soveltamismahdollisuudet omalla alallaan. Opiskelija ymmärtää, mitkä tekijät vaikuttavat kemiallisen reaktion nopeuteen ja kiinteälle pinnalle tapahtuvan adsorption määrään.

Taidolliset oppimistulokset (ydinaines ja -osaaminen)

Opintojakson suoritettuaan opiskelija pystyy termodynaamisten taulukkotietojen avulla laskemaan, onko reaktion mahdollista tapahtua ja vapautuuko vai sitoutuuko reaktiossa lämpöä. Hän osaa laskea vahvojen ja heikkojen happojen ja emästen vesiliuosten pH:n. Lisäksi opiskelija osaa tulkita puhtaiden aineiden faasidiagrammeja, neste-höyrytasapainodiagrammeja ja tislausdiagrammeja sekä osaa hyödyntää potentiaali-pH-diagrammeja materiaalien korroosiokestävyyden arvioinnissa ja käsitellä adsorptiota kvantitatiivisesti adsorptioisotermien avulla.

Kirjallisuus ja muu materiaali

Opiskelijoille tiedostomuodossa jaettavat luentokalvot ja harjoitustehtäväkokoelmat.
Oheismateriaali: P. Atkins, J. de Paula, Elements of physical chemistry, 4. painos, Oxford University Press.

Opetusmenetelmät

Luokkahuoneopetusta: 56 h
Harjoitustyöt:
Tentti: 4 h
Opiskelijan itseopiskelu (kuormittavuusanalyysi tehty 2/06): 73
Yhteensä: 133
Kuormittavuusanalyysin seuranta tehty:

Opiskelijan kuormittavuus

Arvioinnin perusteet

Kurssin aikana suoritettavat etätehtävät ja kotitehtävät, oppituntiosaaminen, kaksi välikoetta tai tentti.

Koulutusohjelmakohtaiset kompetenssit

Materiaali- ja pintakäsittelytekniikan osaaminen
Teoreettinen perusta ja matemaattis-luonnontieteelliset valmiudet (T)
Tiedonhankinnan valmiudet ja uuden tiedon seuraaminen ja soveltaminen (T)
Ympäristön ja työsuojelutaidot