Framhaldsáfangi í almennri efnafræði þar sem farið er ítarlega í sýrur og basa, oxun- og afoxun, rafefnafræði og jónunarorku
Efnisatriði:
Fjallað verður um:
• Magnbundna efnagreiningu, títrun og útreikninga
• skilgreiningar á sýru og basa, einkenni sýru-basahvarfa, helstu sýrur og basa, m.a. HCl, H4SO4, HNO3, H3PO4, CH3COOH, NaOH og NH3
• hlutleysingarhvörf og myndun salta úr sýrum og bösum, prótólýsuhvörf (hvörf sýru eða basa við vatn) og einkennisjónir súrra og basískra lausna
• rammar og daufar sýrur (og basar), marggildar sýrur og basa og prótólýsuhvörf þeirra, samband oxóníumjónar og vetnisjónar, amfólýta (efni sem bæði eru sýrur og basar, t.d. vatn)
• sjálfsjónun vatns og vatnsfastinn, Kw = 1,0 ·10E14, tengsl [H3O+] og [OH-] í súrri, hlutlausri og basískri vatnslausn
• sýrustig, pH, pOH og pH kvarðinn, sýru-basa par
• sýrufastann (Ka,) basafastann (Kb), pKa og pKb og tengsl þeirrapH útreikninga fyrir daufar sýru- og basalausnir út frá sýrufasta/basafasta og formlegum (upphafs) mólstyrk sýrunnar/basans
• %-klofnun daufrar sýru (basa) í vatnslausn (hlutfallið [H3O+]/[HA]*100) bufferlausnir, bufferjöfnu (Henderson-Hasselbalch jafnan), pH-litvísa, títrunarferla
• oxun og afoxun, oxunar- afoxunarhvörf og oxunar- afoxunarpar, oxara og afoxara, hálfhvörf og heildarhvörf, oxunartölur
• stilling redox efnajöfnu í súrri eða basískri lausn með hálfhvarfa- eða oxunartöluaðferð
• raflausnir, spennuröð málmanna, hvarfgjarna málma, eðalmálma og vetnislosandi málma
• galvaníhlöðu, hlaðskemu, dæmi um galvaníhlöður og notkunargildi þeirra, anóðu og katóðu, anjónir og katjónir, íspennu og pólspennu, hálfhlöðuspennur og staðalíspennu galvaníhlöðu, jöfnu Nernsts, íspennu galvaníhlöðu við gefna mólstyrki rafgreiningarhlöðu, dæmi um rafgreiningarhlöður og notkunargildi þeirra
• Faraday fastann og hvernig hann er reiknaður (útfrá hleðslu rafeindar), samband rafstraums, hleðslu, tíma og magns rafgreinds efnis í rafgreiningarhlöðu
• málmvinnslu og tæringu málma (afoxunar- og oxunarferli), tæringarvarnir
• fyrstu jónunarorku atóms og þætti sem hafa áhrif á stærð hennar, breytingar á fyrstu jónunarorku þegar farið er eftir flokki eða lotu í lotukerfinu aðra, þriðju, fjórðu o.s.frv. jónunarorku atóms, rafeindasækni atóma
Verkleg kennsla:
• Verklegar æfingar sem tengjast ofangreindu og eru um 1/3 hluti af efni áfangans
EFNA2EF05
Nemandi skal hafa öðlast þekkingu og skilning á:
skilgreiningum á öllum efnisatriðum áfangans skv. upptalningu hér að framan
sértækum dæmum um hvert efnisatriði áfangans
mismunandi aðferðum við mælingar á sýnum
mikilvægi vísindalegra vinnubragða
Nemandi skal hafa öðlast leikni í að:
reikna [H3O+], [OH-], pH og pOH í vatnslausnum, eftir lausnablöndun, þynningar, efnahvörf sýru og basa og í títrunarhvarfi sýru og basa
reikna Ka, Kb, pKa og pKb fyrir sýru og basa í sýru-basa pari ef ein þessara stærða er þekkt
skrifa prótólýsuhvörf og reikna pH í lausnum daufra sýru- og basalausna og finna sundrunarhlutföll þeirra
reikna pH gildi bufferlausna og hvernig það breytist við sýru-/basaviðbót
nota jónatöflu og sýru- basatöflu til að ákvarða hvort saltlausnir gefi súra, hlutlausa eða basíska lausn
ákvarða oxunartölur og nota þær til að segja til um hvaða efni oxast og afoxast í oxunar-/afoxunarhvarfi og til að þekkja hvort hvarf sé redox efnahvarf
stilla redox efnajöfnur með hálfhvarfa- eða oxunartöluaðferð
nota töflu yfir staðalhálfhlöðuspennur til að reikna staðalíspennu galvaníhlöðu og Nernst jöfnuna til að reikna íspennuna við aðrar aðstæður en staðalaðstæður
framkvæma útreikninga fyrir rafgreiningarhlöður m.a. á rafstraum, hleðslu, tíma og magni rafgreinds efnis
gera nákvæmar magnbundnar efnagreiningar (m.a. títranir) og meðhöndla glervöru, efni og áhöld við tilraunir í efnafræði með eigin öryggi og annarra í huga
afla heimilda, nýta gagnabanka og miðla niðurstöðum, m.a. með skýrslugerð
Nemandi skal geta hagnýtt þá almennu þekkingu og leikni sem hann hefur aflað sér til að:
beita rökhugsun og vísindalegri aðferð við verkefnalausnir í efnafræði
nota bækur og Netið til að leita uppi, skoða, sækja og meta á gagnrýninn hátt efnafræðileg heimildagildi og upplýsingar
tengja efnafræðina við daglegt líf fólks og umhverfi og sjá notagildi hennar
vinna markvisst í hóp við að leysa verkefni og geta skilað árangursríku starfi með mismunandi hópi vinnufélaga
rökræða um vísindaleg efni og álitamál og virða skoðanir annarra
fjalla um siðferðilegar og félagslegar hliðar raungreina og efnafræði og ábyrgt framferði vísinda- og tæknifólks
Verkefnavinna, kaflapróf, lokapróf, verklegar æfingar og skýrslumat