Physical and Inorganic Chemistry

Course goals

Na het volgen van deze cursus kun je:
1) de basisbegrippen van de thermodynamica begrijpen en uitleggen, en deze theorie toepassen op fysisch chemische problemen .
2) de basisvergelijkingen van energie, thermodynamica en kinetiek afleiden voor specifieke situaties, en met de zo verkregen formules praktische waardes berekenen.
3) reductie-oxidatie-chemie in waterig milieu uitleggen.
4) met het computerprogramma ‘HSC Chemistry for Windows’ omgaan.
5) organische synthese uitvoeren door het volgen van een voorgegeven protocol.
6) met gevaarlijke stoffen veilig omgaan in een practicum.
7) met het computerprogramma ‘MestreNova’ omgaan en NMR resultaten zelf uitwerken.
8) rapporteren door middel van een labjournaal en/of verslag.
9) distilleren op verschillende manieren.

Content

Na een inleiding over energie en materie, maak je kennis met diverse nieuwe expressies daarvan en de manier waarop deze grootheden met elkaar verband houden. Aansluitend bestudeer je de basisbegrippen van de thermodynamica en kinetiek, waarbij soms ook de historische ontwikkeling van deze kennis aan bod komt. Je leert de  basisconcepten van de thermodynamica uit te leggen, de basisformules af te leiden voor specifieke situaties zoals een gasexpansie, en de afgeleide formules te gebruiken voor quantitatieve berekeningen (een belangrijk onderdeel bij dat laatste is om ook de juiste eenheden te gebruiken in de berekeningen). Op al deze aspecten oefen je in nauw op elkaar aansluitende hoor- en werkcolleges Fysische Chemie.
Deze basiskennis ga je vervolgens toepassen in de Anorganische Chemie, op de reducties van oxides om elementen vrij te maken en op reductie- oxidatie-chemie in waterig milieu. Daarvoor leer je omgaan met een aantal gereedschappen voor het maken van kwantitatieve berekeningen, zoals Ellingham-diagrammen, E-pH diagrammen en het computerprogramma ‘HSC Chemistry for Windows 9’

Het practicum en theorie zijn nauw aan elkaar gekoppeld en ondersteunen elkaar wederzijds. In periode 1 heb je in SK-BORSP al eens kennis kunnen maken met de Fysische Chemie door het bestuderen van de kinetiek van een organisch chemische reactie. In het eerste deel van het Practicum van deze cursus ga je organische synthese-experimenten uitvoeren waarbij verschillende vormen van destillatie aan bod komen. Ter ondersteuning wordt een college over verschillende soorten destillatie gegeven.

In het tweede deel van het practicum staan een aantal experimenten op het programma, die aansluiten op of ondersteund worden door colleges Fysische Chemie, waarin o.a. aandacht wordt besteed aan de Nernst vergelijking en pH titraties en het gebruik van Python in deze experimenten. Het laatste experiment is een anorganische synthese die je beter begrijpt met de E-pH diagrammen die je met behulp van ‘HSC Chemistry for Windows’ gaat maken. Tevens zal in het kader van foutenleer een begin gemaakt worden met het verantwoord leren omgaan met meetgegevens, waarbij het gebruik van Python aan bod komt en aandacht wordt besteed aan statistiek middels een opdracht. Als rode draad bij alle practica zal je ervaring met praktisch werken, verslaglegging, het gebruik van spectroscopische en analytische technieken toenemen

Deze cursus kan gezien worden als een inhoudelijk logisch vervolg op de cursus SK-BORSP. Het is een eerste kennismaking met de Fysische en Anorganische Chemie. Bij de practica komen deze onderdelen terug in de experimenten. Wiskundige kennis uit SK-BWSNK1 is belangrijk voor het afleiden van, en rekenen met, formules in het onderdeel Fysische Chemie. Ten behoeve van de practica zal tevens aandacht besteed worden aan toepassingen van het gebruik van Python zoals dat onderwezen wordt in de cursussen SK-BWSNK2 en SK-B1DASP. Het vak is verder een goede voorbereiding op de cursussen SK-BWKAN, SK-BFYCH, SK-B2ELCH en SK-BANV13.