Inhoud

Materie en energie zijn de grondstoffen bij uitstek van de ingenieur. Materie en energie, en de transformaties die beide kunnen ondergaan vormen dan ook het studieobject van het opleidingsonderdeel "Algemene en technische scheikunde". Deze cursus behandelt vooreerst een aantal fundamentele begrippen over de opbouw en de eigenschappen van de materie. Vervolgens worden chemische omzettingen op een algemene manier behandeld met nadruk op de energetische/entropische aspecten ervan. Een aantal typische soorten van reacties worden besproken. Tenslotte wordt dieper ingegaan op de wetten van het chemisch evenwicht en op de berekening van de evenwichtstoestand voor reagerende stelsels in de gasfase en in waterig milieu.

 1. MATERIE
* Atomen – subatomaire structuur – opbouw van de Tabel van Mendeljev
* Periodiek variërende eigenschappen: ionstralen – atoomstralen – ionisatieënergie – elektronenaffiniteit – elektronegativiteit - oxidatietrappen
* Chemische binding: ionische – covalente – metallische binding: kwalitatieve, klassieke beschrijving
* Eigenschappen van enkele belangrijke families van verbindingen: zuren – basen – oxiden – zouten
* Verschillende soorten van interdeeltjes-krachten en -interacties
* Gedrag van zuivere stoffen: gassen, vloeistoffen en vaste stoffen:
  - toestandsvergelijkingen voor ideale en niet-ideale gassen (van der Waals)
  - oppervlaktespanning – cohesie & adhesie – meniscus – capillariteit – viscositeit
* Homogene mengsels
  - beschrijving van homogene mengsels – concentratiegrootheden en omrekeningen
  - gedrag van ideaal-gasmengsels – partieeldruk – Wet van Dalton – omrekeningen
  - gedrag van vloeibare mengsels – ideale mengsels – Wet van Raoult
  - dampspanningsverlaging – kookpuntsverhoging – vriespuntsverlaging – osmotische druk
* Heterogene mengsels 
  - eisen voor fasenevenwicht van mengsels
  - vloeistof-damp evenwicht voor ideale mengsels ( Wet van Raoult )
  - colloïdale oplossingen

2. CHEMISCHE REACTIES - KWALITATIEF
* Chemische omzettingen: stoechiometrie + definities: vorderingsgraad e.a.
* Criteria voor spontaneïteit van processen + Gibbs-vrije-energie
* Berekening van de reactiegrootheden
* Criteria voor de oplosbaarheid van stoffen
* Formele beschrijving van enkele families van chemische reacties:
  - neerslagreacties – zuur-base reacties – redox-reacties – gasvormingsreacties - complexeringsreacties
  - technische toepassingen van deze reacties
* Eenvoudige begrippen en voorbeelden uit de formele reactiekinetica
 
 3. HET CHEMISCH EVENWICHT
 
* De Wet van Guldberg en Waage (Massawerking)
&nbs p; - empirische benadering en thermodynamische fundering
  - ene rgie- en entropie-aspecten – gecombineerd criterium: vrije energie – chemische potentiaal;
* T- en P- afhankelijkheid van het evenwicht (o.a. Wet van Van 't Hoff),  Principe van Le Chatelier-Braun (Beweeglijk Evenwicht)
* Berekening van de evenwichtssamenstelling in mengsels van reagerende stoffen
* Evenwicht van gasreacties
* Evenwichten in waterig milieu
  - Zuur-base evenwichten – het begrip pH
  - Complexe ionen in waterig milieu – stabiliteitsconstante – invloed van de pH
  - Neerslag-reacties – oplosbaarheidsproduct en oplosbaarheid 
  - Redox-evenwichten – standaard-redox-potentiaal # Wet van Nernst.

Doelstellingen

Zie de doelstellingen, geformuleerd voor het opleidingsonderdeel als geheel.

Studiemateriaal

• Oxtoby, Freeman & Block, 'Chemistry: Science of Change', 4th edition (2003), Uitg: Thomson, Brooks/Cole (2003).
  
• Acco-cursussen (3 delen).
  
• Studeerwijzer (Toledo)

Inhoud

Seminarie 1:     Algemene basisbegrippen
Seminarie 2:     Reactievergelijkingen en gaswetten
Seminarie 3:     Concentratiegrootheden
Seminarie 4:     Reacties 1
Seminarie 5:     Reacties 2: redox-reacties
Seminarie 6:     Chemisch evenwicht in gasmengsels
Seminarie 7:     Thermodynamische reactiegrootheden
Seminarie 8:     Chemisch evenwicht in waterige oplossingen 1
Seminarie 9:     Chemisch evenwicht in waterige oplossingen 2
Seminarie 10:   Weinig oplosbare elektrolyten en neerslagreacties

Doelstellingen

Naast de hoorcolleges (40 uren) voor dit opleidingsonderdeel worden er 20 uren aan seminaries voorzien (10 zittingen van 2 uren). Het oplossen van numerieke oefeningen moet leiden tot het kunnen toepassen van de leerstof in concrete, praktische problemen. Deze oefenzittingen vormen tevens een training in probleemoplossend denken en helpen om het inzicht in de leerstof te verdiepen.

Studiemateriaal

* Oefeningenbundel met opgaven (Acco)
* Zie ook: studiemateriaal bij het hoorcollege