Grondslagen van de chemie (B-KUL-G0N01C)
Doelstellingen
Studenten kunnen:
(theorie)
- alle aangeleerde principes (zie inhoud) op een gestructureerde manier uitleggen, met inbegrip van figuren, afleidingen, berekeningen
- verbanden leggen tussen de gezien hoofdstukken/delen van de cursus, met inbegrip van figuren, afleidingen en berekeningen.
(oefeningen)
- gecombineerde berekeningen uitvoeren aan de hand van alle aangeleerde principes, met correct gebruik van eenheden.
(practica)
- een aantal praktische chemische basisvaardigheden op een correcte, nauwkeurige en veilige manier uitvoeren.
- experimentele waarnemingen interpreteren en experimentele resultaten verwerken.
- resultaten van een experiment correct rapporteren.
- een aantal maatregelen in het domein van de chemie die geschikt zijn om duurzaamheid te vergroten, opsommen, en toelichten welke impact ze (kunnen) hebben.
Volgtijdelijkheidsvoorwaarden
Dit opleidingsonderdeel is een voorwaarde voor het opnemen van volgende opleidingsonderdelen:
I0O10A : Levensmiddelenchemie en -technologie
I0N45A : Milieuchemie
G0O72B : Mineralogie (Niet meer aangeboden dit academiejaar)
G0O80A : Hydrogeologie (Niet meer aangeboden dit academiejaar)
G9X01A : Kristallografie (Niet meer aangeboden dit academiejaar)
K05B8A : Algemene ziekteleer (Niet meer aangeboden dit academiejaar)
G0W53A : Mineralogie
G0O76B : Analytische geochemie
G0O80C : Hydrogeologie
G00H3A : Mineralogie I
Identieke opleidingsonderdelen
Dit opleidingsonderdeel is identiek aan de volgende opleidingsonderdelen:
X0E41A : Grondslagen van de chemie
X0C33C : Grondslagen van de chemie
Plaats in het onderwijsaanbod
- Bachelor in de biochemie en de biotechnologie (programma voor studenten gestart vóór 2023-2024) (Leuven) 180 sp.
- Bachelor in de geologie (programma voor studenten gestart vóór 2024-2025) (Leuven) 180 sp.
- Bachelor in de chemie (Leuven) 180 sp.
- Bachelor in de biologie (Leuven) 180 sp.
- Schakelprogramma: Master in de biologie (Leuven) 87 sp.
- Bachelor in de biochemie en de biotechnologie (programma voor studenten gestart in 2023-2024 of later) (Leuven) 180 sp.
Onderwijsleeractiviteiten
3.3 sp. Grondslagen van de chemie: hoorcollege 1 (B-KUL-G0N01a)
Inhoud
INLEIDING: SITUERING EN IMPACT VAN DE CHEMIE
DEEL A. DE WERELD VAN ATOMEN EN MOLECULEN
A.1. Atoomstructuur
A.2. Periodiciteit van atomaire eigenschappen
A.3. De chemische binding
DEEL B. GASSEN, VLOEISTOFFEN, VASTE STOFFEN EN MENGSELS
B.1. Intermoleculaire krachten
B.2. Gassen en gasmengsels
B.3. Vloeistoffen
B.4. Vaste stoffen
B.5. Mengsels
DEEL C. CHEMISCHE KINETICA
C.1. Concentratie en snelheid: de differentiale en de integrale vorm van de snelheidsvergelijking
C.2. De botsingstheorie en factoren die de reactiesnelheid beïnvloeden
C.3. Reactiemechanismes
DEEL D. CHEMISCHE THERMODYNAMICA
D.1. De reversibiliteit van scheikundige reacties, het dynamische evenwicht
D.2. Rekenen met de evenwichtsconstante Kev, de reactiequotiënt Q en de omzettingsgraad a.
D.3. Energetische aspecten van het chemisch evenwicht
D.4. Entropische aspecten van het chemisch evenwicht
D.5. Vrije energie G
D.6. Verband thermodynamica (deel D) – kinetica (deel C)
DEEL E. EVENWICHTSREACTIES
E.1. Zuur-base-reacties als protontransferreacties
E.1.1. Zuren en basen in de Brönsted-Lowry theorie
E.1.2. Protontransferreactie
E.1.3. De autoprotolyse van water
E.1.4. De pH-schaal en de pH van oplossingen
E.1.5. De pOH van oplossingen
E.1.6. Zwakke zuren en zwakke basen in water
E.1.7. Zuur(dissociatie)constante Ka en base(ionisatie)constante Kb
E.1.8. De sterkte van zuren in water
E.1.9. De pH van waterige oplossingen van zwakke zuren en basen
E.1.10. De pH van waterige oplossingen van een polyprotisch zuur
E.1.11. Anorganische verbindingen die, opgelost in water, zure of basische eigenschappen vertonen
E.1.12. Buffers
E.2. Redoxreacties als elektrontransferreacties
E.2.1. Oxidantia en reductantia
E.2.2. Redoxhalfreacties, beter “reductiehalfreacties”
E.2.3. Het schrijven van de reductiehalfreacties voor een gegeven Ox/Red koppel
E.2.4. Het koppelen van reductiehalfreacties voor het schrijven van redoxreacties
E.2.5. Galvanische cellen
E.2.6. De celpotentiaal, ook wel bronspanning genoemd
E.2.7. De celpotentiaal E en de standaard vrije energie G
E.2.8. Het verband tussen de evenwichtsconstante voor een redoxreactie en het verschil in standaardredoxpotentiaal voor de halfreacties
E.2.9. De Nernstvergelijking
E.3. Verband tussen protontransferreacties en elektrontransferreacties
E.3.1. Reductiehalfreacties in zuur, neutraal of basisch milieu
E.4. Neerslagreacties
E.4.1. De moleculaire aard van oplossen
E.4.2. De oplosbaarheid van ionische verbindingen in water als solvent
E.4.3. De oplosbaarheid en het oplosbaarheidsproduct
E.5. Complexatiereacties
E.5.1. Stabiliteitsconstante of dissociatieconstante voor complexe ionen
E.5.2. Overzicht van mogelijke liganden
E.5.3. Het centraal kation
E.5.4. Het coördinatiegetal
E.5.5. De drijfveer voor het vormen van complexe ionen
E.5.6. Factoren die KST beïnvloeden
E.5.7. Liganduitwisselingsreacties - complexatiereacties in water
E.6. Globaal verband tussen de verschillende soorten evenwichtsreacties
E.6.1. Kwalitatief verband
In dit opleidingsonderdeel maakt de student ook kennis met de relevantie en hedendaagse uitdagingen van de chemie.
Studiemateriaal
Book of Data, Revised Nuffield Advanced Science, Longman Group, 166pp.
Komt ook voor in andere opleidingsonderdelen
1.1 sp. Grondslagen van de chemie: hoorcollege 2 (B-KUL-G0N38a)
Inhoud
DEEL E. EVENWICHTSREACTIES
E.1. Zuur-base-reacties als protontransferreacties
E.1.13. pH indicatoren
E.1.14. Titraties
E.2. Redoxreacties als elektrontransferreacties
E.2.10. Concentratiecellen
E.2.11. Practische, (primaire, niet oplaadbare) cellen
E.2.12. Electrolyse en de elektrolysewetten van Faraday
E.2.13. Secundaire, wel heroplaadbare, batterijen
E.3. Verband tussen protontransferreacties en elektrontransferreacties
E.3.2. Opeenvolgende halfreacties en hun standaardredoxpotentialen
E.3.3. Reactiemechanisme en katalyse bij redoxreacties
E.3.4. Electrolyse van waterige oplossingen
E.3.5. Redoxindicatoren
E.3.6. Redoxtitraties
E.4. Neerslagreacties
E.4.4. Het verband tussen oplosbaarheid en de pH
E.4.5. Het verband tussen oplosbaarheid en de redoxpotentiaal
E.5. Complexatiereacties
E.5.8. Verband tussen complexatiereacties en neerslagreacties
E.5.9. Verband tussen complexatiereacties en protontransferreacties
E.5.10. Verband tussen complexatiereacties en elektrontransferreacties
E.6. Globaal verband tussen de verschillende soorten evenwichtsreacties
E.6.2. Kwantitatief verband
E.6.3. Een practische toepassing: de extractie van Au uit erts
E.6.4. Biologische relevantie van complexatie. Een voorbeeld.
1.9 sp. Grondslagen van de chemie: oefeningen 1 (B-KUL-G0N39a)
Inhoud
Oefeningen bij theoretische gedeelte Hoorcollege 1
Toelichting werkvorm
Oefensessie
Komt ook voor in andere opleidingsonderdelen
1 sp. Grondslagen van de chemie: oefeningen 2 (B-KUL-G0N40a)
Inhoud
Oefeningen bij theoretisch gedeelte Hoorcollege 2
Toelichting werkvorm
Oefensessie
0.8 sp. Grondslagen van de chemie: practicum 1 (B-KUL-G0N41a)
Inhoud
Labo-oefeningen die inhoudelijk aansluiten bij theoretisch gedeelte Hoorcollege 1.
Komt ook voor in andere opleidingsonderdelen
0.9 sp. Grondslagen van de chemie: practicum 2 (B-KUL-G0N42a)
Inhoud
Labo-oefeningen die inhoudelijk aansluiten bij theoretisch gedeelte Hoorcollege 2.
Evaluatieactiviteiten
Evaluatie: Grondslagen van de chemie (B-KUL-G2N01c)
Toelichting
- oefeningen (schriftelijk) en theorie (schiftelijk) worden geëvalueerd tijdens de examenperiode.
- practica worden tijdens het semester geëvalueerd (permanente evaluatie). Er wordt voor het OLA practicum geen
herexamen aangeboden.
- Practica (on-campus en online opdrachten hieraan verbonden) zijn verplicht. Indien ongewettigd afwezig of bij niet inleveren van opdrachten zal de toegang tot het examen geweigerd worden.
- Book of Data mag steeds gebruikt worden.
- Voor het examenonderdeel (schriftelijke) oefeningen moet minstens 1/6 behaald worden, en voor het onderdeel (schriftelijk) theorie moet minstens 1/10 behaald worden. Indien één van deze twee grenzen niet behaald wordt, is het eindtotaal gelijk aan de som van de onderdelen, maar met een maximum van 9/20.
Toelichting bij herkansen
Er wordt voor het OLA practicum GEEN tweede examenkans aangeboden. Het deelcijfer voor dit onderdeel (uit permanente evaluatie) wordt overgenomen van de eerste examenkans.