KJE-1001 Introduksjon til kjemi og kjemisk biologi - 10 stp

Kjemi handler om oppbygning, egenskaper og reaksjoner til kjemiske forbindelser og er en essensiell del av biologi, medisin, materialvitenskap og vår forståelse av miljø. Emnet gir en grundig innføring i sentrale kjemiske begreper og danner grunnlaget for videre studier i kjemi og andre emner som krever kjemi. Følgende tema blir gjennomgått:

• Atomer og molekyler
• Støkiometri og reaksjonsligninger
• Gassers egenskaper
• Energi og kjemisk termodynamikk
• Kvanteteori, elektronstruktur og kjemisk periodisitet
• Kjemisk binding og molekylform
• Intermolekylære krefter og fasetilstander
• Kjemisk kinetikk og likevekt
• Syrer og baser, titrering og buffere
• Løselighet og løselighetsprodukt
• Redokskjemi og elektrokjemi

Generell studiekompetanse eller realkompetanse + Matematikk R1 (eller Matematikk S1 og S2) og ett av følgende krav:

Matematikk R2 eller Fysikk 1+2 eller Kjemi 1+2 eller Biologi 1+2 eller Informasjonsteknologi 1+2 eller Geofag 1+2 eller Teknologi og forskningslære 1+2.

Anbefalte forkunnskaper: Kjemi 1, da KJE-1001 bygger på dette + Matematikk R1 og R2

I tilfeller der KJE-1001 er et obligatorisk emne i studieplanen så gjelder opptakskravene som er fastsatt for det spesifikke studieprogrammet, og erstatter dermed kravene som er angitt ovenfor.

Søknadskode 9197 enkeltemner i realfag.

Etter emnet kan studenten

Kunnskap

• kjenne igjen ulike typer kjemiske bindinger
• anvende begrepene strukturformel og bruttoformel og identifisere strukturisomerer
• kjenne igjen løsningsreaksjoner, fellingsreaksjoner, syre-basereaksjoner og redoksreaksjoner
• forklare dannelse av kovalente bindinger ut fra orbitaloverlapp og rangere kovalente bindinger etter bindingsstyrke, bindingslengde og bindingspolaritet
• identifisere intermolekylære krefter mellom enkle forbindelser i løsninger og i biomolekyler
• kjenne igjen sterke og svake syrer og baser og forutsi om saltløsninger blir sur, nøytral eller basisk
• forklare hva en buffer er, hvordan de lages, hvordan de fungerer og hvordan syre-baseindikatorer fungerer

Ferdigheter

• skrive kjemisk formel ut fra navn for enkle kjemiske forbindelser og regne ut molar masse fra formelen
• bestemme om et salt er løselig i vann og om to løsninger gir utfelling ved blanding
• bestemme oksidasjonstall på forbindelser, bestemme om en reaksjon er en redoksreaksjon og avgjøre om en redoksreaksjon er spontan
• identifisere oksidasjonsmiddel og reduksjonsmiddel i en redoksreaksjon
• skrive og balansere reaksjonsligninger for kjemiske reaksjoner og utføre støkiometriske beregninger
• tegne formen på s-, p- og d-orbitaler og bestemme kvantetall for orbitaler og elektroner
• skrive elektronkonfigurasjon til atomer og ioner
• rangere grunnstoff etter kjemiske og fysiske egenskaper som atomstørrelse, ioniseringsenergi og elektronegativitet ut fra trender i periodesystemet
• rangere ioner etter økende ionestørrelse og rangere salter etter økende gitterenergi ut fra ioneladning og ionestørrelse
• forutsi form på molekyler og fleratomiske ioner, bestemme vinkler for typiske molekylformer og hybridiseringer og bestemme om et molekyl eller fleratomisk ion har et dipolmoment ut fra bindingspolaritet og molekylform
• tegne strukturformel, lewisstruktur og tredimensjonal molekylform for enkle molekyler og fleratomiske ioner
• rangere molekyler etter økende kokepunkt ut fra type og styrke av intermolekylære krefter
• tegne hydrogenbindinger i enkle molekyler og biomolekyler
• sette opp og regne med hastighetslover, uttrykk for reaksjonshastighet og ulike likevektsuttrykk
• finne reaksjonsorden og hastighetskonstanten for en reaksjon fra tabeller og figurer
• regne med integrerte hastighetslover for nullte-, første- og andre-ordens reaksjoner og mer halveringstid for første-ordens reaksjoner
• avgjøre om en reaksjon er i likevekt og forutsi effekten av ulike påvirkninger på likevekten
• rangere syrer og baser etter økende styrke
• utføre beregninger med pH for ulike systemer som syre-baselikevekter og buffere
• forutsi og beregne entalpi- og entropiendringer for fysiske prosesser og kjemiske reaksjoner
• utføre beregninger med likevektskonstanten, Gibbs frie energi og cellepotensiale og sammenheng mellom disse
• utføre beregninger ved hjelp av fysikalsk-kjemiske lover og ligninger som ideellgassloven og Arrhenius' ligning
• tegne og hente informasjon ut fra figurer som beskriver kjemiske reaksjoner og fysiske prosesser som oppvarmingskurver og titreringskurver
• gjennomføre praktiske øvelser på laboratoriet ut fra en skriftlig protokoll og vurdere resultatene i en labrapport

Generell kompetanse

• formidle faglige begrep og teorier både skriftlig og muntlig
• anvende grunnleggende prinsipper i Helse, Miljø og Sikkerhet (HMS) i laboratoriearbeid, inkludert korrekt bruk av personlig verneutstyr

Emnet og eksamen går kun på høsten. Omfang av undervisning:

• Fellesundervisning: 2 timer i uka (14 uker)
• Seminarundervisning: 2 timer i uka (14 uker)
• Laboratoriekurs: 3 øvelser à 8 timer