SluitenHelpPrint
Switch to English
Cursus: SK-BFYCH
SK-BFYCH
Fysische chemie
Cursus informatie
CursuscodeSK-BFYCH
Studiepunten (EC)7,5
Cursusdoelen
Na afronding van Fysische Chemie 2 begrijp je de behandelde theorie en ben je in staat deze toe te passen. In het bijzonder kun je:
  1. klassieke thermodynamica toepassen (de hoofdwetten, chemische potentialen, de Carnot cyclus, Maxwell relaties, Gibbs-Duhem, Clausius-Clapeyron, vriespuntverlaging en kookpuntverhoging),
  2. thermodynamische toestandsgrootheden (druk, entropie, energie…) berekenen uit statistische eigenschappen van moleculaire systemen (Boltzmann verdeling, toestandsom, partiële afgeleiden, equipartitie),
  3. de ideale gaswet afleiden via de translationele toestandsom,
  4. uitleggen hoe moleculaire interacties leiden tot niet-ideaal gedrag in vloeistoffen en gassen, bijvoorbeeld condensatie zoals beschreven door de van der Waals vergelijking,
  5. berekenen hoe eigenschappen van vloeistofmengsels (dampdruk, oplosbaarheid) afhankelijk zijn van de interacties tussen de componenten in het mengsel (reguliere mengsels),
  6. berekenen hoe elektrische afscherming door vrije ionen de oplosbaarheid van zouten verandert (Debyelengte, Debye-Hückel theorie),
  7. berekenen hoe de grensvlakspanning van invloed is op capillaire stijging, afhankelijk van hoe goed de vaste wand door de vloeistof wordt bevochtigd,
  8. kennismaken met ‘pathologische wetenschap’ en verwante begrippen via de ethiekopdracht.
Met de woorden “begrijpen”, “toepassen”, “berekenen”, “uitleggen” en “afleiden” wordt verstaan dat je via wiskundige afleidingen en het toepassen van begrippen uit de thermodynamica kunt verklaren hoe verschillende toestandsgrootheden aan elkaar zijn gerelateerd, verbanden kunt leggen tussen deze grootheden en kwantitatieve berekeningen kunt doen waarbij meerdere variabelen en wiskundige verbanden tegelijkertijd van pas komen. Je bent in staat om te beredeneren welke (combinaties van) thermodynamische relaties moeten worden gebruikt bij het oplossen van een opgave die gesteld wordt binnen of buiten de context van de fysische thermodynamica.
Inhoud
Het vak Fysische Chemie 2 belicht de fysische eigenschappen van moleculaire gassen en vloeistoffen vanuit twee gezichtspunten: de klassieke, macroscopische thermodynamica en de statistische thermodynamica. De twee zijn complementair. De klassieke thermodynamica geeft nuttige relaties tussen meetbare grootheden, zonder dat je hoeft te weten wat er zich afspeelt op microscopische schaal. In het eerste studiejaar heb je al kennis gemaakt met meerdere basisbegrippen van de klassieke thermodynamica. De statistische thermodynamica berekent vanuit een microscopische beschrijving de macroscopische eigenschappen van een systeem, in volledige overeenstemming met de klassieke beschrijving.
 
In de colleges "klassieke en statistische thermodynamica" wordt het verband gelegd tussen moleculaire en macroscopische eigenschappen.  Je raakt vertrouwd met de kansverdeling van Boltzmann en het feit dat je thermodynamische toestandsgrootheden kunt interpreteren als statistische gemiddelden van moleculaire systeemconfiguraties.  Daarmee krijg je onder andere inzicht in de moleculaire oorsprong van de hoofdwetten van de thermodynamica.
 
In de colleges "gassen, vloeistoffen, oplossingen en grensvlakken" wordt een relatief grote variatie aan fysisch chemische verschijnselen toegelicht vanuit een thermodynamische invalshoek: gas-vloeistof condensatie, het wel of niet mengen van twee vloeistoffen (afhankelijk van de interacties), de oplosbaarheid van geladen deeltjes (bijvoorbeeld eiwitten) als functie van de zoutconcentratie, de oppervlaktespanning van een vloeistof, het wel of niet spreiden van een vloeistof op een oppervlak, de stijging van vloeistoffen in capillairen en de werking van zeepmoleculen. Al deze eigenschappen zijn van groot belang voor de toepassing van gassen en vloeistoffen in het dagelijks leven en de beroepspraktijk.

Fysische chemie 2 sluit aan op Fysische en anorganische chemie (sk-bfyan13) op niveau 1. Wie na Fysische Chemie 2 de smaak te pakken heeft wordt aangemoedigd om zich (bijvoorbeeld in het derde studiejaar) in te schrijven voor het vervolgvak Fysische Chemie 3, waarin statistische thermodynamica, oppervlakteverschijnselen en elektrochemie worden gepresenteerd vanuit een meer toepassingsgerichte invalshoek die gericht is op fysisch chemisch onderzoek.
 
Zowel Fysische chemie 2 als Fysische Chemie 3 zijn goede voorbereidingen op cursussen van het masterprogramma Nanomaterials Science, waaronder het vak ‘Nonequilibrium Systems and Transport Phenomena’ (docenten Dr. Martin Haase en Dr. Andrei Petukhov), het vak ‘Colloid Science’ (docenten Prof. Albert Philipse en Dr. Ben Erné) en het interdisciplinaire vak Toy Models, dat illustreert dat je complexe problemen uit de natuurwetenschappen in grote lijnen kunt beschrijven via relatief simpele modellen, een vak verzorgd door docenten van de UU, TU/e en WUR (coördinator: Prof. Willem Kegel).
SluitenHelpPrint
Switch to English