SluitenHelpPrint
Switch to English
Cursus: SK-BFYCH
SK-BFYCH
Fysische chemie
Cursus informatieRooster
CursuscodeSK-BFYCH
Studiepunten (ECTS)7,5
Categorie / Niveau2 (Bachelor Verdiepend)
CursustypeCursorisch onderwijs
VoertaalNederlands
Aangeboden doorFaculteit Betawetenschappen; Undergraduate School Bètawetenschappen;
Contactpersoondr. B.H. Erne
Telefoon+31 30 2532934
E-mailb.h.erne@uu.nl
Docenten
Contactpersoon van de cursus
dr. B.H. Erne
Overige cursussen docent
Docent
dr. B.H. Erne
Feedback en bereikbaarheid
Overige cursussen docent
Docent
prof. dr. W.K. Kegel
Overige cursussen docent
Blok
2  (11-11-2019 t/m 31-01-2020)
Aanvangsblok
2
TimeslotD: WO-middag, WO-namiddag, Vrijdag
Onderwijsvorm
Voltijd
Cursusinschrijving geopendvanaf 16-09-2019 t/m 29-09-2019
AanmeldingsprocedureOsiris
Inschrijven via OSIRISJa
Inschrijven voor bijvakkersJa
VoorinschrijvingNee
Na-inschrijvingJa
Na-inschrijving geopendvanaf 21-10-2019 t/m 22-10-2019
WachtlijstNee
PlaatsingsprocedureStudiepunt/Student desk
Cursusdoelen
Na afronding van Fysische Chemie 2 begrijp je de behandelde theorie en ben je in staat deze toe te passen. In andere woorden, met “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. 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, bevochtiging van een stof door een vloeistof en de druk en dampspanning van een vloeistof.
Inhoud
De cursus Fysische Chemie 2 belicht fysische eigenschappen van reële gassen en vloeistoffen vanuit twee gezichtspunten: de klassieke, macroscopische thermodynamica en de statistische thermodynamica. De klassieke thermodynamica geeft nuttige relaties tussen meetbare grootheden, zonder dat je hoeft te weten wat er zich afspeelt op microscopische schaal. Met de statistische thermodynamica bereken je, vanuit een microscopische beschrijving, de macroscopische eigenschappen van een systeem, in volledige overeenstemming met de klassieke beschrijving. Deze cursus doet relatief veel beroep op wiskundekennis eerder opgedaan in de scheikunde studie.
Het onderdeel 'klassieke en statistische thermodynamica' bouwt voort op het eerstejaars college 'Fysische en anorganische chemie' bij scheikunde of 'thermische fysica 1' bij natuurkunde. Bij klassieke thermodynamica komen aan de orde: eerste, tweede, en derde hoofdwet van de thermodynamica, energie, entropie, Gibbs- en Helmholtz vrije energie, chemische potentiaal, evenwichtsformuleringen, Gibbs-Duhem relaties, Maxwell relaties, Clapeyron en Clausius-Clapeyron relaties, kookpuntsverhoging & vriespuntsdaling en thermodynamische machines ('heat engines'). De statistische thermodynamica richt zich op microscopische grootheden en de statistiek daarvan. Aan de orde komen: Boltzmann verdeling, toestandssom, 'density of states', berekening van thermodynamische functies zoals druk en warmtecapaciteit uit moleculaire grootheden.
In de colleges 'gassen, vloeistoffen, oplossingen en grensvlakken' wordt de thermodynamische kennis toegepast om allerlei algemene fysische verschijnselen te verklaren: o.a. gas-vloeistof condensatie en het kritische punt, mengen en ontmengen van vloeistoffen, oplosbaarheid en ladingsafscherming van geladen deeltjes (bijvoorbeeld eiwitten) als functie van de zoutconcentratie (Debye-lengte) en verschijnselen die te maken hebben met oppervlaktespanning (capillaire stijging, Laplace drukverschil over een gekromd oppervlak, wet van Young- en Gibbs-Kelvin vergelijking. Je leert voor ieder onderwerp dat kwantitatieve metingen kunnen worden geanalyseerd aan de hand van een eenvoudig fysisch chemisch model dat rekening houdt met interacties tussen moleculen.
 
Een voldoende voor Fysische Chemie 2 is sterk aanbevolen voor wie later het vak Fysische chemie 3 (sk-bfyc3) of het interdisciplinaire vak Toy Models (sk-btoym) (van scheikunde, biologie, natuurkunde en wiskunde) of de Utrechtse masteropleiding “Nanomaterials Science” wil volgen en het wordt als ingangseis gehanteerd voor wie een bachelorthesis wil doen bij de afdeling Fysische en Colloïdchemie.

Aanbevolen voorkennis
Scheikunde studenten wordt sterk aangeraden om pas aan deze cursus te beginnen nadat de eerstejaars vakken fysische chemie (sk-bfyan13) en wis- en natuurkunde (sk-bwsnk1 en sk-bwsnk2) zijn gehaald. Natuurkunde studenten kunnen voorkennis voor deze cursus opdoen met Statistische fysica (ns-204b). Men heeft bijvoorbeeld al kennisgemaakt met thermodynamische toestandsfuncties  (energie, enthalpie, entropie, vrije energie) en men kan bijvoorbeeld partieel integreren, differentiëren en omgaan met logaritmen. MLS studenten doen voorkennis op bij Biofysische chemie (sk-b1bifc)
Wie de genoemde cursussen die voldoende voorkennis verschaffen niet kent, wordt aanbevolen om de beschrijvingen van deze cursussen te raadplegen en om contact op te nemen met de coördinator van Fysische Chemie 2, Dr. Erné. Hij kan onder andere de lesmaterialen van de cursus Fysische Chemie 2 laten zien.
 
Deze cursus wordt door chemici niet alleen heel interessant maar ook behoorlijk moeilijk gevonden. Qua leeropdracht lijkt het meer op een wiskunde of natuurkunde vak dan op een scheikundevak. Begrip, inzicht en wiskundige vaardigheid staan centraal, naast ook het kunnen hanteren van een zakrekenmachine. Men hoeft niet enorm veel feiten te kunnen reproduceren maar men moet wel fysische afleidingen en berekeningen kunnen uitvoeren bij het oplossen van problemen die men nog niet letterlijk eerder heeft gezien tijdens de cursus.
 
Competenties
-
Ingangseisen
-
Voorkennis kan worden opgedaan met
Studenten van Scheikunde en MLS wordt sterk aangeraden om pas aan deze cursus te beginnen nadat het vak fysische chemie (sk-bfyan13) of “biofysische chemie” (sk-b1bifc) plus de vakken wis- en Natuurkunde 1&2 (sk-bwsnk1 en sk-bwsnk2) zijn gehaald. Natuurkunde studenten kunnen voorkennis voor deze cursus opdoen met “statistische fysica theorie en experiment” (NS-204B).
Verplicht materiaal
Dictaat
Handleiding 'Fysische chemie 2: Klassieke en statistische thermodynamica' te koop vanaf de dag van het eerste college via de Scheikunde studentenvereniging Proton (of eerder).
Dictaat
Handleiding 'Fysische chemie 2: gassen, vloeistoffen, oplossingen en grensvlakken' te koop vanaf de dag van het eerste college via de Scheikunde studentenvereniging Proton (of eerder).
Aanbevolen materiaal
Beeldmateriaal
Lecturenetopnames van colleges eerdere jaargang
Bundel
Oude tentamens inclusief uitwerking, beschikbaar op Blackboard.
Bundel
Uitwerkingen van werkcollege opgaven, beschikbaar op Blackboard.
Diverse
Pdf-bestanden met powerpoint slides, beschikbaar op Blackboard.
Software
Geen software nodig
Werkvormen
Hoorcollege

Werkcollege

Toetsen
Eindresultaat
Weging100
Minimum cijfer-

Beoordeling
De details rondom de cijferberekeningen staan in de cursushandleiding.

SluitenHelpPrint
Switch to English