EFNA2BA05 - Almenn efnafræði

Grunnáfangi í almennri efnafræði þar sem farið er í byggingu efnisagna og lotukerfið, efnatengi, nafnakerfi, helstu flokka efnahvarfa, lausnir, efnajöfnur og mólreikninga. Mikil áhersla er lögð á dæmareikning.

Efnisatriði: 

• Byggingu atóma, efnatákn þeirra og uppröðun í lotukerfið, efnisagnir (atóm, sameindir og jónir).
• Róteindir, rafeindir og nifteindir, sætistala og massatala, samsætur og atómmassi.
• Frumefni og efnasambönd (málmblöndur, jónefni og sameindaefni), frumefnatafla hrein efni og efnablöndur, eiginleikar efna (eðlis/efnaeiginleikar), eðlismassi, suðu- og bræðslumark.
• Tengsl massa, rúmmáls og eðlismassa.
• Efnahvörf, hvarfefni, myndefni.
• Efnajöfnur og stilling þeirra, ástandsform efna og fasabreytingar.
• Rafeindaskipan atóma og jóna, gildisrafeindir og stöðug rafeindaskipan.
• Lotukerfið, tengsl þess við rafeindaskipan frumefnanna og flokkun þeirra (málmar, málmleysingjar) flokkun eftir sameiginlegum eiginleikum: Alkalí- og jarðalkalímálmar, halógenar og eðallofttegundir).
• Helstu eiginleika málma og málmleysingja og samanburður.
• Jónatöflu og nafnakerfi einfaldra ólífrænna efna.
• Efnismagn (massi og mólafjöldi), tala Avogadrosar, tengsl mólafjölda og agnafjölda.
• Leysni efna, leyst efni, leysir, lausn, mettuð lausn og felling notkun stilltrar efnajöfnu við útreikninga á massa hvarf- eða myndefn og takmarkandi hvarfefni og hvarfefni í umframmagni.
• Lausnastyrk: mólstyrk, , rúmmálsprósenta, ppm eða ppb., styrkbreytingar við þynningu lausna.
• Jónefni (sölt), kristalgrind og sundrun salta í jónir við leysingu í vatni.
• Sterk og veik efnatengi, jónatengi, samgild tengi og málmtengi, myndun jónefnis úr málmi og málmleysingja, myndun sameindaefnis úr málmleysingjum, myndun málmtengis punktaformúlur atóma og sameinda, millisameindakraftar: van der Waals tengi og vetnistengi.
• Markverðir tölustafir og óvissa, samband mælistærða, tákna og mælieininga.
• Einingabreytingar einkum fyrir massa og rúmmál.
• Massaprósenta, reynsluformúla og sameindaformúla

Kynnt verða:

• Fellingarhvörf og útreikningar á massa botnfalls og styrk jóna eftir fellingu áhrif hita og þrýstings á leysni og reglan: líkur leysir líkanauðleyst og torleyst sölt, raflausnir og leiðni efna og lausna.
• Oxun og afoxun, sýrur og basar, hlutleysing, pH lausna.

Verkleg kennsla:

• Verklegar æfingar sem tengjast ofangreindu og eru um 1/3 hluti af efni áfangans.

Nemandi skal hafa öðlast þekkingu og skilning á:

• Skilgreiningum á öllum efnisatriðum áfangans skv. upptalningu hér að framan.
• Sértækum dæmum um hvert efnisatriði áfangans.
• Mismunandi aðferðum við mælingar á sýnum.
• Mikilvægi vísindalegra vinnubragða.

Nemandi skal hafa öðlast leikni í að:

• Flokka efni sem efnablöndu eða hreint efni (sameindaefni, jónefni eða málm).
• Greina efnisagnir sem atóm, sameindir eða jónir.
• Reikna mólmassa út frá formúlu efnasambanda með hjálp frumefnatöflu eða lotukerfis.
• Gefa efnum nöfn, rita formúlur efnasambanda og ákvarða hvaða jónir eru til staðar í söltum með hjálp jónatöflu.
• Nota lotukerfið til að segja fyrir um hvort frumefni sem hvarfast saman myndi jónefni eða sameindaefni og hvort ákveðin efnaformúla tilheyri jónefni eða sameindaefni.
• Lesa efnajöfnur og stilla þær með hliðsjón af varðveislu atóma.
• Beita hlutfallareikningi, leysa einfaldar algebrujöfnur og nýta sér tugveldarithátt við útreikninga með reiknivél.
• Nota stillta efnajöfnu og mólreikninga til að reikna t.d. massa og rúmmál hvarf- og myndefna í efnahvörfum.
• Beita prósentureikningi (t.d. útreikningum á massa%, rúmmáls% og prósentumun mæligildis og viðurkennds gildis).
• Gera massa og rúmmálsmælingar og meðhöndla einfalda glervöru og efni við tilraunir í efnafræði með eigin öryggi og annarra í huga.
• Afla heimilda, nýta gagnabanka og miðla niðurstöðum, m.a. með skýrslugerð.

Nemandi skal geta hagnýtt þá almennu þekkingu og leikni sem hann hefur aflað sér til að:

• Vinna skipulega að verkefnalausnum, m.a. með hliðsjón af mikilvægi mólhugtaksins, út frá þekkingu á lausnum svipaðra verkefna, eða með því að setja upp jöfnur sem eiga við gefnar forsendur.
• Notfæra sér þekkingu úr öðrum greinum við verkefnalausnir í efnafræði.
• Meta hvort niðurstöður útreikninga og mælinga séu raunhæfar.
• Tengja efnafræðina við daglegt líf fólks og umhverfi og sjá notagildi hennar.
• Skiptast á skoðunum við vinnufélaga um mælingar og niðurstöður og ræða og útskýra hugmyndir.
• Viðhafa nákvæmni og skipuleg vinnubrögð við mælingar og tilraunavinnu sem og við tölvugagnaúrvinnslu og skýrslugerð.