Kinetiek van gassen en chemische reacties

Studiegidsnr:1300WETGKR
Vakgebied:Chemie
Academiejaar:2019-2020
Semester:2e semester
Inschrijvingsvereisten:Credit behaald voor 'Alg che I', 'Alg Che II, incl.pract', 'Org che I', 'Che dag lev', 'Toe.lin. alg', 'Toe. calc.', 'Fys. I', 'Duurzh', 'Celbio.' en 'Com. vaard'.
Contacturen:30
Studiepunten:5
Studiebelasting:140
Contractrestrictie(s):Geen contractrestrictie
Instructietaal:Nederlands
Examen:2e semester
Lesgever(s)Annemie Bogaerts

Deze cursusinformatie is bedoeld om de student te ondersteunen bij het verwerken van de leerstof

3. Inhoud *

Deze cursus bestaat uit twee delen. In het deel "kinetiek van gassen" trachten we kwantitatieve verbanden te leggen tussen macroscopische eigenschappen van gassen enerzijds, en microscopische eigenschappen van de moleculen/atomen anderzijds. Dit doen we aan de hand van het model van de "kinetische gastheorie". We bekijken o.a. moleculaire beweging in gassen, de Maxwell snelheids- en energieverdeling, botsingen tussen moleculen en met een wand, en transportverschijnselen in gassen (diffusie, viscositeit, warmtegeleiding). Ook bespreken we de verschillen tussen "ideale" en "reele" gassen.

In het tweede gedeelte wordt de kinetiek van chemische reacties besproken. Eerst worden de basisprincipes van chemische reactiekinetiek behandeld: o.a., definities van reactiesnelheid, snelheidsconstanten en reactieorde, reactiesnelheidswetten voor verschillende soorten reacties (eerste en tweede orde, reacties nabij hun evenwicht,…), de Arrhenius vergelijking, elementaire reacties, de zgn. “steady-state” benadering,…

Vervolgens worden deze basisprincipes gebruikt voor de beschrijving van meer complexe reacties, zoals kettingreacties, polymerizatie, katalyse, oscillerende reacties en fotochemie.

In het laatste deel gaan we dieper in op de betekenis van de reactiesnelheidsconstanten, en we proberen ze in verband te brengen met eigenschappen van de reagerende moleculen. We maken hierbij gebruik van de botsingstheorie (voor gasfase reacties, zie deel 1), de diffusievergelijking (voor reacties in oplossing), de theorie van het geactiveerd complex (Eyring vergelijking en thermodynamische benadering) en moleculaire reactie dynamica.

Naast de theoretische basis wordt ook veel aandacht besteed aan het kunnen toepassen van de theorie, via numerieke voorbeelden en het oplossen van eenvoudige wetenschappelijke problemen. De numerieke voorbeelden worden meestal klassikaal opgelost. De oefeningen op het einde van elk hoofdstuk maken de studenten individueel en worden verzameld in een soort portfolio-systeem.