I den teoretiske delen behandles: Gasslovene, kjemisk likevekt og massevirkningsloven, teori for syrer og baser, likevekter i vannløsninger, løselighet og kompleksdannelse, samt grunnleggende kjemisk termodynamikk og elektrokjemi. Innføring i kjemisk kinetikk. Eksempler og regneøvinger knyttet til FNs bærekraftsmål: atmosfærens kjemi, sur nedbør, CO2- og karbonatlikevekter, energiressurser, hydrogen som energibærer, elektrokjemisk energilagring. Obligatorisk sikkerhetskurs, som inkluderer brannslukking og førstehjelp, kreves bestått for å få begynne på laboratoriekurset. Relevans til bærekraft . Eksempler og regneøvinger knyttet til FNs bærekraftsmål: atmosfærens kjemi, sur nedbør, CO2- og karbonatlikevekter, energiressurser, hydrogen som energibærer, elektrokjemisk energilagring. Relevans for digitalisering: Numerisk løsning i Python av ligninger for beregning av ioniske likevekter i vann (fikspunktiterasjon og intervallhalveringsmetoden). Numerisk løsning av differensialligninger for reaksjonshastighet i Python.
De mest sentrale delene av læringsutbyttet i kurset er knyttet til kjemisk kinetikk, beregning av likevekter i vann og til sammenhengen mellom Gibbs fri energi, likevektskonstanter og elektrodepotensial. Etter gjennomført kurs behersker studenten det teoretiske og eksperimentelle grunnlag nødvendig for å følge videregående kurs i uorganisk, organisk og fysikalsk kjemi samt prosesskjemi og kan - Sette navn på enkle uorganiske og organiske forbindelser - Relatere stoffmengde (i mol), konsentrasjon og volum til hverandre kvantitativt - Beregne teoretisk utbytte og bestemme den begrensende reaktant - Relatere trykk, temperatur og volum til hverandre kvantitativt for ideelle gasser og gasser som følger van der Waals tilstandsligning - Beregne indre energi for en ideell gass - Beskrive og identifisere syre-basereaksjoner, oksidasjons-reduksjonsreaksjoner og utfellingsreaksjoner i vandig løsning - Balansere kjemiske ligninger for slike reaksjoner - Finne likevektskonsentrasjoner i reaksjoner mellom gasser, faste stoff, væsker og løste stoff basert på massevirkningsloven og aktiviteter - Vurdere reaksjonsretning basert på reaksjonskvotient og på Le Châteliers prinsipp - Formulere elektronøytralitesbetingelsen og masse- og protonbalanser for vandige (fortynnede) ioniske løsninger, inklusive flerprotiske syrer og løsninger som inneholder mange løste forbindelser - Etablere eksakte ligninger for beregning av pH basert på disse balansene - Beregne pH og løselighet basert på slike balanser og gyldige tilnærminger - Beregne pH og løselighet basert på grafiske metoder - Gjøre tilsvarende beregninger relevante for titrering og buffere - Redegjøre for effekten av tilsats av komplekser og endringer i pH på løselighet - Redegjøre for bruk av løselighetsprinsipper i kvalitativ uorganisk analyse - Definere sentrale begreper i kjemisk termodynamikk: Isolerte, lukkede, og åpne system, varme, arbeid, tilstandsfunksjon, reversible vs irreversible prosesser, varmekapasitet, de termodynamiske lovene (0., 1., 2. og 3.), entropi, entalpi, Gibbs fri energi, kalorimeter - Utføre beregninger der disse begrepene inngår - Redegjøre for sammenhengen mellom likevektskonstant, Gibbs fri energi og elektrodepotensial, samt for (en forenklet) utledning av disse relasjonene - Beregne potensial over elektrokjemiske celler fra Gibbs fri energi, fra standard elektrodepotensial og fra Nernsts ligning, inklusive over konsentrasjonsceller - Definere reaksjonshastighet og redegjøre for måling av denne - Sette opp hastighetsligninger for gitt reaksjonsorden og integrere slike til og med 2. orden - Definere aktiveringsenergi og beregne endring i reaksjonshastighet med temperatur - Utføre enkle kjemiske analyser (f. eks. syre-base-titreringer, molvektbestemmelse, kalorimetri) - Vurdere sikkerhet og planlegge og gjennomføre sikre eksperimenter i laboratoriet - Kan anvende disse ferdighetene på problemstillinger relatert til FNs bærekraftsmål