Kemisk Analys handlar både om att teoretiskt analysera drivkrafterna i naturen, dvs hur strävan mot jämvikt ger upphov till kemiska reaktioner, och hur vi praktiskt kan använda instrumentella tekniker och analytisk metodik för analys. Med andra ord kopplas kemisk jämviktslära, oorganisk reaktionslära, analytisk kemi och grundläggande statistik samman i kursen under kontexten naturliga kretslopp, miljökemi och hållbar utveckling.
Kursen fokuserar på jämviktsberäkningar av syra/bas-, gas-, löslighet-, komplex- och redoxreaktioner och praktiskt analysarbete. Föreläsningar syftar till att stödja dessa moment med bakomliggande teori. Studenten övas i våtkemisk metodik såväl som användning och kalibrering av instrumentella analytiska tekniker. Statistiska metoder och statistiska datorprogram introduceras som hjälpmedel för analys och utvärdering. Kursens innehåll appliceras genom provtagning, beredning och kemisk analys av markprover insamlade under en exkursion. Särskild vikt läggs vid hur data behandlas och beskivs i rapportform.

Efter fullgjord kurs ska studenten kunna:

1. Beräkna olika typer av kemiska jämviktsekvationer med lämpliga approximationer samt förutse hur jämviktskonceptet kan utnyttjas för att påverka en process.
2. Självständigt planera och utföra våtkemiskt laborativt arbete enligt gängse rutiner för en säker hantering av kemikalier och tillämpa jämviktskonceptet för analys och separation.
3. Identifiera naturliga former av våra vanligaste grundämnen i mark, vatten och luft och utifrån jämviktslärans principer beskriva deras flöden och kretslopp i naturen samt resonera kring konsekvenser av störningar av systemens jämvikter utifrån perspektivet hållbar utveckling.
4. Hantera, analysera och utvärdera data med statistiska metoder.
5. Beskriva och använda spektroskopi, kromatografi och potentiometri som analystekniker, kunna analysera resultat och välja lämplig analysmetod för ett givet problem.
6. Sammanställa, beskriva och diskutera experimentella resultat i en skriftlig form.

Kursen ger 10,5 högskolepoäng (KD1280) fördelade på 3 hp period 3 och 7,5 hp period 4. Kursen går således i femtedelsfart i period 3 och halvfart i period 4, vilket betyder att vi rekommenderar att du utöver schemalagda aktiviteter ägnar minst 3 h/veckan i period 3 och 10 h/veckan i period 4 åt självstudier. För KD1290 (8,5 hp) utgår statistiken KON2.

Kursen är indelad i sex moment:

TEN1: Kemisk jämvikt, 3hp, A-F

LAB1: Jämvikt och reaktionslära, 2 hp, A-F (P/F CL)

KON2: Grundläggande statistik, 1,5 hp, A-F (ej CL)

TEN2: Analytiska metoder och miljökemi, 2 hp, P/F

FÄL1: Exkursionsprojekt, 1 hp, P/F

LAB2: Analytiska tekniker, 2 hp, P/F

Schema VT-2022-CTKEM
Schema VT-2021-CTKEM

KE1140/KE1150 Teknisk kemi eller KD1020 Inledande kemi eller motsvarande kurs

Kursböcker:

1. Harris ”Exploring Chemical Analysis” Jämviktsdelen bygger på kap 8-14. Den analytiska delen bygger på kap 15-23. Kap 0-7 kan läsas som översikt till motsvarande fördjupande delar i Statistics and Chemometrics for Analytical Chemistry.
2. Howard ”Aquatic Environmental Chemistry” I boken tillämpas jämviktsläran på naturliga vatten och på de reaktioner och utbyten som finns mellan de olika sfärerna i miljön. Med sin miljökemiska inriktning är boken ett bra komplement till Exploring Chemical Analysis. Hela boken ingår i kursen.
3. Burrows, Holman, Parsons, Pilling, Price, Chemistry³, Oxford, Chemistry 3 (3^nd) rekommenderas för sitt kapitel om gasjämvikter kap 15 (16 1^st Ed) och till viss mån elektrokemi kap 16 (17 1^st Ed). Även kapitel 7 (6 1^st Ed) om syror och baser rekommenderas. För att få en bättre kemisk allmänbildning viktig för reaktionsläran i LAB1 rekommenderas delar av kapitel 6 (5 1^st Ed) och 26-28, men inga detaljer kring enskilda element från dessa kapitel kommer att examineras, dvs läs av intresse! För den analytiska delen kan kap 10-12 och 16 läsas som en översikt till motsvarande fördjupade kapitel i Exploring Chemical Analysis.
4. N. Miller & J.C. Miller,”Statistics and Chemometrics for Analytical Chemistry”, Statistikdelen i kursen tar upp grundläggande statistik som konfidensintervall, statistiska test och linjär regression. Vidare tas olika kalibreringsmetoder och deras tillämpningar upp samt validering och osäkerhetsanalys. Innehållet bygger på i Millers’ bok kapitel 1-3, 5 där särskilt avsnitt Kap 1.1-6; Kap 2.1-10; Kap 3.1-13; och Kap 5.2-6. Kapitel 4, 6-8 utgår. Obs, denna bok utgår för CL!

Övrig litteratur:

1. Kapitel 2-4 ur G. Petersson ”Kemisk Miljövetenskap” (CANVAS)
2. Exempelsamling i Kemisk Jämviktslära (kompendium)
3. Jämviktskonstanttabell 2007 (kompendium)
4. Handledning i Praktisk Jämviktslära (kompendium)
5. Datalaborationer statistik och Laborationer kemisk analys och exkursion (kompendium)

Kursböckerna och kompendier går att köpa på studentbokhandeln. Annat material hittar du på CANVAS.

Vi kommer att använda datorprogrammet

Chemical Equilibrium Diagrams Medusa-Hydra som finns att ladda ned på

https://github.com/ignasi-p/eq-diagr-kth

För programmet behövs java. Det fungerar inte med chrombooks och andra läsplattor utan du behöver en dator och helst en PC. Datorprogrammet finns också på kursdatorer.

Om du har en funktionsnedsättning kan du få stöd via Funka:

Funka- stöd för studenter med funktionsnedsättningar

A, B, C, D, E, FX, F

• FÄL1 - Exkursion, 1,0 hp, Betygsskala: P, F
• KON2 - Examination i statistik, 1,5 hp, Betygsskala: A, B, C, D, E, FX, F
• LAB2 - Laborationer i analytiska metoder, 1,0 hp, Betygsskala: P, F
• LABA - Laboration, 2,0 hp, Betygsskala: A, B, C, D, E, FX, F
• TEN1 - Skriftlig tentamen i kemisk jämvikt, 3,0 hp, Betygsskala: A, B, C, D, E, FX, F
• TEN2 - Skriftlig tentamen kemisk analys, 2,0 hp, Betygsskala: A, B, C, D, E, FX, F

Examinator beslutar, baserat på rekommendation från KTH:s samordnare för funktionsnedsättning, om eventuell anpassad examination för studenter med dokumenterad, varaktig funktionsnedsättning.

Examinator får medge annan examinationsform vid omexamination av enstaka studenter.

Exkursion ( FÄL1 )

Examination i statistik ( KON2 )

Laborationer i analytiska metoder ( LAB2 )

Laboration ( LABA )

Skriftlig tentamen i kemisk jämvikt ( TEN1 )

Skriftlig tentamen kemisk analys ( TEN2 )

Kursen examineras i tre skrivningar TEN1, KON2 samt TEN2 samt praktiska momenten LAB1, FÄL1, och LAB2 med följande betygskriterier:

TEN1

För betyg E (24/48 p inklusive 5 p bonuspoäng för tester och inlämningar) krävs att du ska kunna:

• Identifiera och ställa upp jämviktsekvationerna.
• Beräkna enklare ekvationssystem.
• Rita och använda logaritmiska diagram för att lösa syrabasjämvikter

För högre betyg D-A krävs även att du ska kunna:

• Approximera och kontrollera dessa
• Reflektera över och dra slutsatser från resultaten.
• Beräkna kopplade jämvikter och mer komplicerade system

Graden av måluppfyllelse återspeglas i antalet poäng på tentamen.

LAB1

För betyg E ska du

• Ha deltagit i laborationerna L1-4, DL1-2 och redovisat dina slutsatser muntligen.
• Godkända separationsförslag för tre par metalljoner med diagram från medusa samt lyckats utföra separationerna på lab. Se krav i Labkompendiet.

För högre betyg krävs

• ytterligare en (D) respektive två (C) separationer enligt ovan.
• identifiering av en (B) respektive två (A) metalljon(er) genom utfällning från ett okänt blandat prov.

KON2

För betyg E krävs:

• Minst 12/24p på KS eller 8/16p på TEN2 viket avspeglar att du på grundläggande nivå kan redogöra för begreppen konfidensintervall, statistiska test, linjär regression och osäkerhetsutbredning och utföra enklare statistiska beräkningar.
• godkända datorlaborationer (DL3-4).

För högre betyg kvävs fördjupade kunskaper som avspeglas i fler poäng på skrivningen.

TEN2

För betyg E krävs 24/48 p och minst 2p/uppgift som visar att du kan:

• Beskriva den grundläggande principen för potentiometri, kromatografi och spektroskopi, redogöra övergripande för vad tekniken kan användas till och hur resultaten ska tolkas.
• Kunna beskriva våra vanligaste miljöproblem utifrån ett kemiskt perspektiv.

För betyg D-A krävs fördjupade kunskaper i metoderna och miljökemin vilket synliggörs i fler poäng på tentamen.

FÄL1

För P krävs deltagande i exkursion och tillhörande laborationer L5-7, DL5 samt seminarium S1-4. Muntlig redovisning av analysmetoder vid S3 och godkänd grupprapport.

LAB2

För P krävs godkända labquiz före laboration och deltagande vid L8-10

Kursbetyg

Det slutgiltiga kursbetyget är en sammanvägning av prestationerna i TEN1, KON2, TEN2 och LAB1 viktat mot antal högskolepoäng. TEN2 täcker också upp för teori bakom LAB2 och FÄL1 och väger därför betygsmässigt 3hp, dvs lika mycket som TEN1. Om betygskalan översätts i siffror där E=1 och A=5 osv. kan ett kursbetyg (KB) beräknas från momentbetygen (MB) enligt:

KB= MB(ten1)x3 + MB(lab1)x2+ MB(ten2)x3 + MB(kon1) x1,5.

Slutbetyget blir E<14 D <24 C<33,5 B<43,5 A.

KB_CL ges av medelbetyget för tentamen 1 och 2.

• Vid grupparbete har alla i gruppen ansvar för gruppens arbete.
• Vid examination ska varje student ärligt redovisa hjälp som erhållits och källor som använts.
• Vid muntlig examination ska varje student kunna redogöra för hela uppgiften och hela lösningen.