Fakulteten för hälsa, natur- och teknikvetenskap Kemi. Kursplan

Transkript

1 Dnr: FAK2 2012/24:11 Fakulteten för hälsa, natur- och teknikvetenskap Kemi Kursplan Beslut om inrättande av kursen Kursplanen är fastställd av Fakultetsnämnden vid Fakulteten för hälsa, natur- och teknikvetenskap, och gäller från höstterminen 2014 vid Karlstads universitet. Den ersätter tidigare kursplan KEMBA1/KEGAAK. Kurskod: KEGAH0 Grundläggande kemi I, 30.0 hp (Fundamental Chemistry I, 30.0 ECTS Credits) Utbildningsnivå: grundnivå Successiv fördjupning: G1N (Grundnivå, har endast gymnasiala förkunskapskrav) Undervisningsspråk Svenska Behörighetskrav Grundläggande behörighet, samt särskild behörighet: Gymnasieskolans Matematik C, Fysik A, och Kemi B. Eller Matematik 3b alternativt Matematik 3c, Fysik 1a alternativt Fysik 1b1+1b2 och Kemi 2 Huvudområde KEA (Kemi) Lärandemål Kursens syfte är att studenten ska tillägna sig grundläggande kunskaper och färdigheter för kemiskt inriktad verksamhet samt att utgöra en grund för fortsatta studier. Kursen ges i form av delkurser, se nedan, med var för sig specificerade mål. Kursens huvudsakliga innehåll Kursen innehåller delkurserna: -KEGAIK -KEGAKB -KEGAOO -KEGABB Ordningsföljden som dessa kurser ges kan variera. -Delkurs KEGAIK, Inledande kemi - förklara principerna bakom periodiska systemet, beskriva hur symboler samt dess noteringar kan ge

2 information om atomnummer, masstal och isotoper - beskriva egenskaperna hos de vanligaste grundämnena och några av deras föreningar - namnge joniska föreningar med enkla och sammansatta joner och ge exempel på olika faktorer som påverkar lösligheten för en jonisk förening, samt förklara begreppet jonisk bindning - beskriva elektronstrukturen hos en atom genom att använda Pauliprincipen, och förklara hur elektronstrukturen påverkar storlek, joniseringsenergi och elektronaffiniteten för en atom - redogöra för begreppen empirisk formel och formelenhet - förklara begreppen gitterenergi, enhetscell, koordinationstal samt tetraedriska och oktaedriska hål - beskriva de vanligaste kristallformerna och ge exempel på dessa. - beskriva hur molekylers geometri kan förklaras med hybridisering av atomorbitaler och Lewisstukturer - beskriva en kovalent bindning för tvåatomiga molekyler med valensbindningsmetoden. - förklara begreppen elektronegativitet, dipolmoment, formell laddning, resonans och bindningsentalpi - beskriva olika typer av intermolekylära krafter - redogöra för de risker som finns på ett kemiskt laboratorium, hur man undviker dem och hur man agerar om en olycka skulle inträffa, samt kunna agera på ett säkert sätt i laboratoriemiljö - använda grundläggande utrustning på ett kemiskt laboratorium - kommunicera resultat från laboratorieexperiment i form av en vetenskapligt adekvat rapport. Undervisningen består av föreläsningar, räkneövningar samt laborationer. Dessutom ingår ett studiebesök som är obligatoriskt. Studiebesöket väljs på ett sådant sätt att studenternas framtida yrkesroll presenteras. Kursen består av två delar, vilka examineras var för sig. A Atom- och bindningslära samt beskrivande oorganisk kemi, 4,5 hp Delkursen beskriver utveckling och tillämpning av olika teoretiska och förklarande modeller kring atomen och molekylen. Villkoren för kemiska föreningars uppkomst och existens (kemisk bindning) behandlas utifrån gällande teorier och beskrivningar. Kemiska egenskaper och beskrivningar av grundämnena och av dessa bildade eller framställda föreningar, speciellt de oorganiska, studeras och karaktäriseras. B Laborationskurs, 3 hp Delen består av laborativa moment, vilka bedrivs parallellt och integrerat med delkurs A ovan. Deltagande i laborationerna är obligatoriskt. Särskild vikt fästs vid säkerhetsbegreppet och ett skriftligt prov avseende dessa frågor måste avläggas med godkänt resultat innan det laborativa arbetet påbörjas. Laborationskursen kräver även inköp av godtagbar skyddsutrustning, vilken till största del bekostas av studenten själv. Laborationskursen examineras fortlöpande under kursens gång via de rapporter och protokoll som inlämnas för varje laboration. För tillträde till en enskild laboration krävs att studenten är väl förberedd, vilket kan prövas. För tillgodoräknande av laborationskursen under innevarande termin måste samtliga rapporter och protokoll redovisats och godkänts inom tre veckor efter avslutad kurs. För sent inlämnade rapporter och protokoll kommer att rättas i mån av tid, dock senast vid nästa ordinarie kurstillfälle. -Delkurs KEGAKB, Kemiska beräkningar - använda korrekta enheter och korrekt antal värdesiffror vid kemiska beräkningar - balansera en kemisk reaktionsformel samt definiera skillnaden mellan molekylär reaktionsformel, jonisk reaktionsformel samt netto jonisk reaktionsformel - beräkna jämviktskonstanter och jämviktskoncentrationer för kemiska jämvikter vilka kan behandlas som dynamiska jämvikter - förklara hur ändring av koncentration, tryck, temperatur samt gemensam reaktant påverkar en jämviktsreaktion, samt använda reaktionskvot för att bestämma om jämvikt har ställt in sig för ett system - förklara begreppen ph, poh, pka, pkb och pkw, deras förhållande till varandra, samt räkna på vattnets autoprotolys - beräkna ph vid olika punkter under en syra-bas titrering, samt utifrån dessaberäkningar välja lämplig indikator för denna titrering

3 - beräkna ph-ändringar i en buffertlösning, samt veta hur en buffertlösning tillverkas - redogöra för skillnaden mellan löslighetsprodukt och löslighet, samt använda dessa begrepp vid beräkningar - beräkna enkla komplexjämvikter och elektrolysproblem - beräkna koncentration efter en spädning, samt bestämma koncentration genom titrering. - beräkna empirisk formel och molekylformel - beräkna utbyte för en kemisk reaktion - använda allmänna gaslagen för att beräkna fysiska egenskaper - använda begreppen värmekapacitet och reaktionsvärme i enkla termiska beräkningar - bestämma reaktionsordning och hastighetskonstant för en reaktion samt använda Arrheniusekvationen för att beräkna aktiveringsenergi och frekvensfaktor. Undervisningen sker i form av föreläsningar, räkneövningar, räknestugor och laborationer. Räkneövningarna tar upp exempel från studenternas framtida profession, såsom blodets buffrande effekt eller läkemedels halveringstid. Kursen innehåller två delar, vilka examineras var för sig: A Kemiska beräkningar, 6 hp Stökiometri tar upp kemiska beteckningar och grundbegrepp som är nödvändiga för att genomföra vanligen förekommande kemiska beräkningar av grundläggande art. Jämviktsläran omfattar beskrivningar av och beräkningar på olika kemiska förlopp, vilka kan behandlas som dynamiska jämvikter. Delmomentet berör även grundläggande begrepp inom termodynamiska, kinetiska och våtkemiska analysmetoder. B Laborationskurs, 1,5 hp Laborationskursen består av praktiska övningar, vilka bedrivs integrerat med del A. Deltagande i laborationerna är obligatoriskt. Laborationerna syftar till att genom praktiska övningar åskådliggöra och förklara de moment som teoretiskt behandlats i del A. Laborationskursen examineras fortlöpande under kursens gång via rapporter och protokoll som skall redovisas. För tillträde till en enskild laboration krävs att studenten är väl förberedd, vilket kan prövas. För tillgodoräknande av laborationskursen under innevarande termin måste samtliga rapporter och protokoll redovisats och godkänts inom tre veckor efter avslutad kurs. För sent inlämnade rapporter och protokoll kommer att rättas i mån av tid, dock senast vid nästa ordinarie kurstillfälle. -Delkurs KEGAOO, Organsik kemi - namnge organiska föreningar enligt IUPAC-reglerna med en rak eller monocyklisk huvudkedja med maximalt 2 funktionella grupper, maximalt 4 andra substituenter och maximalt 2 kirala kolatomer - namnge några vanliga organiska föreningar med trivialnamn (enligt utdelad lista). - förklara enkla samband mellan strukturen hos en organisk molekyl och fysikaliska egenskaper såsom smältpunkt, kokpunkt, syra- eller basstyrka - beskriva molekyler med olika strukturrepresentationer (wedged and dashed formler, Newman- och Fischer-projektioner) - göra konformationsanalyser av substituerade butaner och disubstituerade cyklohexaner. - tillämpa mekanismen för elektrofil addition till alkener och alkyner - tillämpa SN1- och SN2-mekanismerna för nukleofil substitution och E1- och E2-mekanismerna för eliminering i alkylhalider - tillämpa Hückels regel för att avgöra om en förening är aromatisk - förklara mekanismen för elektrofil aromatisk substitution - ange några oxidationsmedel för oxidation av alkoholer och aldehyder - tillämpa mekanismen för reduktion av aldehyder, ketoner och karboxylsyror med hydridreagens - beskriva framställningen av Grignardföreningar och tillämpa mekanismen för Grignardföreningars reaktioner med aldehyder och ketoner - tillämpa mekanismen för hydrolys av estrar, amider och nitriler

4 - utföra enklare synteser och använda enhetsoperationerna extraktion, filtrering, omkristallisation och destillation i småskaligt laboratoriearbete. Kursens undervisningsformer är föreläsningar, övningar och laborationer. Undervisningen tar upp exempel som är knutna till studenternas framtida yrken såsom: - samband mellan struktur och egenskaper hos organiska föreningar - fysiologiskt aktiva substanser - biokemiska reaktioner som anknyter till de reaktionsmekanismer som behandlas på kursen - syntes av läkemedel. Kursen innehåller två delar, vilka examineras var för sig: A. Teoridel, 4,5 hp. - kort repetition av bindningslära - kolföreningars struktur och reaktioner grupperade efter funktionell grupp med tillhörande reaktionsmekanismer. De ämnesklasser som behandlas är alkaner, alkener, alkyner, aromater, alkylhalider, alkoholer, etrar, karbonylföreningar och aminer. De reaktioner som behandlas är addition, substitution, elimination och omlagring. Stor vikt läggs vid stereokemi och strukturrepresentation av molekyler. - IUPAC:s nomenklatursystem för vanligt förekommande molekyler från olika ämnesklasser. B. Laborationskurs, 3 hp. - skydds- och säkerhetsföreskrifter - enklare synteser som innehåller enhetsoperationerna extraktion, filtrering, omkristallisation och destillation - tunnskiktskromatografi och bestämning av smältpunkt - rapportskrivning och rutiner för anteckningar i laborationsjournal. Deltagande i laborationerna är obligatoriskt. Laborationskursen examineras fortlöpande under kursens gång via rapporter och protokoll som skall redovisas. För tillträde till en enskild laboration krävs att studenten är väl förberedd, vilket kan prövas. För tillgodoräknande av laborationskursen under innevarande termin måste samtliga rapporter och protokoll redovisats och godkänts inom tre veckor efter avslutad kurs. För sent inlämnade rapporter och protokoll kommer att rättas i mån av tid, dock senast vid nästa ordinarie kurstillfälle. -Delkurs KEGABB,Biokemi - redogöra för pro- och eukaryota cellstrukturers uppbyggnad och funktion - redogöra för aminosyrors fysikalisk-kemiska egenskaper samt namnge aminosyror utifrån deras struktur - redogöra för struktur och funktion av makromolekylgrupperna: proteiner, nukleinsyror, kolhydrater och lipider - beskriva uppbyggnad, egenskap och funktion hos biologiska membran samt redogöra för olika typer av transport över biologiska membran - beskriva några vanliga biokemiska analys- och reningsmetoder - redogöra för grundläggande begrepp inom enzymatisk katalys och enzymkinetik samt använda mätdata för att bestämma kinetiska parametrar för en reaktion som följer Michaelis-Menten kinetik - redogöra för de generella mekanismerna för replikation och transkription av DNA samt processning och translation av RNA - förklara sambandet mellan genstruktur och proteiners funktion - beskriva några genteknologiska metoder - redogöra för reaktionerna i glykolysen, glukoneogenesen, glykogenesen, glycogenolysen, citronsyracykel samt den mitokondriella elektrontransportkedjan - förklara principerna för substratnivåfosforylering och oxidativ fosforylering - beskriva humanfysiologisk intermediärmetabolism ur ett kolhydrat perspektiv - utföra enklare biokemiskt laboratoriearbete på ett korrekt och säkert sätt samt utföra enklare risk- och säkerhetsbedömningar - med ett vetenskapligt förhållningssätt dokumentera och muntligt eller skriftligt presentera syfte, utförande och

5 resultat av experimentellt arbete. Kursen innehåller två delar, vilka examineras var för sig: A. Teoridel, 4,5 hp. - pro- och eukaryota cellstrukturer - makromolekylerna proteiner, kolhydrater, lipider och nukleinsyror - biokemiska separationsmetoder - enzymer och enzymkinetik - den genetiska informationens flöde med replikation, transkription och translation - DNA-teknologi - ämnes- och energiomsättning med glykolys, glukoneogenes, glykogenes, glycogenolys, citronsyracykel, den mitokondriella elektrontransportkedjan samt oxidativ fosforylering. B. Laborationskurs, 3 hp. I den laborativa delen utför studenten laborationer som knyter an till teoretiska delar av kursen såsom enzymkinetik, analytiska och preparativa separationstekniker och DNA-teknologi. Deltagande i laborationerna är obligatoriskt. Laborationskursen examineras fortlöpande under kursens gång via rapporter och protokoll som skall redovisas. För tillträde till en enskild laboration krävs att studenten är väl förberedd, vilket kan prövas. För tillgodoräknande av laborationskursen under innevarande termin måste samtliga rapporter och protokoll redovisats och godkänts inom tre veckor efter avslutad kurs. För sent inlämnade rapporter och protokoll kommer att rättas i mån av tid, dock senast vid nästa ordinarie kurstillfälle. Kurslitteratur och övriga läromedel Se separat dokument. Examination Examinationen av de teoretiska delarna av delkurserna sker på följande sätt: Delkurserna KEGAIK och KEGAKB Examination sker dels kontinuerligt under kursens gång, i form av frivilliga inlämningsuppgifter eller frivillig dugga, dels i form av en skriftlig tentamen i slutet av kursen. Den kontinuerliga examinationen och den skriftliga tentamen vägs samman i slutbetyget. Antalet tentamenstillfällen begränsat till tre per läsår. Delkurs KEGAOO Teorikursen examineras dels under kursens gång i form av en frivillig dugga, dels i form av en skriftlig tentamen i slutet av kursen. Resultatet av duggan och den skriftliga tentamen vägs samman i slutbetyget. Antalet tentamenstillfällen är begränsat till tre per läsår. Delkurs KEGABB Teorikursen examineras dels under kursens gång i form av en frivillig dugga, dels i form av en skriftlig tentamen i slutet av kursen. Resultatet av duggan och den skriftliga tentamen vägs samman i slutbetyget. Antalet tentamenstillfällen är begränsat till tre per läsår. Betyg Kursen bedöms enligt betygsskalan Underkänd (U), Godkänd (G) eller Väl godkänd (VG). Kvalitetsuppföljning Under och efter kursen sker en uppföljning av måluppfyllelse och förutsättningar för lärande i kursen. Dess främsta syfte är att bidra till förbättringar. Studenternas erfarenheter och synpunkter är ett av underlagen för granskningen, och inhämtas med hjälp av skriftlig kursvärdering och/eller kursvärderingsdiskussioner. Studenterna informeras om resultaten och eventuella beslut om åtgärder. Kursbevis Kursbevis erhålls på begäran av studenten.

6 Övrigt Studenter som påbörjat en utbildning enligt den studieordning som började gälla skall fullfölja sina studier enligt den utbildningsplan de är antagna till. Om de vid studiernas slut vill få ut ett kursbevis eller examensbevis enligt den nya studieordningen, som trädde i kraft , skall de prövas mot de kriterier som karaktäriserar denna studieordning. KOO110, KOO120, KOO130, KOO140, KIK110, KIK120, KIK121, KOK110, KOK120, KOK130, KOK140, KBK110, KBK120, KEGAKB, KEGAIK, KEGABB, KEGAOO eller KEGAAK får ej tillsammans med KEGAH0 ingå i examen. Regler för utbildning på grundnivå och avancerad nivå vid Karlstads universitet reglerar studenters och anställdas skyldigheter och rättigheter. Karlstads universitet Karlstad Tfn Fax information@kau.se