Dnr: FAK2 2010/15:27
Fakulteten för teknik- och naturvetenskap
Kemi
Kursplan
Beslut om inrättande av kursen
Kursplanen är fastställd av Fakultetsnämnden vid Fakulteten för teknik- och naturvetenskap, 2010-11-19 och
gäller från vårterminen 2009 vid Karlstads universitet. Den ersätter tidigare kursplan KEMA04.
Kurskod: KEGAAK
Kemi, 30 hp
(Introductory Chemistry, 30 ECTS Credits)
Utbildningsnivå: grundnivå
Successiv fördjupning: G1N (Grundnivå, har endast gymnasiala förkunskapskrav)
Undervisningsspråk
Svenska
Behörighetskrav
Grundläggande behörighet, samt särskild behörighet: Gymnasieskolans Matematik D, Biologi A, Fysik A och
Kemi B, eller motsvarande
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:
- Inledande kemi
- Kemiska beräkningar
- Organisk kemi
- Biokemi
Ordningsföljden som dessa kurser ges kan variera.
- Delkurs Inledande kemi
Delkursens mål:
Efter avslutad kurs skall studenten kunna:
- förklara principerna bakom periodiska systemet, beskriva hur symboler samt dess noteringar kan ge
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 såsom glasvaror, stativmaterial, pH-metrar, vågar och annan basal
utrustning på ett kemiskt laboratorium
- kommunicera resultat från laboratorieexperiment i form av en vetenskapligt adekvat rapport.
Delkursens huvudsakliga innehåll:
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 Kemiska beräkningar
Delkursens mål:
Efter avslutad kurs skall studenten kunna:
- 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 dessa beräkningar välja lämplig
indikator för denna titrering
- 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.
Delkursens huvudsakliga innehåll:
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 Organisk kemi
Delkursens mål:
Efter avslutad kurs skall studenten kunna:
- 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
- utföra enklare synteser och använda enhetsoperationerna extraktion, filtrering, omkristallisation och
destillation i småskaligt laboratoriearbete.
Delkursens huvudsakliga innehåll:
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, får genomföras efter godkänd obligatoriskt
säkerhetsprov, och 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 Biokemi
Delkursens mål:
Efter avslutad kurs skall studenten kunna:
- 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
resultat av experimentellt arbete.
Delkursens huvudsakliga innehåll:
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 Inledande kemi och Kemiska beräkningar
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 Organisk kemi
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 Biokemi
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
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.
Övrigt
Studenter som påbörjat en utbildning enligt den studieordning som började gälla 1993-07-01 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 2007-07-01, skall de prövas mot de kriterier som karaktäriserar denna studieordning.
Överlappning med kurser vid Karlstads universitet föreligger.
KOO110, KOO120, KOO130, KOO140, KIK110, KIK120, KIK121, KOK110, KOK120, KOK130, KOK140,
KBK110, KBK120, KEGAKB, KEGAIK, KEGABB, KEGAOO eller KEMA04 får ej tillsammans med
KEGAAK ingå i examen.
Regler för utbildning på grundnivå och avancerad nivå vid Karlstads universitet reglerar studenters och
anställdas skyldigheter och rättigheter.
Karlstads universitet 651 88 Karlstad
Tfn 054-700 10 00 Fax 054-700 14 60
[email protected] www.kau.se
