Enkeltfag 5 ECTS

Faseligevægte i ikke-ideelle opløsninger

Overordnede kursusmål

Kurset har som overordnet mål at de studerende får kendskab til de vigtigste termodynamiske principper, modeller og værktøjer som anvendes i industrien. Disse modeller er til rådighed i processimulatorer for beregning af faseligevægte og andre termodynamiske egenskaber ved såvel lave som høje tryk. De studerende bliver i stand til at anvende modeller til egenskabsberegning under varierende procesbetingelser og for et bredt spektrum af stofblandinger, såvel simple kulbrinter, som polære/associerende stoffer og komplekse materialer som polymerer, elektrolytter og lægemidler. De beregnede termodynamiske egenskaber er af central betydning for design af både forskellige typer separationsprocesser i olie- og gas, kemisk og biokemisk industri samt design af kemiske produkter og miljøvurderinger.

See course description in English

Udvælge passende modeller til beregning af faseligevægte for forskellige typer blandinger f.eks med upolære, polære og associerende stoffer såvel blandinger som indeholder elektrolytter og polymerer under hensyntagen til ligevægtsbetingelserne
Beskrive de vigtigste fælles principper i mange termodynamiske modeller (lokalsammensætning, korresponderende tilstande, regulære opløsninger, gruppebidrag, fri volumen) samt deres indbyrdes relationer
Kunne anvende de grundlæggende ligninger for alle typer af faseligevægte beregninger (VLE, LLE, SLE, VLLE, GLE, SGE,…) samt bestemme eksperimentelle aktivitetskoefficienter på basis af VLE eller SLE data
Foretage ligevægtsberegninger for blandinger ved anvendelse af termodynamiske modeller (f.eks. via computer-programmer) og analysere de opnåede resultater
Identificere de vigtigste intermolekylære kræfter og med baggrund heri udvælgelsen af termodynamiske modeller til konkrete formål/anvendelser
Beskrive og analysere fasediagrammer og udvælge passende modeller som kunne bruges til deres beregning
Beskrive de forskellige metoder der findes til estimering af såvel ren-komponent parametre samt interaktionsparametre i termodynamiske modeller (både tilstandsligninger og aktivitetskoefficient modeller)
Kende til forskellen mellem korrelative og prædiktive modeller
Anvende de såkaldte EoS/GE blandingsregler
Forklare associationsprincippet og foretage simple beregninger for associationsmodeller samt forudsige associationskemaet på basis af stoffets struktur
Forklare de forskellige modellers styrker og svagheder, og kunne vurdere forskellige modellers evne til at beskrive faseligevægte for forskellige typer beregninger
Beregne fordelingen af et kemisk stof i miljøet (vand-luft-jord-levende organismer) og præsentere kort modeller for bioteknologi

i. Termodynamik i relation til separationsprocesser – behov for termodynamiske data – udvikling af termodynamiske modeller og teorier

ii. De vigtigste begreber og definitioner fra teknisk fysisk kemi (ideal blanding, fugacitet, aktivitetskoefficient, ligevægtesberegninger: damp-væske, væske-væske, faststof-væske, faststof-gas)

iii. De forskellige intermolekylære kræfter og deres anvendelse i udviklingen og forståelsen af teorier og modeller, det teoretiske grundlag af de vigtigste modeller

iv. Kubiske tilstandsligninger med klassiske og avancerede blandingsregler – anvendelse i olie- og gas og kemiske industrier

v. Aktivitetskoefficient modeller med vægt på “lokalsammensætning” og gruppebidragsprincippet – kemiske og farmaceutiske industrier

vi. Teorier og modeller for elektrolytter, associerende blandinger og polymeropløsninger; anvendelser i olie/polymer industrier

vii. Oktanol-vand fordelingskoefficient og anvendelse af termodynamik i miljø og modeller for bioteknologi

28221, Teknisk fysisk kemi,
Teknisk Termodynamik

Forelæsninger i halvdelen af kurset. Gruppearbejde, opgaver med brug af computerprogrammer.
Ved under 10 deltagere kan undervisningsformen blive tilrettelagt på anden måde.