Chemical Reaction TechnologyLaajuus (5 cr)
Code: TX00EC54
Credits
5 op
Objective
After completion of this course the student understands the concepts of chemical reactions and is able to solve relevant problems in his own professional field, to apply this understanding as a necessary basis in later studies and to utilize it in future professional tasks. One of the major goals is to learn how to influence the yield and rate of chemical reactions, as well as to assess the type and size of the reactor for a given application.
Content
1. The meaning of thermodynamics and reaction kinetics; the meaning of reaction rate and mass transfer rate
2. The influence of temperature on the enthalpy and spontaneity of reactions
3. The yield and conversion of chemical reactions; how to influence them
4. Assessing reaction equilibria on activity, concentration and partial pressure scales; the determination of the thermodynamic equilibrium constant
5. Reaction kinetics: Determination of rate laws, reaction mechanisms, activation energy, catalysis, selectivity
6. The most important reactor types (ideal reactors) and their properties.
7. Assessing the size of reactors and reactor groups.
Prerequisites
Fundamentals of Chemistry 1 & 2
Engineering Chemistry
Math and Science Basics 1
Math and Science Basics 2
Math and Science Basics 3
Assessment criteria, satisfactory (1)
The student is able to define and describe the concepts and phenomena included in the course in a qualitative way and to compute straightforward problems mainly based on inserting a correct quantity into a correct formula.
Assessment criteria, good (3)
The student is able to define or describe the concepts and phenomena in one´s own words; he also knows how to explain the origin and meaning of related equations and to critically evaluate different solutions.
Assessment criteria, excellent (5)
The student is able to characterize and model phenomena on the basis of reasonable assumptions as well as to analyze, evaluate and modify solutions and the model when needed.
Assessment criteria, approved/failed
The student is able to define and describe the concepts and phenomena included in the course in a qualitative way and to compute straightforward problems mainly based on inserting a correct quantity into a correct formula.
Enrollment
02.05.2022 - 12.06.2022
Timing
24.10.2022 - 16.12.2022
Number of ECTS credits allocated
5 op
Mode of delivery
Contact teaching
Unit
School of Smart and Clean Solutions
Campus
Leiritie 1
Teaching languages
- Finnish
Degree programmes
- Biotechnology and Chemical Engineering
Teachers
- Timo Laitinen
Groups
-
KEM21Kemian prosessitekniikka
-
TXM21S1Bio- ja kemiantekniikan tutkinto-ohjelma päivä
Objective
Opiskelija oppii opintojaksolla käsiteltävät reaktiotekniikan käsitteet siten, että pystyy niiden avulla ratkaisemaan oman koulutusalansa kannalta keskeisiä ongelmia, soveltamaan tietojaan välttämättöminä pohjatietoina myöhemmissä aineopinnoissa ja hyödyntämään osaamistaan tulevissa työtehtävissä. Keskeisenä tavoitteena on mm. oppia, miten reaktion saantoon ja reaktionopeuteen voidaan vaikuttaa, ja minkä tyyppinen ja kokoinen reaktori soveltuu mihinkin sovellukseen.
Content
1. Termodynamiikka ja reaktiokinetiikka käsitteinä; reaktionopeuden ja aineensiirtonopeuden tunnistaminen ja erottaminen toisistaan
2. Lämpötilan vaikutus lämpökemiaan ja reaktion spontaaniuteen
3. Saanto ja konversio sekä niihin vaikuttaminen
4. Reaktiotasapainon laskeminen konsentraatioskaalan lisäksi aktiivisuus- ja osapaineskaalalla; reaktion tasapainovakion määrittäminen termodynaamisista lähtötiedoista
5. Reaktiokinetiikan syventäminen: reaktionopeuslain määritys, reaktiomekanismit, aktivoitumisenergia, katalyysi, reaktion selektiivisyys
6. Keskeiset reaktorityypit (ideaalireaktorit) ja niiden ominaisuudet
7. Ideaalireaktoreiden ja reaktoriryhmien mitoitus.
Evaluation scale
0-5
Assessment criteria, satisfactory (1)
Opiskelija osaa määritellä tai kuvata aihepiiriin liittyvät käsitteet ja ilmiöt kvalitatiivisesti ja laskea niihin liittyviä suoraviivaisia, lähinnä kaavaan sijoittamiseen perustuvia laskuja.
Assessment criteria, good (3)
Opiskelija osaa määritellä tai kuvata käsitteet ja ilmiöt omin sanoin; hän osaa selittää, mihin ilmiöön liittyvät kaavat perustuvat tai mitä ne tarkoittavat ilmiön kannalta; hän osaa ottaa kantaa saamiensa tulosten mielekkyyteen.
Assessment criteria, excellent (5)
Opiskelija osaa mallintaa ilmiötä, tapahtumia tms. mielekkäiden oletusten pohjalta sekä analysoida, arvioida ja muokata ratkaisuja ja mallia tarvittaessa.
Assessment criteria, approved/failed
Opiskelija osaa määritellä tai kuvata aihepiiriin liittyvät käsitteet ja ilmiöt kvalitatiivisesti ja laskea niihin liittyviä suoraviivaisia, lähinnä kaavaan sijoittamiseen perustuvia laskuja.
Prerequisites
Kemian perusteet 1 ja 2
Insinöörikemia
LUMA 1
LUMA 2
LUMA 3