Ett övergripande examensmål för naturvetenskapsprogrammet är att eleverna ska utveckla ett naturvetenskapligt förhållningssätt enligt gällande läroplan. Detta innefattar ”förmåga till kritiskt tänkande, logiska resonemang, problemlösning och systematiska iakttagelser” (Lgy11). Öppna laborationer är en undervisningsform som syftar till utvecklandet av dessa förmågor och som därför rekommenderas av Skolverket. Men hur ser kemilärare på öppna laborationer och deras användbarhet i undervisningen? Vad använder de sig av för stöd och hjälp när de ska planera undervisning genom öppna laborationer utifrån läroplanen? Denna studie syftar till att ur ett läroplansteoretiskt perspektiv utforska gymnasielärares tankar kring hur det är att använda öppna laborationer I kemiundervisningen på gymnasiet. Tre lärare som vid studiens genomförande använde sig av öppna laborationer i sin undervisning intervjuades. Dessutom undersöktes två webbaserade kemilärarresurser med avseende på vilken typ av stöd gällande öppna laborationer de erbjöd, i vilken utsträckning och på vilket sätt. Studien visar på att lärarnas övergripande syfte med öppna laborationer var att få eleverna att tänka, vilket speglar hur öppna laborationer syftar till att ge elever möjlighet att utveckla ett naturvetenskapligt förhållningssätt. Vid planerande av öppna laborationer i undervisningen litar lärarna i studien huvudsakligen på egen beprövad erfarenhet. Dessutom pekar studien på att inte bara konkreta ramfaktorer, såsom undervisningstid och grupper inverkar på lärarnas planering, utan också det ”undervisningsklimat” som råder på skolan i allmänhet. / A main objective according to the Swedish national curriculum of the science program in upper secondary school is for the students to develop the ability of scientific reasoning. This includes the abilities of chritical thinking, logical reasoning, problemsolving and systematic observations. The objective of open laboratory practices (inquiry-based laboratory) teaching pedagogics is for the students to develop their scientific reasoning skills. Thus, such pedagogical methods are recommended by Skolverket. But what do teachers think about inquiry-based laboratory practices and its application in class? What kind of support do they have when, according to the curriculum, including inquiry-based laboratory practices in their chemistry classes? This study aims to explore teachers view on using inquiry-based laboratory practices in chemistry class, from a curriculum theory perspective. Three teachers, who were using inquiry laboratory pedagogics at the time of the study, were interviewed. Two online resourses for chemistry teachers were also investigated regarding what type of information and support they contained regarding inquiry-based laboratory teaching material. What type of material and to what extent was it available? This study shows that the teachers’ main goal with inquiry-based laboratory practices was to make the students think, mirroring how the pedagogic of inquiry-based laboratory practices aims to develop students scientific reasoning. Teachers mainly rely on their own experience when planning inquiry-based laboratory practices. Additionally, this study also suggests that not only framing factors such as time and group size influence on how teachers plan their open laboratory classes, also the teaching and learning climate of the school in general influences how the teachers open up the laboratory practices towards inquiry.

The copper-binding ability of the prion protein may be closely connected to its function. Identifying the exact function of the prion protein can clarify the underlying mechanism in prion diseases. In this work, the copper-binding octapeptide region in the human prion protein has been studied. The structural characteristics of the binding site are examined by quantum chemical structural optimization. The calculations aim at identifying a substitute for copper(II) to be used in NMR-spectroscopic studies of the copper-binding region. The dynamical and structural features of the peptide region are investigated in molecular dynamics simulations. Aspects of importance in the development of model systems in molecular dynamics simulation are addressed. / QC 20101220

I detta arbete så har en uppsättning aromatiska ditiol-ligander framställts (3,5-dimerkaptobensoesyra I, methyl-3,5-dimerkaptobensoat II, 3,5-dimerkaptotoluen III, 4,6-dimerkaptoisoftalaldehyde IV). En trestegssyntes innehållande Newman-Kwart omlagring som nyckelsteg användes för framställning av föreningarna I-III medan förening IV togs fram via en annan syntesväg. De fyra föreningarna syntetiserades I relativt bra utbyte (5-80% över 3, 4 eller 6 steg) och karaktäriserades med hjälp av 1H-NMR, 13C-NMR, och högupplösande masspektrometri. I en framtida fortsättning av projektet så kommer föreningarna I-IV användas som organiska ligander i koordinationspolymerer, vilka kommer karaktäriseras i termer av elektriska och termiska egenskaper. / In this work, a family of aromatic dithiol ligands were synthesized in the laboratory (3,5-dimercapto benzoic acid I, methyl 3,5-dimercapto benzoate II, 3,5-dimercapto toluene III, 4,6-dimercaptoisophthalaldehyde IV). A three-step synthesis strategy, involving the Newman-Kwart rearrangement as key step, for the formation of I, II and III was used, whereas compound IV required a different synthetic route. The four compounds were synthesized with relatively good yields (5-80% over 3, 4 or 6 steps) and were fully characterized using 1H-NMR, 13C-NMR, and high-resolution mass spectrometry. In a future extension of this work, compounds I-IV will be used as organic ligands in coordination polymers (CPs), which will be characterized in terms of electric and thermal properties.

Syftet med studien är att göra en innehållsanalys av faktaböcker för barn sombeskriver vatten ur ett kemiskt perspektiv med fokus på vad faktaböckerna kanbidra med i förskolans kemiundervisning. Ett ämnesdidaktiskt tillvägagångssätthar använts där namngivning och sambandsintresse varit i fokus. Resultatet visarvikten av att veta var man kan hitta olika aspekter av vatten ur ett kemisktperspektiv i böckerna för att kunna använda dessa böcker i kemiundervisningen.Böckernas innehållsanalys visar en variation i hur vatten, dess aggregationsformeroch fasomvandlingar är definierade och illustrerade. Innehållsanalysen visar vadde olika böckerna kan bidra med och om det är funktionellt presenterat avseendevatten ur ett kemiskt perspektiv. Faktaböckerna hjälper till med det vetenskapligaspråket som är viktigt vid inlärning av naturvetenskapliga ämnen.Innehållsanalysen visar att dessa böcker kan användas som didaktiskt verktyg vidskapande av lärandesituationer om vatten ur ett kemiskt perspektiv. Bokläsningkan användas för att introducera barnen för naturvetenskap och hur världen runtomkring kan beskrivas utifrån ett kemiskt perspektiv. Användning av faktaböckerför barn är inte ett krävande verktyg i kemiundervisningen, då de bidrar medbegrepp och illustrationer. Denna studie kan bidra till att lära sig mer om hurböckernas författare identifierar och definierar vatten som kemiskt ämne.Resultatet kan bidra till förskollärares kemiundervisning och användandet avpassande bok vid rätt tillfälle. / The aim of this study is to make a content analysis of non-fiction children’s booksabout how these books describe water from a chemistry perspective, whilefocusing on how these books can contribute to the teaching in preschoolchemistry. A subject didactics approach has been used, where naming and interestof connection have been in focus. The result shows how important it is to knowwhere to find different aspects of the water`s chemistry in the books to enableuse of these books in chemistry education.The content analysis of the books shows a variety in how water, its aggregationforms and phase transitions are defined and illustrated. The content analysisshowed what the different books can contribute to and if this becomes functionalpresented according to the water’s chemistry. Non-fiction books facilitate ascientific language, which is important while learning subjects of science.The content analysis shows that these books can work as a didactic tool whencreating learning situations about water from a chemistry perspective. Reading abook can be used to introduce children to science and how the world aroundthem can be described from a chemical perspective. Using non-fiction children’sbooks is a less demanding tool in chemistry education, since it contributes withconcepts and illustrations. This study can contribute to learning more about howauthors identify and define water as a chemical subject in these books. The resultcan support preschool teachers’ science education and the choice of anappropriate book for the occasion.Keywords: Non-fiction book, water, chemistry, naming, preschool.

Gasformig koldioxid kan absorberas i en ammoniaklösning och bilda salt. De möjliga produkterna är ammoniumvätekarbonat (NH4HCO3), ammoniumkarbamat (NH2COONH4) och ammoniumkarbonat ((NH4)2CO3). Ammoniak är gasformigt i rumstemperatur. För att förhindra avdunstning av ammoniak undersöktes det i den här rapporten om nedkylning av reaktionslösningen eller ett oljelager ovanför skulle kunna förhindra detta och därmed tillåta saltbildning i lösningen. Dessutom skulle absorptionen genomföras utan både oljelager och nedkylt förhållande för att bestämma vad som var mest effektivt för att ge ett så högt utbyte som möjligt. För bestämning av de bildade salternas sammansättning användes XRD som analysmetod.  Resultatet från experimentet visade att salterna bildades i gasfasen och inget salt erhölls från vätskefasen. Orsaken till det är inte fastslagen, men tros bero på parametrar som salternas löslighet, lösningens pH, flödeshastighet på koldioxiden som gynnar ammoniakens avdunstning samt temperaturen. Utbytet från de olika försöksuppställningarna blev lågt i samtliga experiment, som högst erhölls relativt utbyte på 1,5%. Experimentet som gav högst relativt utbyte var försök vid 15% ammoniakkoncentration och koldioxidflöde på 181 ml CO2/min. Vid detta försök gjordes inga åtgärder för att förhindra ammoniakavdunstning från lösningen. Av de proverna som analyserades med XRD erhölls endast den önskade produkten med säkerhet i ett av proverna (isbad, 15 % NH3, 181 ml CO2/min). För att bestämma optimala reaktionsbetingelser krävs vidare studier.

I rotaxaner följs förflyttningen av makrocykeln vanligtvis med 1H-NMR spektroskopi. Målet med detta projekt är i stället att utveckla ett system som möjliggör att förflyttningen av makrocykeln kan observeras med hjälp av luminiscerande lantanid emission. Detta bör vara ett kraftfullt verktyg, då luminiscerande emission skulle möjliggöra att makrocykelns position längs med tråden kan avläsas direkt med blotta ögat. För att lantanid-baserade system ska kunna luminiscera krävs det att en aktiverande antennmolekyl finns i närheten av lantaniden. I detta projekt placerades en lantanidligand i den ena stoppande änden av en [2]rotaxan och en antennmolekyl sattes på den trådade makrocykeln. En förändring av pH:t medför att makrocykeln förflyttas närmre till lantanidliganden, vilket i sin tur medför att antennen aktiverar lantaniden och den luminiscerande emissionen startar. Baserat på styrkan av luminiscensen bör man då kunna avgöra makrocykelns position i rotaxanen. I framtiden hoppas vi kunna använda detta visualiseringsverktyg för att kunna börja använda rotaxaner som biosensorer för medicinsk diagnostik. / In rotaxanes, the movement of the macrocycle is usually tracked using 1H-NMR spectroscopy. The goal of this project is to instead develop systems so one can follow the macrocycle movement through luminescent lanthanide emission. This should be a powerful tool, as luminescence emission would allow for a direct visual readout of the macrocycle position along the thread with the naked eye. To allow luminescence in lanthanide-based systems, a sensitizing antenna molecule needs to be present in close proximity to the lanthanide. In this project, a lanthanide ligand was placed at the stoppered end of a [2]rotaxane, and a sensitizing antenna was attached to the threaded macrocycle. A change in pH induces the macrocycle to move closer to the lanthanide stopper, which causes the antenna to sensitize the lanthanide and start the luminescence emission. Based on the strength of the luminescence, one should then be able to determine the location of the macrocycle in the rotaxane. We hope to use this visual readout tool to eventually turn rotaxanes into useful point-of-care biosensors for medical diagnostics.

The aim of the project was to develop a method to measure and studythe degree of activation of the negative electrode (MH) in a NiMH battery.This was done by characterization of the gases produced during charge of a battery – O2 and H2 – using a Gas Chromatograph. The current applied in the very first charge of the battery was varied in order to examine how this affects the gas evolution. In the developed method, batteries were charged to 8Ah with 9A, after which a gas sample was taken and analyzed with Gas Chromatography. An additional goal was to use the method to examine the difference in activation between virgin and recycled negative electrode material. A module charged stepwise with 0.07C followed by 0.2C had the lowest share of H2 after two cycles, indicated best activation. However, a higher amount of H2 in the beginning of the activation process could possibly enhance the degree of activation during the following cycles. The method indicated that the module with recycled MH was better activated than the virgin MH. To improve the technique, repeated measurements to get better statistics should be done. Gas samples should be taken at dV/dt=0 in order to take samples at same SoC. The charge current should be adjusted so that the same C rate is always used. This would make the results easier to interpret.

Arvika Fjärrvärme AB is manufacturing and distributing district heating to around 300 customers in Arvika. Heat production consists of a BFB boiler fed with GROT fuel (branches and peaks) and delivers a maximum power of 30 MW. In order to operate the plant, an average of 60 m3 of water per day is consumed from the urban water network. The water consumption is divided between water treatment, sooting and process cooling. In the processes, sulfur is dosed to obtain a more complete combustion of the hazardous flue gases that can occur. This is a result of previous thesis made for Arvika fjärrvärme. GROT is a fuel that contains high levels of moisture, which means that a high amount of condensate is formed during combustion, averaging 100 m3 per day. At present, condensate is sufficient to meet the condensate limit values ​​to be flushed into the drain. This is achieved by sand filtration and pH neutralization. Today, Arvika heat production is equipped with a purification stage for the feed water consisting of a softening filter and membrane filtration. This creates good conditions for cleaning the condensate and recirculating it in the process. Questions for this study are which hazardous substances the condensate can contain and how the condensate composition affected due to sulfur dosage. In addition, Arvika fjärrvärme wants to find out whether the purified condensate can replace the use of the urban water and, finally, if the condensate can be purified and used as feed water in the process. The execution of the work was based on a full-scale attempt in two operating cases of 9 and 18 MW. The tank collecting all condensate after purification in the sand filter and pH neutralization was coupled to the feed water purification stage. Thus, the condensate was pumped and purified in the softening filter and membrane filter. Assay substrates were collected before and after purification of the condensate. In addition to the topics that Arvika investigates, high levels of alkalinity were found in the condensate. The sulfur dosage that Arvika technology works with can be the cause of the high concentrations of sulphate. However, it appears that both the sulfate and alkalinity were purified in the membrane filter. The amount of condensate formed cannot completely replace the entire water requirement, but definitely large parts. The condensate can be used as feed water based on the retention rate for all substances. However, it appears that two substances, chloride and sulphate can create problems for the membrane filter. To investigate this, the condensate should be tested over a longer period of time to see the affect the chloride as well as the sulphate in the long run. / Arvika Fjärrvärme AB bedriver produktion och distribution av fjärrvärme till ca 300 kunder runt om i Arvika. Värmeproduktionen består av en BFB-panna som matas med bränslet GROT (grenar och toppar) och levererar en maxeffekt på 30 MW. För att driva anläggningen förbrukas i snitt 60 m3 vatten per dag från stadsvattennätet för spädvattenförberedning, sotning och processkylning. I denna typ av värmeproduktion som Arvika Fjärrvärme bedriver doseras svavel. Detta är ett resultat av ett tidigare examensarbete som visade att vid en dosering av svavel bildas det färre farliga rökgaser som kan uppstå vid förbränningen. GROT är ett bränsle som innehåller höga halter fukt vilket innebär att höga mängder kondensat bildas vid förbränningen, i snitt 100 m3 per dag. I dagsläget renas kondensatet tillräckligt för att möta de gränsvärden för att kondensatet ska få spolas ner i avloppet. Detta uppnås genom en sandfiltrering och pH-neutralisering. Idag är Arvika Fjärrvärme utrustade med ett reningssteg för spädvattnet bestående av ett avhärdningsfilter samt membranfilter. Detta skapar goda förutsättningar för att rena kondensatet och återcirkulera det i processen. Funderingar som uppstår är vilka farliga ämnen som kondensatet kan innehålla samt hur kondensatsammansättningen påverkas av svaveldoseringen. Dessutom ställer sig värmeverket frågan om det renade kondensatet kan ersätta förbrukningen av stadsvattnet och slutligen om kondensatet kan renas och användas som spädvatten i processen. Genomförandet av arbetet baserades på ett fullskaligt försök under två driftfall på 9 samt 18 MW. Tanken som samlar upp allt kondensat efter rening i sandfiltret och pH neutraliseringen kopplades på i steget för spädvattenrening. På så sätt pumpades kondensatet igenom och renades i avhärdningsfiltret samt membranfiltret. Analysunderlag samlades in före samt efter rening av kondensatet. Förutom de ämnen som Arvika fjärrvärme undersöker förkommer höga halter alkalinitet i kondensatet som bidrar till bildning av pannsten. Svaveldoseringen som Arvika fjärrvärme jobbar med kan vara orsaken till de höga koncentrationerna av sulfat. Det visar sig dock att både sulfatet och alkaliniteten renas bort i membranfiltret. Mängden kondensat som bildas kan inte helt ersätta hela vattenbehovet men definitivt stora delar. Kondensatet kan användas som spädvatten om retentionsgraden för ämnena anses hög nog. Det visar sig dock att två ämnen, klorid och sulfat, kan skapa problem för membranfiltret. För att undersöka detta bör kondensatet testas under en längre tidsperiod för att se vilken påverkan klorid och sulfat har i längden.

Combined thermodynamic/kinetic events amount to a kinetically controlled Dynamic Combinatorial Resolution (DCR) process, where the lability of themolecules/aggregates are used to generate dynamics, and the species experiencing the lowest activation energy is selected via kinetic process. Bothinter- and intramolecular processes can be performed using this concept,resulting in complete resolution and associated amplification of the selected species. When intermolecular processes are resolved using this method, an additional advantage is that only a catalytic amount of selector is required tocontrol the system.In this thesis, the Henry and Strecker reactions were developed as efficient C–C bond-forming routes to single and multi-level dynamic covalent systems.These methods efficiently provided a vast variety of substrates from smallnumbers of starting compounds. These dynamic systems, generated underthermodynamic control at mild conditions, were coupled in one-pot processes with kinetically controlled lipase-mediated transacylation. The enzym emediated resolution of the dynamic nitroaldol system led to enantiomericallypure β-nitroacetates in high yield. Furthermore, combination of multi-leveldynamic Strecker systems and lipase-mediated acylation resulted in theresolution of specific α-aminonitriles from the pool.In addition, the asymmetric synthesis of discrete β-nitroalkanol derivatives wassimply achieved, resulting in high yields and high enantiomeric purities through the direct one-pot procedure. Moreover, racemase type activity oflipase enzyme through N-substituted α-aminonitrile structure has been discovered. By use of control experiments together with molecular modeling,the mechanism of the racemization process has been established. Asymmetric synthesis of N-methyl α-aminonitriles was also performed through the dualfunction of lipase, resulting in high yield and good enantio selectivity. / <p>QC 20100818</p>

This thesis deals with the design, formation and evaluation of dynamic systems constructed by means of sulfur-containing reversible reactions, in organic and aqueous media and under mild conditions. In a first part, the synthesis of thioglycoside derivatives, constituting the biologically relevant starting components of the dynamic systems, is described. In addition, the pD-profile of the mutarotation process in aqueous media for a series of 1-thioaldoses is reported and revealed an astonishing beta-anomeric preference for all the carbohydrate analogs under acidic or neutral conditions. In a second part, the phosphine-catalyzed or -mediated disulfide metathesis for dynamic system generation in organic or aqueous media is presented, respectively. The direct in situ 1H STD-NMR resolution of a dynamic carbohydrate system in the presence of a target protein (Concanavalin A) proved the suitability and compatibility of such disulfide metathesis protocols for the discovery of biologically relevant ligands. In a third part, hemithioacetal formation is demonstrated as a new and efficient reversible reaction for the spontaneous generation of a dynamic system, despite a virtual character of the component associations in basic aqueous media. The direct in situ 1H STD-NMR identification of the best dynamic beta-galactosidase inhibitors from the dynamic HTA system was performed and the results were confirmed by inhibition studies. Thus, the HTA product formed from the reaction between 1-thiogalactopyranose and a pyridine carboxaldehyde derivative provided the best dynamic inhibitor. In a fourth and final part, a dynamic drug design strategy, where the best inhibitors from the aforementioned dynamic HTA system were used as model for the design of non-dynamic (or “static”) beta-galactosidase inhibitors, is depicted. Inhibition studies disclosed potent leads among the set of ligands. / QC 20100621