No description available.

Detta examensarbete handlar om att utveckla några begreppslådor att använda i kemiundervisningen för att få eleverna att diskutera, observera och experimentera kring olika kemiska begrepp. Begreppslådorna har utformats från de olika, av litteraturen beskrivna, svårigheter och missuppfattningar som eleverna kan tänkas ha. Målet med undervisningssituationen har varit att få eleverna att under grupparbetet diskutera och med hjälp av varandra lära sig de olika kemiska begreppen. Fokus i arbetet har dels varit utvecklingen av lådorna och dels undersöka hur eleverna upplever användandet av lådorna i undervisningen. Tre begreppslådor har utvecklats: en om molbegreppet, en om redoxreaktioner och en om syra/bas-reaktioner. Empiriska undersökningar har gjorts främst genom enkäter, men några elevintervjuer och deltagande observationer har också gjorts. Enkäten delades ut på lektionen efter att redoxlådan genomförts och intervjuerna gjordes också i anslutningen till det undervisningstillfället.I enkäterna svarade 75 % av eleverna att de tyckte att övningarna i redox-lådan hade hjälpt dem förstå redoxbegreppet och hälften av eleverna tyckte att fler sådana övningar skulle hjälpa dem att förstå kemiska begrepp bättre.

Nationella likväl som internationella studier har visat att redoxkemi är ett utmanande ämne för många gymnasieelever. Syftet med uppsatsen var med bakgrund av detta att identifiera de vanligaste svårigheter och missuppfattningar som gymnasieelever upplever vid studier av redoxkemi, samt presentera modeller och undervisningsmetoder som visat sig öka elevernas förståelse och minska risken för missuppfattningar. Det finns fyra förklaringsmodeller för redoxreaktioner: elektronmodellen, oxidationstalsmodellen, syremodellen och vätemodellen. Vidare kan kemiska fenomen generellt analyseras utifrån den kemiska tripletten där fenomen betraktar från tre representationsnivåer: makroskopisk nivå, submikroskopisk nivå och symbolisk nivå.   Utifrån litteraturen som analyserats dras slutsatsen att de vanligaste problemen elever uppfattar inom redoxkemi berör elektroner, förbränning, språkliga transformationer och svårigheter att identifiera redoxreaktioner. Undervisningsmetoder som visat sig kunna främja elevernas förståelse inom redoxkemi är historiska inslag, representation av kemiska fenomen med hjälp av den kemiska tripletten, laborationer och demonstrationer. Samtliga förklaringsmodeller för redoxkemi anses användbara. Det viktiga är att läraren poängterar att de är modeller och inte statisk sanning, vidare att motivera övergången från en modell till en annan och uppmärksammar missuppfattningar.

Capacitive deionization is a promising technology for purification and desalination of brackish water with great advantages over current technologies due to its low operating cost and high-water recovery ratio. Most of the system studied relies on the adsorption/desorption capacity of activated carbon electrodes due to its high surface area. However, its specific adsorption capacity is limited since the adsorption is predominantly on the surface of the electrodes. In this thesis we propose the use of polyaniline as a chloride-ion adsorption material. Polyaniline is a redox polymer able to accommodate anions in several of its three states when subjected to an external voltage. To this end, we synthesized polyaniline by electrodeposition technique and its electrochemical behavior was studied. A hybrid CDI system was assembled, using PANI as anode material and activated carbon cloth as cathode, showing outstanding adsorption of 37.26 mg/g Cl at current densities of 250 A/g. The energy consumption of this system was of 0.4979 kWh/m3. Its stability was evaluated over 50 cycles with negligible capacity loss. Along with its use in a CDI system, the aim of this thesis was to understand the mechanisms of operation of this material, by means of its physical and electrochemical characterization, as well as its efficiency and stability through the use of this material in capacitive deionization cells. / Kapacitiv avjonisering är en lovande teknik för rening och avsaltning av bräckt vatten med stora fördelar jämfört med nuvarande teknik på grund av dess låga driftskostnader och höga vattenåtervinningsgrad. De flesta av de studerade systemen bygger på adsorptions/desorptionskapaciteten hos elektroder av aktivt kol på grund av dess stora yta. Dess specifika adsorptionskapacitet är dock begränsad eftersom adsorptionen huvudsakligen sker på elektrodernas yta. I den här avhandlingen föreslår vi att polyanilin används som adsorptionsmaterial för kloridjoner. Polyanilin är en redoxpolymer som kan ta emot anjoner i flera av sina tre tillstånd när den utsätts för en extern spänning. För detta ändamål syntetiserade vi polyanilin genom elektrodepositionsteknik och dess elektrokemiska beteende studerades. Ett hybrid CDI-system monterades med PANI som anodmaterial och aktiverad kolduk som katod, vilket visade en enastående adsorption av 37,26 mg/g Cl vid en strömtäthet på 250 A/g. Energiförbrukningen för detta system var 0,4979 kWh/m3. Systemets stabilitet utvärderades över 50 cykler med försumbar kapacitetsförlust. Förutom användningen i ett CDI-system var syftet med denna avhandling att förstå detta materials funktionsmekanismer genom fysisk och elektrokemisk karakterisering samt dess effektivitet och stabilitet genom användning av detta material i kapacitiva avjoniseringsceller.