Praktika Physikalische Chemie Wintersemester 2016 / 2017 Informationen PCAP

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1 Dr. Ludwig Kibler PCAP Infos Praktika Physikalische Chemie Wintersemester 2016 / 2017 Informationen PCAP

2 Seite 2 Ansprechpartner Organisation und Dozenten Studienkommission Chemie (Prof. Thorsten Bernhardt) Ludwig Kibler (Elektrochemie) Svenja Burgkart (Elektrochemie) Joachim Bansmann (Oberflächenchemie & Katalyse) Wissenschaftliche und studentische Betreuer aus Chemie und Physik Prüfer Prof. Jürgen Behm (Oberflächenchemie & Katalyse) Prof. Thorsten Bernhardt (Oberflächenchemie & Katalyse) Prof. Timo Jacob (Elektrochemie)/Ludwig Kibler (Elektrochemie) Prof. Radim Beránek (Elektrochemie) Joachim Bansmann (Oberflächenchemie & Katalyse)

3 Seite 3 L. Kibler, Institut für Elektrochemie Uni West ludwig.kibler@uni-ulm.de

4 Seite 4 Praktika Physikalische Chemie Grundpraktikum Physikalische Chemie Chemie Bachelor (3. Semester) und Wirtschaftschemie Bachelor (3. Semester) Dauer: 17. Oktober Februar 2017 Tutorium Seminar, Präsentation eines Vortrags 6/5 Versuche Zwischenkolloquium Weitere 6/5 Versuche evtl. Abschlusskolloquium Innerhalb von 6 Wochen nach Ende des Praktikums: Mündliche Modulteilprüfung MTP (benotet) Praktikum Physikalische Chemie Chemie - Lehramt (5./7. Semester) 3er Teams, Tutorium, 8 Versuche, Zwischen- und Abschlusskolloquium Beginn entweder am 17. Oktober 2016 oder ab 9. Januar 2017 kein Seminar, kein Vortrag, mmtp? Praktikum Physikalische Chemie Chemieingenieurwesen Bachelor (3. Semester) 2er Teams, Tutorium, 8 Versuche, Zwischen- und Abschlusskolloquium 17. Oktober Februar 2017, kein Seminar, kein Vortrag, MTP (unbenotet)

5 Seite 5 Praktikumsversuche V 1 Gaskinetische Definition der Temperatur, Modellversuch V 2 Hydrolyse von Essigsäuremethylester, Leitfähigkeitsmessungen V 3 Kompressibilität von Gasen V 4 Wärmeleitung von Gasen V 5 Adsorptionsisotherme, Adsorption von Essigsäure an Kohle V 6 Rohrzuckerinversion, Polarimetrie V 7 Bestimmung von thermodynamischen Daten aus elektrochemischen Messungen V 8 Verbrennungswärme von festen organischen Substanzen V 9 Kalorimetrie, Bestimmung der Mesomerieenergie von aromatischen Systemen V 10 Rektifikation V 11 Dampfdruckkurve einer leicht siedenden Flüssigkeit, Clausius Clapeyron V 13 Elektrochemie, Wanderungsgeschwindigkeit von Ionen V 15 Phasendiagramme binärer Gemische V 16 Chemisches Gleichgewicht in der Gasphase V 18/19 Molekulargewichtsbestimmung durch Gefrierpunktserniedrigung V 20 Bestimmung der kritischen Daten eines Stoffes, Joule-Thomson-Effekt V 22 Bestimmung des Aktivitätskoeffizienten mittels Dampfdruckerniedrigung V 23 Dilatometrie, Untersuchung der Hydrolyse von Acetaldehyd-Diethylacetal V24 Temperaturabhängigkeit von Gleichgewichts- und Geschwindigkeitskonstanten V25 Latente Wärme V26 Drucksprung, Relaxationsverfahren, Kinetik schneller Reaktionen V27 IR-Spektroskopie, 2atomige Gase, HCl / DCl V28 Fotometrie-Versuch V29 UV-VIS Spektroskopie, pk-wert einer schwachen Säure

6 Seite 6 Lernziele (vgl. Modulhandbuch) Studierende, die dieses Modul erfolgreich absolviert haben, - verstehen die grundlegenden Zusammenhänge der Thermodynamik und Kinetik - verfügen über Kenntnisse zu den Grundlagen der Quantenmechanik und ihrer Anwendung auf die Chemische Bindung - sind mit den grundlegenden spektroskopischen Verfahren vertraut - besitzen die Fertigkeit, die gewonnenen Erkenntnisse auf entsprechende Probleme anzuwenden - erlangen grundlegende Kompetenz im praktischen physikalisch-chemischen Arbeiten im Labor

7 Seite 7 Lernziele (vgl. FSPO - Höheres Lehramt) Grundlagen der Physikalischen Chemie Energie-Entropie-Konzept quantenchemische Grundlagen von Atombau und chemischer Bindung, molekulare Bewegungsformen, molekulare Energiestufen, UV/Vis und IR- Spektroskopie, zwischenmolekulare Wechselwirkungen, Struktur des gasförmigen, flüssigen und festen Zustandes und 1. Hauptsatz, Energie und Temperatur in makroskopisch / phänomenologischer und molekular/ statistischer Sicht, Thermochemie und 3. Hauptsatz, Entropie: makroskopisch/phänomenologische und molekular/statistische Sicht, reversible und irreversible Prozesse Gleichgewichte: Phasengleichgewichte, chemische und elektrochemische Gleichgewichte aus thermodynamischer und kinetisch-dynamischer Sicht Reaktionskinetik: Geschwindigkeitsgesetze, Aktivierung und Katalyse chemischer Reaktionen physikalisch-chemische Messmethoden

8 Seite 8 Inhalt In diesem Modul werden folgende fachliche Inhalte vermittelt: I. Vorlesung Physikalische Chemie I mit Übungen - Grundlagen der chemischen Thermodynamik (1.-3. Hauptsatz, Thermochemie, Gleichgewichte, Mischphasen/reale Materie, Kolligative Eigenschaften) - Grundlagen der chemischen Kinetik (Formalkinetik, Komplexe Reaktionen, Stoßtheorie/Eyring Theorie) II. Vorlesung Physikalische Chemie II mit Übungen - Einführung in die Quantenmechanik und ihre Anwendung zur Beschreibung der chemischen Bindung - grundlegende spektroskopische Verfahren (Lambert-Beersches Gesetz/ Übergangswahrscheinlichkeiten/ Intensitäten, IR Spektroskopie, UV-VIS Spektroskopie, NMR Spektroskopie) - Grundlagen der Elektro- und Oberflächenchemie III. Grundpraktikum Physikalische Chemie - Grundlagen der Thermodynamik/Thermochemie - Gleichgewichte, Reale Materie, Kolligative Eigenschaften - Chemische Kinetik - grundlegende spektroskopische Verfahren

9 Seite 9 Formale Voraussetzungen (vgl. FSPO) PC1 + bestandene Klausur (Ch und WCh) Inhaltliche Voraussetzungen (PC1, aber auch PC2) Basiswissen in Chemie, Physik, Mathematik, Thermodynamik, Reaktionskinetik, Quantenmechanik, Spektroskopie Lerninhalte und Lernziele Physikalisch-chemisches Experimentieren Auseinandersetzung mit einer relativ eng umrissenen Aufgabe Teamarbeit Vorbereiten, Messen, Analysieren Schriftlicher Versuchsbericht mit graphischen Darstellungen Fehlerrechnung Diskussion mündlich und schriftlich 9

10 Seite 10 Praktikumsräume und Literaturauswahl O 26 / Institut für Elektrochemie / Uni West (V7, V26, V28) Uni West , , Assistentenraum: O 26 / 206 Praktikumsbibliothek Empfohlene Bücher Wedler/Freund: Lehrbuch der Physikalischen Chemie Atkins: Physikalische Chemie Roland Reich: Thermodynamik, Wiley-VCh Garland, Nibler, Shoemaker: Experiments in Physical Chemistry auch Wilson, Sime, Salzberg, Daniels, Försterling/Kuhn, etc.

11 Seite 11 Termine und Anmeldung Die Einführungsveranstaltung zum Grundpraktikum Physikalische Chemie im WS 2016/2017 findet für alle Teilnehmer (Bachelor, Lehramt, Wahlpflicht) am Montag, , um 8:15 Uhr im Hörsaal H13 statt. Im Rahmen dieser Pflichtveranstaltung werden der Ablauf des Praktikums besprochen sowie die durchzuführenden Versuche und Vortragsthemen ausgegeben. Die ersten Praktikumsversuche werden bereits in der ersten Woche der Vorlesungszeit durchgeführt. Das Seminar zum Praktikum findet immer montags statt, erstmals Montag, , 10:15 Uhr im Hörsaal H13. Eine online-registrierung bis Anfang Oktober ist verpflichtend: Bachelor-Studierende: 2er-Team Höheres Lehramt: 3er-Team oder zunächst als Einzelperson Alles weitere wird bei der Einführungsveranstaltung festgelegt.

12 Seite 12 Viel Freude und Erfolg mit der Physikalischen Chemie!!