Angewandte Chemie. Prof. Dr. Olaf Deutschmann, Prof. Dr. Michael Meier.

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1 Angewandte Chemie Vorlesung (2SWS) und Übung (1SWS) im SS 2011 in Bachelorstudiengängen Chemie Prof. Dr., Prof. Dr. Michael Meier (ITCP) KIT University of the State of Baden-Wuerttemberg and National Research Center of the Helmholtz Association

2 Modul 7 Angewandte Chemie im Bachelorstudiengang Chemie (4 ECTS-Punkte) Empfohlen für das 4. Semester Dozenten: O. Deutschmann, M. Meier, (J.-D. Grunwaldt, M. Wilhelm, C. Barner-Kowollik) Vorlesung: 2 SWS (12 Veranstaltungen, beginnend ab ) 2011) Ort: HS II (R005) Zeit: Dienstags, 8:00-9:30 Uhr, nur im Sommersemester Übung: Prüfung: Die Übung findet in Form einer halbtägiger Exkursion (ausgewählt aus zwei Angeboten (z.b. MIRO, Bioliq) in der Semesterpause und die Klausur vorbereitenden Tutorien (am 7.6. und in der vorletzten Semesterwoche) statt. Details werden noch bekannt gegeben , 8:00-9:30, schriftlich Der Schein wird nach bestandener Prüfung und Teilnahme an mindestens einer Exkursion erteilt. 2

3 Studienablauf Bachelorstudiengang Chemie (180 ECTS): Module 3

4 Bachelorstudiengang Chemie: Studienvariante C, AC-F (analog C, OC-F bzw. PC-F) 4

5 Vorstellung der Studienvariante C Angewandte Chemie im Bachelorstudiengang Chemie Modul 9C Chemische Reaktionstechnik Vorlesung (2 SWS) 3 CP WS Katalyse Vorlesung (2 SWS) 3 CP WS Übungen zur Reaktionstechnik und Katalyse (2 SWS) 3 CP WS Einführung in die Polymerchemie I Vorlesung (2 SWS) 3 CP WS Einführung in die Polymerchemie II Vorlesung (2 SWS) 3 CP SS Spezialvorlesung Polymer, wählbar (2 SWS) 3 CP WS/SS Praktikum Angewandte Chemie (12 SWS) 12 CP SS 5

6 Studienablauf Masterstudiengang Chemie (120 ECTS): Module 6

7 AG Meier: Inspired by nature Polymere Eigenschaften Monomere m = 1, 2, 3, 4 Nachwachsende Rohstoffe 7

8 MasterCurve PS_4star melt 180 C Freq [Hz] Arbeitskreis Manfred Wilhelm Polymere Rheologie, mechanische Eigenschaften G' ( ) G'' ( ) [Pa] [Pa] tan ( ) Eta* ( ) [Pa-s] Strain Torque BNC (out) Normal force kombinierte Methoden: Rheo-SAXS Rheo-NMR Rheo-Dielektric 8 Synthese GPC-NMR GPC-IR

9 Barner Kowollik Group Complex Polymer Design Hybrid Materials New Polymerization Methods The group consists of Research Manager, Post doctoral Fellows, PhD Students, Diploma and Master Students, Laboratory Technicians, Administrative Staff, Undergraduate Researcher, External Members Total of 30+ co workers Institute for Chemical Technology and Polymer Chemistry Karlsruhe Institute of Technology (KIT) +49 (0)721 / christopher.barner kowollik@kit.edu 9

10 AK Grunwaldt: Vom Nanomaterial zum Katalysator Energie: Biomasseumwandlung Synthesegas SOFC Alkoholsynthese Feinchemie: Selektive Oxidation Innovative Lösungsmittel Und Katalyse an ANKA: Umweltchemie und Abgaskatalyse Entfernung von NO x, CO, C x H y, Ruß, etc 10

11 Deutschmann groups: Heterogeneous reactions - tools for chemicals and materials synthesis, emission control, and energy conversion High-temperature catalysis catalysis Emission control 75 Combustion Y, mm Courtesy of J. Eberspächer GmbH& Co X, mm Fuel cells (SOFC) Carbon composite materials Multi-phase flow Courtesy of J.J. Schneider Research methods: experiment, analytics and diagnostics, model development, numerical simulation, reactor and process design, optimization 11

12 Literatur M. Baerns, A.Behr, A. Brehm, J. Gmehling, H. Hofmann, U. Onken, A. Renken. Technische Chemie. Wiley-VCH, 2006 (1 Band), ISBN A. Behr, D.W. Agar, J. Jörissen, Einführung in die Technische Chemie,, Spektrum-Verlag, 2008 Dittmeyer, R. / Keim, W. / Kreysa, G. / Oberholz, A. (Hrsg.) Winnacker Küchler: Chemische Technik Prozesse und Produkte, 5., erweiterte und aktualisierte Auflage, Seiten, 4661 Abbildungen. Gebunden. ISBN: Ullmann s Encyclopedia of Industrial Chemistry. 36 Volumes. 12

13 Inhalt der Vorlesung Angewandte Chemie I 1. Chemische Prozesse und chemische Industrie 1.1. Chemiewirtschaft 1.2. Laborverfahren und technische Verfahren (2, O.D., 19.4.) Gliederung chemischer h Produktionsverfahren ki 1.4. Chemie und Umwelt 2. Gesichtspunkte der Verfahrensauswahl (3, O.D., 26.4.) Stofflich 2.2. Energetisch 2.3. Sicherheit 2.4. Umwelt 2.5. Diskontinuierlich/Kontinuierliches i i h Verfahren 3. Rohstoffe und Bereitstellung von chemischen Grundstoffen (4, O.D., 3.5.) 3.1. Übersicht 3.2. Rohstoff Erdöl 3.3. Rohstoff Erdgas 3.4. Rohstoff Kohle 3.5. Nachwachsende Rohstoffe (5, M.M., 10.5) Anorganische Rohstoffe (6, OD O.D., 17.5.) 175) 13

14 Inhalt der Vorlesung Angewandte Chemie II 4. Anorganische Zwischen- und Massenprodukte 4.1. Schwefelverbindungen 4.2. Stickstoffverbindungen (7, O.D., 24.5.) Baustoffe 4.4. Metalle 4.5. Keramische Werkstoffe 4.6. Anorganische Fasern 5. Organische Zwischen- und Massenprodukte (ohne Polymere) (8, O.D., 31.5.) 5.1. Zwischenprodukte 5.2. Endprodukte 6. Polymerchemie 6.1 Einführung (9, M.M., 14.6.) 6.2 Polymersynthese & Charakterisierung (10, M.M., 21.6.) Moderne Aspekte der Polymerchemie (11, MM M.M., 286)( )(12, MM M.M., 57) 5.7.) 14

15 Produktvielfalt der Chemiewirtschaft 15

16 Produktionsverfahren durch Produkt bestimmt: Industrielle HNO 3 -Herstellung (Ostwald-Verfahren) Onken, Behr, Chemische Prozeßkunde, Wiley,

17 Chemiewirtschaft: Internationaler Vergleich (2007) ohne Pharma 17

18 Chemiewirtschaft: Nationaler Vergleich (2007) 18

19 Chemiewirtschaft: Nationaler Vergleich (2009) Quelle: Statistisches Bundesamt, VCI; Chemiewirtschaft in Zahlen 19

20 Deutsche Chemiewirtschaft: Entwicklungstendenzen Quelle: Statistisches Bundesamt, VCI; Chemiewirtschaft in Zahlen 20

21 Deutsche Chemiewirtschaft: Spartenanteil Quelle: Statistisches Bundesamt, VCI; Chemiewirtschaft in Zahlen 21

22 Deutsche Chemiewirtschaft: Produktionszahlen Quelle: Statistisches Bundesamt, VCI; Chemiewirtschaft in Zahlen 22

23 Deutsche Chemiewirtschaft: Produktionszahlen Quelle: Statistisches Bundesamt, VCI; Chemiewirtschaft in Zahlen 23

24 Deutsche Chemiewirtschaft: Produktionszahlen Quelle: Statistisches Bundesamt, VCI; Chemiewirtschaft in Zahlen 24