Bachelor-Studiengang Chemie der RWTH Aachen. Modulhandbuch

Transkript

1 Bachelor- Chemie der RWTH Aachen Modulhandbuch Änderung des Modulhandbuchs vom Das Modulhandbuch des Bachelor-s Chemie der RWTH Aachen in der Fassung vom wird wie folgt geändert: 1. Modul Allgemeine Chemie 1 Modulbezeichnung Allgemeine Chemie 1 Kürzel Lehrveranstaltungen Semester 1 Dozenten ALG1 a) Vorlesung u. Übung: Allgemeine Chemie: Anorganische Chemie b) Vorlesung u. Übung: Allgemeine Chemie: Physikalische Chemie a c) Praktikum Allgemeine und Analytische Chemie I Prof. Dr. U. Simon Simon, Dronskowski, Okuda, Stahl, Lüchow, Martin, Richtering Lehrform / SWS a) Vorlesung Anorganische Chemie / 4; Übung / 2 b) Vorlesung Physikalische Chemie a / 2; Übung / 1 c) Praktikum Allgemeine und Analytische Chemie I / 12 Kreditpunkte a) 8, b) 4, c) 8, Gesamt 20 a) Vorlesung: 60 h, Übung: 30 h, Selbststudium: 150 h b) Vorlesung: 30 h, Übung: 15 h, Selbststudium: 75 h c) Praktikum: 180 h, Selbststudium: 60 h Teilnahme an Klausur: Teilnahme an der Probeklausur und Abschluss der experimentellen Arbeiten von Veranstaltung c) Die Studenten sollen Grundkenntnisse zu chemischem Verhalten und chemischen Reaktionen sowie zur Analytik von Feststoffen und Lösungen erhalten. Ebenso sollen sie Kenntnisse in Kinetik, kinetischer Gastheorie und Aufbau der Materie erwerben und den Umgang mit physikalisch-chemischen Gesetzen sowie Messverfahren üben. Sie erwerben Kenntnisse zur Evaluation von Messdaten. Im Praktikum lernen sie den Umgang mit den üblichen Laborgeräten und Chemikalien. Sie erwerben Kenntnisse über den Gefahr und Umweltschutz sowie das exakte analytische Arbeiten. Es wird dabei die Genauigkeit der Versuche (Signifikanz und Fehlerrechnung) vermittelt. Die Studierenden sollen die wichtigsten Phänomene und den Verlauf einfacher Experimente beschreiben können. 1

2 Inhalt Export Studien-/Prüfungsleistungen a) Elemente, Periodensystem, Valenz, kovalente Bindung, Molekülbau, kovalente Festkörper, Kristallbau, Metalle, Salze, chemische Reaktionen, Säure-Base-Reaktionen, Lewis- Broensted-Säuren/ Basen, ph-wert, Komplexe. b) Kinetische Gastheorie: Mittlere freie Weglänge, Stosszahlen; Formalkinetik: Reaktionsgeschwindigkeit; Reaktionen 1. und 2. Ordnung, Rück-, Folge, Parallelreaktionen, Enzymkinetik; Arrheniusgleichung, Experimentelle Methoden; Transportprozesse: Diffusion, Viskosität, Wärmeleitfähigkeit c) Gravimetrie, Elektrogravimetrie, Neutralisationstitration, Potentiometrie, Fällungstitration, Komplextitration. Rücktitration, Redoxtitration, Löslichkeitsprodukt, Ionenaustauscher zur Trennung, Röntgenfluoreszenzspektroskopie, Abwasseraufbereitung, Atomabsorptionsspektroskopie, Bleiakkumulator; Ideale Gase: Bestimmung der molaren Masse nach Dumas, Formalkinetik: Bestimmung von partiellen Reaktionsordnungen, Reaktionen 1. und 2. Ordnung: Landoltreaktion, Esterverseifung, Mangantrioxalatzerfall, Massenwirkungsgesetz: Bestimmung von Gleichgewichtskonstanten, Temperaturabhängigkeit von Geschwindigkeitskonstanten, Messmethoden Die Vorlesung Anorganische Chemie 1 wird auch für den Lehramt Chemie angeboten. Tafel, Folie, Computerpräsentation, Internet (a) C. E. Mortimer, U. Müller: Chemie; E. Riedel: Anorganische Chemie; Jander, Jahr: Maßanalyse; Lux, Fichtner: Quantitative Analyse; E. Gerdes, Qualitative Analyse (b) P. W. Atkins, Physikalische Chemie; G. Wedler, Physikalische Chemie; R.J. Silbey, R.A. Alberty: Physical Chemistry 2. Modul Allgemeine Chemie 2 Modulbezeichnung Allgemeine Chemie 2 Kürzel ALG 2 Lehrveranstaltungen Semester 2 Dozenten a) Vorlesung: Allgemeine Chemie: Organische Chemie b) Vorlesung u. Übung: Allgemeine Chemie: Physikalische Chemie b c) Praktikum Allgemeine und Analytische Chemie II Prof. Dr. M. Albrecht Enders, Gais, Bolm, Albrecht, Weinhold, Martin, Richtering, Lüchow, Stahl, Simon, Okuda, Dronskowski Lehrform / SWS a) Vorlesung Organische Chemie / 4 b) Vorlesung Physikalische Chemie b / 2; Übung / 1 c) Praktikum Allgemeine und Analytische Chemie II / 12 a) Vorlesung: 60 h, Selbststudium: 120 h b) Vorlesung: 30 h, Übung: 15 h, Selbststudium: 75 h c) Praktikum: 180 h, Selbststudium: 60 h 2

3 Kreditpunkte a) 6, b) 4, c) 8, Gesamt 18 Inhalt Export Studien-/Prüfungsleistungen Teilnahme an c): Abschluss der experimentellen Arbeiten von Veranstaltung Praktikum Allgemeine und Analytische Chemie I (Modul ALG1); Teilnahme an Klausur: Modul Allgemeine Chemie 1 (ALG1) sowie Teilnahme an den Übungsanalysen in Veranstaltung c), erfolgreiche Teilnahme* an den Übungen zur Veranstaltung b) und Abschluss der experimentellen Arbeiten* von Veranstaltung c) Die Studierenden sollen die Chemie des Kohlenstoffs und seiner Derivate kennen lernen, wobei ein großer Wert auf die Vermittlung des Stoffs strukturiert nach funktionellen Gruppen gelegt wird. Dies führt zu grundlegenden Stoff- und Reaktivitätskenntnissen in der Organischen Chemie und legt das Fundament für ein mechanistisches Verständnis. Die zur Umsetzung des theoretischen Wissens benötigten grundlegenden Arbeitstechniken werden in dem praktischen Teil vermittelt. Im anorganischen Teil müssen sie sich mit den verschiedenen Substanzklassen der anorganischen Chemie auseinandersetzen und mehrere qualitative Analysen von Substanzgemischen durchführen. Die Studierenden sollten die wichtigsten Phänomene und den Verlauf einfacher Experimente schriftlich und mündlich beschreiben können. a) Bindung, Isomerie, Alkane, Cycloalkane, Alkene, Alkine, Aromatische Verbindungen, Stereoisomerie, Organische Halogenverbindungen (Substitution und Eliminierung), Alkohole, Phenole, Thiole, Ether, Epoxide, Aldehyde, Ketone, Carbonsäuren und Derivate, Amine, Heterocyclische Verbindungen, Lipide, Kohlenhydrate, Aminosäuren, Peptide, Proteine, Nucleotide, Nucleinsäuren b) Struktur der Materie: Grundlagen der Quantenmechanik, Einfache Modelle: Teilchen im Kasten, Harmonischer und anharmonischer Oszillator, Planarer Rotator, Freier Rotator; Grundlagen der Spektroskopie: Auswahlregeln, Rotationsspektren linearer Moleküle, Schwingungsspektren zweiatomiger Moleküle, Normalschwingungen von Wasser und CO 2, Elektronische Spektren konjugierter π-systeme c) Qualitative anorganische Analyse an Reinsubstanzen und an Substanzgemischen, Trennung von Gemischen (Fällungsreaktionen, Komplexierungen, Redoxchemie), Aufschlußreaktionen für die Chemie in wässriger Lösung und in der Schmelze, Spektroskopie, chromatographische Trennung von Metallkomplexen und quantitative Analyse von Konstituenten, Ionenchromatographie, Trinkwasseranalytik; Trennmethoden der Organischen Chemie (Destillation, Extraktion, Kristallisation, Sublimation), Derivatisierungen, einfache Grundreaktionen der Organischen Chemie (Veresterung, Grignard Reaktion, Diels Alder Reaktion, Photochemie, Elektrochemische Reaktionen), Isolierung einfacher Naturstoffe Vorlesung Organische Chemie wird auch für die Studiengänge Biologie, Biotechnologie, Materialwissenschaften, Verfahrenstechnik, Bauingenieurwesen und Entsorgungsingenieurwesen angeboten. Tafel, Folie, Computerpräsentation, Internet (a) Jander, Jahr: Maßanalyse; Lux, Fichtner: Quantitative Analyse; E. Gerdes, Qualitative Analyse; Jander, Blasius: Lehrbuch der 3

4 analytischen und präparativen anorganischen Chemie (b) K. P. C. Vollhardt, N. E. Schore, Organische Chemie, H. Hart, L. E. Craine, D. J. Hart, Organische Chemie, H. Beyer, W. Walter, Lehrbuch der Organischen Chemie; Organikum (c) P. W. Atkins, Physikalische Chemie * werden zu Beginn der Veranstaltung und im CAMPUS bekanntgegeben. 3. Modul Physikalische Chemie A Modulbezeichnung Kürzel Lehrveranstaltung Physikalische Chemie A PCA Semester a) 3, b) 4, c) 4 Dozenten a) Vorlesung und Übung Physikalische Chemie I b) Vorlesung und Übung Physikalische Chemie II c) Praktikum Physikalische Chemie I und Seminar Prof. Dr. M. Martin Lüchow, Martin, Richtering, Stahl Lehrform / SWS a) Vorlesung Physikalische Chemie I / 2; Übung / 1 b) Vorlesung Physikalische Chemie II / 1; Übung / 1 c) Praktikum / 4; Seminar / 1 Kreditpunkte a) 4, b) 3, c) 4, Gesamt 11 Inhalt a) Vorlesung: 30 h, Übung: 15 h, Eigenstudium: 75 h b) Vorlesung: 15 h, Übung: 15 h, Eigenstudium: 60 h c) Praktikum: 60 h, Seminar: 15 h, Eigenstudium: 45 h Teilnahme an c): Modul ALG2; Teilnahme an Modulklausur: Erfolgreiche Teilnahme* an den Übungen der Veranstaltungen a) und b) und Abschluss der experimentellen Arbeiten von Veranstaltung c) Die Studierenden sollten die klassische und statistische Thermodynamik und die Elektrochemie kennen und anwenden lernen. Die Gruppenarbeit im Praktikum vertieft die Förderung der Teamfähigkeit durch gemeinsames bzw. individuelles Erarbeiten wissenschaftlicher Inhalte sowie deren schriftliche Dokumentation. Im Seminar erlernen die Studierenden Techniken zur wissenschaftlichen Präsentationen sowie zur konstruktiven Diskussion und zur Diskussionsleitung. a) Thermodynamische Systeme, thermodynamische Hauptsätze, Thermochemie, Ein- und Mehrkomponentensysteme; Elektrochemische Grundlagen, Elektrodenpotentiale, Debye- Hückeltheorie, elektrochemisches Potential b) Statistische Thermodynamik: Verteilungsfunktionen, Boltzmannstatistik, Zustandssumme, Gittermodell für Lösungen,erste Grundlagen der Thermodynamik irreversibler Prozesse, Oberflächeneffekte, Oberflächendefekte, Adsorptionsisothermen, Kapillarkondensation c) Kalorimetrie, Siede- Dampfdruckdiagramme, Mischphasenthermodynamik, thermodynamische Aktivitätskoeffizienten; 4

5 Studien-/Prüfungsleistungen Elektrochemische Potentiale, Aktivitätskoeffizienten, Überspannung, Brennstoffzelle Tafel, Overhead-Folien, Computerpräsentationen P. W. Atkins, Physikalische Chemie; G. Wedler, Physikalische Chemie; R.J. Silbey, R.A. Alberty: Physical Chemistry; J. Reinhold, Quantentheorie der Moleküle * werden zu Beginn der Veranstaltung und im CAMPUS bekanntgegeben. 4. Modul Physikalische Chemie F Modulbezeichnung Kürzel Lehrveranstaltungen Physikalische Chemie F PCF Semester a) 5, b) 5 Dozentin a) Vorlesung Theorie der Chemischen Bindung (ThCB) und Übung b) Praktikum Physikalische Chemie II Prof. Dr. W. Richtering Lüchow, Martin, Richtering, Stahl Lehrform / SWS a) Vorlesung Theorie der Chemischen Bindung / 2, Übung / 1 b) Praktikum / 4 Kreditpunkte a) 4, b) 3, Gesamt 7 Inhalt a) Vorlesung: 30 h, Übung: 15 h, Selbststudium: 75 h b) Praktikum: 60 h, Selbststudium: 30 h Teilnahme an c): Modul PCA; Teilnahme an Modulklausur: Erfolgreiche Teilnahme* an den Übungen der Veranstaltungen a) und Abschluss der experimentellen Arbeiten von Veranstaltung b) Die Studierenden lernen die Grundlagen der Quantenchemie kennen. Dazu gehören die Aufstellung der Schrödingergleichung für einfache Quantensysteme und die näherungsweise Behandlung der kovalenten chemischen Bindung. Mit der qualitativen MO-Theorie werden die Studierenden in die Lage versetzt, Bindungsverhältnisse in Molekülen und Komplexen abzuschätzen. Die Gruppenarbeit im Praktikum vertieft die Förderung der Teamfähigkeit durch gemeinsames bzw. individuelles Erarbeiten wissenschaftlicher Inhalte sowie deren schriftliche Dokumentation. a) Schrödingergleichung, Separationsansatz, Variationsmethode, kovalente; Bindung, qualitative MO-Theorie, Hückeltheorie, Spin, Mehrelektronenwellenfunktionen, Vergleich VB und MO-Theorie b) Rotations- und Schwingungsspektroskopie, Fluoreszenzspektroskopie; Physikalische Festkörperchemie: Impedanzspektroskopie, Komplexe Flüssigkeiten: Rheologie; Kinetik schneller Reaktionen: Relaxationskinetik 5

6 Studien-/Prüfungsleistungen Tafel, Overhead-Folien, Computerpräsentationen P. W. Atkins, Physikalische Chemie; R.J. Silbey, R.A. Alberty: Physical Chemistry; Rubinstein, Colby: Polymer Physics; G. Wedler, Physikalische Chemie * werden zu Beginn der Veranstaltung und im CAMPUS bekanntgegeben. Inkrafttreten und Veröffentlichung Dieses Modulhandbuch tritt am Tage nach der Veröffentlichung auf den Seiten der Fachgruppe Chemie in Kraft. Dieses Modulhandbuch gilt für alle Studierenden, die ab dem Wintersemester 2006/2007 im Bachelor- Chemie erstmalig eingeschrieben worden sind und die an den Veranstaltungen der geänderten Module noch nicht teilgenommen haben. Ausgefertigt aufgrund der Beschlüsse des Prüfungsausschusses Chemie der Fakultät für Mathematik, Informatik und Naturwissenschaften vom Aachen, gez. R. Dronskowski Univ.-Prof. Dr. R. Dronskowski Vorsitzender des Prüfungsausschusses Chemie 6