MC-BA 1

Lernziele/Kompetenzen:

• Ziel dieses Moduls ist die Vermittlung der grundlegenden Kenntnisse und der wichtigsten Konzepte der Chemie, damit die anderen chemischen Fächer darauf aufbauen können. Außerdem erfolgt die Befähigung zum ergebnisorientierten, selbstständigen Arbeiten im Labor.
• Ausgehend von den kleinsten Bausteinen der Chemie, den Atomen, werden auf der Grundlage der Stoffeigenschaften der Elemente das PSE erläutert und die wichtigsten Grenzvorstellungen der Bindungsformen erklärt. Darauf aufbauend wird den Studierenden die Ableitung von Stoffeigenschaften und Struktur-Eigenschaftsbeziehungen erläutert.
• Durch die Vermittlung der Grundkenntnisse in Thermodynamik und Kinetik werden die Studenten befähigt, wichtige chemische Gleichgewichtsreaktionen zu verstehen und deren gezielte Beeinflussung abzuleiten und im qualitativen Praktikum anzuwenden.
• Die Grundlagen der chemischen Stöchiometrie - einschließlich der stöchiometrischen Grundgesetze werden intensiv vermittelt und gefestigt. Dadurch sind diese auch auf komplexe stöchiometrische Zusammenhänge anwendbar.
• Die Trennung von Stoffen und deren eindeutige Nachweise werden im Rahmen eines begleitenden qualitativ analytischen Praktikums angewendet. Dabei können die Studenten die Kenntnisse aus Kinetik sowie Thermodynamik und den Stoffeigenschaften intensiv anwenden und festigen.

Inhalt:

Vorlesung:

• Atombau und chemische Bindung
• Aufbau der Elektronenhülle und das PSE
• Strukturmerkmale und Eigenschaften von Flüssigkeiten und Festkörpern
• Allgemeine Grundlagen zum Wesen chemischer Reaktionen (thermodynamisch und kinetisch)
• Chemisches Gleichgewicht anhand von Gasphasen-, Fällungs-, Komplexbildungs-, Säure-Base- und Redoxreaktionen sowie Adsorptions-, Extraktions- und Ionenaustauschprozessen
• Stöchiometrie und deren Anwendung auf chemische Prozesse (Teil 1)

Übung:

• Seminar zur Diskussion der Vorlesungsinhalte zum Atombau, der Bindungstypen, der Struktur-Eigenschafts-Beziehungen sowie der chemischen Gleichgewichte.

• Vertiefte Übung zum stöchiometrischen Rechnen.

• Besprechung der Grundlagen zum Trennungsgang, damit dieser verstanden wird und bewusst angewendet kann.

Praktikum:

• Durchführung einfacher chemischer Experimente zum Kennenlernen stofflicher Eigenschaften auf der Grundlage der Stellung der Elemente im Periodensystem und zur Anwendung des theoretisch erworbenen Wissens zu den Struktur-Eigenschafts-Beziehungen.
• Grundlagen der qualitativen Halbmikroanalyse und der Glasbearbeitung.
• Die Praktikumsinhalte sind prüfungsrelevant.

Pflichtexkursion:

• Anschauliche Erläuterungen zu dem dargebotenen Stoff in „Allgemeiner und Analytischer Chemie“ sowie der „Anorganischen Chemie“ anhand von chemischen Verbindungen (Mineralien) und der Besichtigung von Stätten historischer Persönlichkeiten der Chemie.

MC-BA 2

Lernziele/Kompetenzen:

• Ziel der Lehrveranstaltungen dieses Moduls ist es, die erworbenen Kenntnisse aus den chemischen Grundlagen des Moduls MC-BA1 intensiv auf die Aspekte der quantitativen chemischen Analyse (Gravimetrie und Volumetrie) anzuwenden. Im Besonderen erlangen die Studenten Fähigkeiten und Fertigkeiten die Gleichgewichte von Säure-Base-, Fällungs-, Komplex und Redoxreaktionen und die dabei vermittelten vertieften theoretischen Betrachtungen gezielt und bewusst auf die quantitative Bestimmung anzuwenden. Dabei erfolgt die Befähigung zu selbstständigen Planung und Durchführung von quantitativen Analysen.
• Die stöchiometrischen Rechnungen werden so dargeboten, dass die Studenten den Reaktionsverlauf von Gleichgewichtsreaktionen anhand von Tabellenwerten vorausberechnen können. Der Bezug zu technisch relevanten Gleichgewichtreaktionen und der Katalyse wird dabei hergestellt.
• Dieser Modul befähigt die Studierenden im Zusammenhang mit den Modul MC-BA1 die Grundlagen der Chemie zu verstehen und gezielt anzuwenden.

Inhalt:

Vorlesung:

• Theoretische und praktische Anwendung der chemischen Grundlagen insbesondere der chemischen Gleichgewichte auf die quantitative Analyse.
• Grundlagen der Gravimetrie und der Volumetrie (z.B. Fällprozesse, Keimbildung und ‑wachstum, adsorptionsvorgänge, Berechnung von Titrationskurven, Indikatorauswahl),
• Bewertung von quantitativen Analyseergebnissen – Fehlerbetrachtung,
  
• Stöchiometrie und deren Anwendung auf chemische Prozesse (Teil 2),
  
• Spezielle Gleichgewichtsreaktionen und deren Anwendung in Labor und Technik sowie Einführung in den Korrosionsschutz und die Katalyse.

Übung:

• Seminar zur Diskussion der Vorlesungsinhalte und zur Vorbereitung auf das Praktikum,
• Anwendung der stöchiometrischen Kenntnisse auf Gleichgewichtsreaktionen mit der Maßgabe diese gezielt im Labor und in der Praxis beeinflussen zu können.
• Auswertung der laborpraktischen Versuche.

Praktikum:

• Planung und Durchführung quantitativer anorganischer Analysen und
• Auswertung und Bewertung quantitativer Analysenergebnisse.
• Die Praktikumsinhalte sind prüfungsrelevant.

Literatur:

Mortimer/Müller: Chemie - Basiswissen;

Jander/Blasius: Lehrbuch der analytischen und präparativen anorganischen Chemie

Binnewies/Jäckel/Willner: Allgemeine und Anorganische Chemie, m. CD-ROM

Lehrwerk Chemie: Lehrbuch 1, 2 und 5; Arbeitsbuch 0 und 1/2

Jander/Jahr: Maßanalyse Quantitative analytische Chemie