Beispiel für eine Modulbeschreibung · 2.5. Komplexometrie 2.5.1. Lewis-Säuren und Basen, Grundlagen der Komplexchemie (Stärken von Lewis-Säuren und –Basen, HSAB-Konzept, Definition

Modulhandbuch

für den Bachelor-/Master-Studiengang

Lehramt Chemie

Zuletzt geändert durch Beschluss des FBR Chemie vom 10.01.2014

Modul 1: Allgemeine und anorganische Chemie 1 - Grundlagen

Kennnummer: work load Kreditpunkte Studiensemester Dauer

360 h 12 CP 1. Semester 1 Semester

1. Lehrveranstaltungen Kontaktzeit Selbststudium Kreditpunkte

a) Vorlesung: Allgemeine und Experimentalchemie inkl. 4SWS15 = 60 120 h 9 CP

Übung: Allgemeine und Experimentalchemie 2SWS15 = 30 60 h

b) Praktikum: Allgemeine Chemie 3SWS15 = 45 45 h 3 CP

2. Lehrformen

Vorlesung und Übungen, Fragestunden, interaktive Lehrformen, Praktikum

3. Gruppengröße

variabel

4. Qualifikationsziele/Kompetenzen

Die Studierenden 1. besitzen ein grundlegendes Verständnis über den Aufbau und das Verhalten von Stoffen und ihre Bedeutung für Mensch

und Umwelt 2. besitzen ein grundlegendes Verständnis über den Umgang mit Chemikalien 3. können einfache chemische Versuche durchführen

5. Inhalte

Grundlegende Modelle und Konzepte; Atombau; chemische Reaktion; chemisches Gleichgewicht

Energiehaushalt; Trends im PSE; Struktur-Eigenschafts-Beziehungen

Stoffgruppen aus dem Bereich der Anorganischen Chemie

Einfache chemische Versuche aus dem Bereich Allgemeine und Anorganische Chemie

6. Verwendbarkeit des Moduls

Bachelor of Education: alle Lehrämter

7. Teilnahmevoraussetzungen

Für das Praktikum: Nach der Gefahrstoffverordnung ist Voraussetzung zur Teilnahme am Praktikum die nachgewiesene Teilnahme an einer Sicherheitsunterweisung, die nicht länger als ein Jahr zurückliegt. Solche Sicherheitsunterweisungen werden vom Fachbereich Chemie in regelmäßigen Abständen angeboten; Ort und Zeit werden rechtzeitig durch Aushang und im Internet bekanntgegeben. Zusätzlich zu dieser Allgemeinen Sicherheitsunterweisung findet zu Praktikumsbeginn und als Bestandteil des Praktikums eine auf die Besonderheiten des Praktikums zugeschnittene spezielle Sicherheitsunterweisung statt. Ohne nachgewiesene Teilnahme an dieser speziellen Sicherheitsunterweisung darf mit den praktischen Arbeiten nicht begonnen werden.

8. Prüfung

Klausur (Dauer 60-180 Minuten), benotete Protokolle (Praktikum)

9. Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten

a) bestandene Klausur, b) arithmetisches Mittel der Protokollnoten mindestens 4,0 Die Modulnote ergibt sich aus dem Verhältnis Leistungspunkte der beiden Teilleistungen a) und b).

10. Stellenwert der Note in der Endnote

100 %-Wichtung

11. Häufigkeit des Angebots

einmal im Jahr, Wintersemester

12. Modulbeauftragter und hauptamtlich Lehrende

Prof. H.-J. Krüger, PhD; Dr. H. Kelm, Dr. Y. Sun

13. Sonstige Informationen

Praktikumsskript (Versuchsanleitungen, Beschreibung nasschemischer Analysenverfahren), Internetseite zur Lehrveranstaltung (enthält vorlesungsbegleitendes Folienmaterial in elektronischer Form zum Herunterladen für die Studierenden, Lehrbuchempfehlungen), Fachberatung durch Lehrpersonal (Sprechstunden)

Modul 2: Allgemeine und anorganische Chemie 2 – Umgang mit Stoffen




a) Vorlesung: Einführung in das Praktikum Anorganische Chemie

1SWS15 = 15

45 h 2 CP

b) Praktikum Anorganische Chemie

3SWS15 = 45

75 h 4 CP

2. Lehrformen

Vorlesung, Fragestunden, interaktive Lehrformen, Praktikum

3. Gruppengröße

variabel


Die Studierenden

kennen die wichtigsten Grundlagen der allgemeinen Chemie

kennen die wichtigsten chemischen Methoden zur quantitativen Bestimmung

kennen die dafür nötigen physikalischen Grundlagen

verfügen über grundlegende Kompetenzen in der selbstständigen Durchführung, Auswertung, Beurteilung und Nutzung anorganisch-chemischer Analysen

können selbständig einfache anorganische Präparate herstellen

Inhalte

Vorlesung:

1. Grundlagen chemischer Reaktionen

1.1. Chemische Zeichensprache (Anwendung auf molekulare Substanzen und Festkörper)

1.2. Stöchiometrisches Rechnen (Atom-/Molekülmasse, das Mol, Berechnung von Stoffmengen und chem. Reaktionen, allg. Gasgesetz, Gasreaktionen, Konzentration)

1.3. Die Thermodynamik chemischer Reaktionen (exotherme und endotherme Reaktionen, exergonische und endergonische Reaktionen)

1.4. Die Kinetik chemischer Reaktionen (Stoßmodell, Reaktionsgeschwindigkeit, Arrhenius-Gleichung, Aktivierungsenergie)

1.5 Das chemische Gleichgewicht (Massenwirkungsgesetz, Gleichgewichtskonstante K, Prinzip von LeChatelier; Katalyse)

2. Chemische Verfahren der quantitativen Analytik anorganischer Stoffe

2.1. Grundsätzliches (Urtiterproblem, Maßlösungen)

2.2. Neutralisationstitration

2.2.1. Grundlagen der Brønsted-Säure- / -Basechemie (korrespondierenden Säuren und Basen, Ampholyte, Stärke von Säuren und Basen, KS- und pKS-Wert, pH-Wert, starke und schwache Säuren und Basen, Puffer, Indikatoren)

2.2.2. Verfahren der Neutralisationstitration (Titrationskurven, Hägg-Diagramme, Titration sehr schwacher Säuren und Basen, Titration von Carbonat und Hydrogencarbonat, Neutralisationstitration von (Alkali)metallionen, Ionentauscher)

2.3. Redoxtitrationen

2.3.1. Grundlagen der Redoxchemie (Redoxreaktionen, Oxidationszahl, Komproportionierung/Synpropor tionierung, Aufstellen von Redoxgleichungen, Stärke von Oxidations-/Reduktionsmitteln, Elektro chemisches Potential/freie Energie, Standardpotentiale, elektrochemische Reihe, Batterien)

2.3.2. Verfahren der Redoxtitration (Redoxindikatoren, Manganometrie, Iodometrie, Chromatometrie, Cerimetrie, Ferrometrie, Bromatometrie)

2.4. Fällungstitrationen

2.4.1. Löslichkeit von Salz in Wasser (Löslichkeitsprodukt, Löslichkeit)

2.4.2. Argentometrie (Halogenidbestimmung nach Mohr und Fajans)

2.5. Komplexometrie

2.5.1. Lewis-Säuren und Basen, Grundlagen der Komplexchemie (Stärken von Lewis-Säuren und –Basen, HSAB-Konzept, Definition von Komplexen, Nomenklatur, Koordinationszahlen, Ligandeigenschaften, Komplexstabilität, Kristall-/Ligandenfeldtheorie, Ligandenfeldaufspaltung, spektrochemische Reihe, high-spin- und low-spin-Komplexe)

2.5.2. Komplexometrische Methodenchemie (Chelat-Komplexe, EDTA, Indikatoren)

2.6. Gravimetrie

2.6.1. Probleme und Lösungen (Wassergehalt in Niederschlägen, nicht stöchiometrische Verbindungen, zersetzliche Verbindungen, Mitfällen von Fremdionen, Verluste bei der Isolation, Filterpapiere, Fällungskinetik, Wägefehler)

2.6.2. Spezialfall: Elektrogravimetrie (Elektrodenmaterial, Elektrodenbehandlung, Erkennung des Endpunktes)

3. Physikalische Verfahren der quantitativen Analytik anorganischer Stoffe

3.1. Allgemeines (Intrinsische Vor- und Nachteile physikalischer Analyseverfahren, Kalibrierung)

3.2. Photometrie (Absorprionsspektren von Atomen und Molekülen, Linienbreite, Spektrometeraufbau, Monochromatoren, Lambert-Beer’sches-Gesetz)

3.2.1. Photometrische Titration

3.2.2. UV/Vis-Spektroskopie Praktikum

Grundlegende Labortechniken; Umgang mit Chemikalien; Anwendung der Gefahrstoffverordnung

Neutralisationstitration

Redoxtitration

Komplexometrie

Photometrie

Synthese einfacher anorganischer Verbindungen





7. Prüfung

Benotete Praktikumsleistung


a) bestandene Abschlussprüfung b) arithmetisches Mittel der Protokollnoten mindestens 4,0 Die Modulnote ergibt sich aus dem Verhältnis der Leistungspunkte der Teilleistungen a) und b).


100 %-Wichtung


einmal im Jahr, Sommersemester


Prof. Dr. W. R. Thiel, Dr. Harald Kelm, Dr. Yu Sun


Praktikumsskript (Versuchsanleitungen, Beschreibung nasschemischer Analysenverfahren), Internetseite zur Lehrveranstaltung (enthält vorlesungsbegleitendes Folienmaterial in elektronischer Form zum Herunterladen für die Studierenden, Musterlösung für Übungen, Lehrbuchempfehlungen), regelmäßige Fachberatung durch Lehrpersonal (Sprechstunden, Mentorengespräche)

Modul 3: Fachdidaktik 1 - Schülergerechtes Experimentieren Kennnummer: work load Kreditpunkte Studiensemester Dauer

240 h 8 CP 3.+ 4. Semester 2 Semester


a) Praktikum mit Seminar: Schülergerechtes Experimentieren 4SWSx15 = 60 60 h 4 CP

b) Praktikum mit Seminar: Schülergerechtes Experimentieren 4SWSx15 = 60 60 h 4 CP 2. Lehrformen

Seminar, Praktikum

3. Gruppengröße

variabel


Grundlegende fachdidaktische Überlegungen und Einbettung von Experimenten in den Unterricht

Die Studierenden

kennen relevante Medien und wenden sie beim Präsentieren an;

erstellen Experimentieranleitungen und vom Experiment her materialgebundene Arbeitsblätter;

sind fähig, Elementarisierungen des experimentellen Lerngegenstands vorzunehmen;

wählen für eine Unterrichtssituation geeignete Experimente aus;

beschreiben und erklären fachlich korrekt den Aufbau und die Funktion eines Versuchsaufbaus;

planen und führen Demonstrations- und Schülerversuche unter Beachtung sicherheits- und umweltrelevanter Aspekte durch,

üben sich im Erstellen von Unterrichtsentwürfen,

formulieren die mit einem Experiment verbundenen Lernziele. 5.

Inhalte

ausgewählte Inhalte aus den Modulen 1 und 2

Demonstrations- und Schülerversuche mit dem Schwerpunkt Anorganischer Chemie


Bachelor of Education: alle Lehrämter 7.

Teilnahmevoraussetzungen

Die erfolgreiche Teilnahme eines Praktikums aus den Modulen 1 oder 2 Empfehlung: Modul 2 Bildungswissenschaften Für das Praktikum: Nach der Gefahrstoffverordnung ist Voraussetzung zur Teilnahme am Praktikum die nachgewiesene Teilnahme an einer Sicherheitsunterweisung, die nicht länger als ein Jahr zurückliegt. Solche Sicherheitsunterweisungen werden vom Fachbereich Chemie in regelmäßigen Abständen angeboten; Ort und Zeit werden rechtzeitig durch Aushang und im Internet bekanntgegeben. Zusätzlich zu dieser Allgemeinen Sicherheitsunterweisung findet zu Praktikumsbeginn und als Bestandteil des Praktikums eine auf die Besonderheiten des Praktikums zugeschnittene spezielle Sicherheitsunterweisung statt. Ohne nachgewiesene Teilnahme an dieser speziellen Sicherheitsunterweisung darf mit den praktischen Arbeiten nicht begonnen werden.

8. Prüfung

a) Teilnahmenachweis ein Vortrag (Demonstrationsversuch, Dauer 10-45 Minuten) und eine Niederschrift (unbenotet)

b) Ein Vortrag (Demonstrationsversuch, Dauer 10-45 Minuten) und eine Niederschrift (benotet)

Eine der beiden Veranstaltungen ist benotet, welche der beiden wird zu Beginn der Lehrveranstaltung bekannt gegeben.


a)Teilnahmenachweis (unbenotet) b)Vortrag (Demonstrationsversuch) und Niederschrift mindestens 4,0 (jeweils benotet; Gewichtung wird mit Beginn der Lehrveranstaltung bekannt gegeben); regelmäßige, aktive Teilnahme am Seminar und Tutoring; Portfolio (unbenotet)


100 %-Wichtung 11.

Häufigkeit des Angebots

a) und b) einmal im Jahr

12. Modulbeauftragte und hauptamtlich Lehrende

apl.Prof. Dr. G. Hornung, StD’ H. Nickel, OSTR‘ A.B. Molitor-Schworm

13. Sonstige Informationen: Literatur wird gesondert bekannt gegeben.

regelmäßige Beratung durch Lehrpersonal (Sprechstunden, Tutorengespräche)

Anmerkung: Das Modul wird im Bachelorstudiengang für das Lehramt an Berufsbildenden Schulen mit insgesamt 7 Leistungspunkten bewertet.

Modul 4: Organische Chemie I - Grundlagen

Kennnummer: work load Kreditpunkte Studiensemester

(siehe Fußnote a) Dauer

(siehe Fußnote a)

150 h 5 CP 2. 1 Semester


Vorlesung: Aufbauprinzipien und Eigenschaften funktionalisierter Kohlenwasserstoffe Übung zur Vorlesung

3 SWS x15=45

1 SWS x15=15 90 h 5 CP

2. Lehrformen

Vorlesung: Vermittlung des Stoffes

Übung: Vertiefung des Stoffes anhand von Fallbeispielen, Tafelübung

3. Gruppengröße

Maximale Hörerzahl: Fassungsvermögen des Hörsaals


Die Studierenden

verstehen den Zusammenhang von chemischer Bindung und Strukturen organischer Moleküle im Rahmen der gelehrten Modelle,

sind in der Lage organische Moleküle mit Hilfe der IUPAC-Nomenklatur zu benennen,

beherrschen die Grundlagen der Stereochemie,

können stereostenographische Strukturformeln im Sinne von Polarität und Reaktivität organischer Moleküle interpretieren,

beherrschen die grundlegenden Konzepte der Kohlenwasserstoff-Chemie,

verstehen die Bedeutung funktioneller Gruppen für Gruppeneigenschaften organischer Substanzklassen,

kennen die wichtigsten Stoffklassen organischer Verbindungen und ihre Bedeutung in Natur und Technik.

5. Inhalte

Systematik der Organischen Chemie – Nomenklatur organischer Bindungen und funktioneller Gruppen

Alkane

Nukleophile, Elektrophile und Radikale

Grundlagen der Stereochemie

Alkene, Alkine, Diene und Polyene

Additionen an Kohlenstoff-Kohlenstoff-Mehrfachbindungen

Aromaten und Heteroaromaten

Funktionelle Gruppen: Alkohole, Ether, Organoschwefel-Verbindungen, Amine, die Carbonylgruppe – Aldehyde und Ketone, Kohlensäure-Derivate

Naturstoffe: Kohlenhydrate, Fettsäuren, Aminosäuren


Pflichtmodul im Bachelor-Studiengang für das Lehramt Chemie an Gymnasien, Realschulen Plus und Berufsbildenden Schulen


Keine

8. Prüfung

Klausur (Dauer 60-180 Minuten)

9. Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten

Bestehen der Abschlussklausur

10. Ermittlung der Modulnote

Die Modulnote ergibt sich aus der Note der Abschlussklausur.


Einmal jährlich, im Sommersemester

12. Modulbeauftragter

Prof. Dr. -Ing. Jens Hartung


Internetseite zur Lehrveranstaltung (enthält vorlesungsbegleitendes Folienmaterial in elektronischer Form zum Herunterladen für die Studierenden, Musterlösung für Übungen) Lehrbuchempfehlungen:

[1]: J. Buddrus, Grundlagen der organischen Chemie, 4. Auflage, Walter de Gruyter, Berlin, 2011 [2]: E. Breitmaier, G. Jung, Organische Chemie, 5. Auflage, Thieme Verlag, Stuttgart, 2005 [3]: H. Beyer, W. Walter, Lehrbuch der Organischen, Chemie, 24. Auflage, S. Hirzel Verlag, Stuttgart, 2004 P.Y. Bruice, Organische Chemie, Pearson Studium, München, 2007

[4]: H.G.O. Becker, W. Berger, G. Domschke, E. Fanhänel, J. Faust, M. Fischer, F. Gentz, K. Gewald, R. Gluch, R. Mayer, K. Müller, D. Pavel, H. Schmidt, K. Schollberg, K. Schwetlick, E. Seiler, G. Zeppenfeld, R. Beckert, W. D. Habicher, P. Metz, Organikum, 21. Auflage, Wiley-VCH, Weinheim, 2001

Modul 5: Organische Chemie II – Organisches Synthesepraktikum




Praktikum: Organische Chemie I Seminar zum Praktikum

5 SWS x15= 75 2 SWS x15 = 30

90 h 105 h

10 CP

2. Lehrformen

Praktikum

3. Gruppengröße

variabel


Die Studierenden

beherrschen grundlegende Methoden zur Synthese organischer Verbindungen

können organische Verbindungen aus Reaktionsgemischen isolieren und anhand von Standardmethoden reinigen

sind in der Lage Nachweisreaktionen und spektroskopische Messungen durchzuführen, um die dargestellten Zielverbindungen im Speziellen sowie organische Verbindungen im Allgemeinen zweifelsfrei zu charakterisieren

5. Inhalte

Grundlegende Arbeitstechniken Stofftrennung / Stoffreinigung

Aufbau von typischen Reaktionsapparaturen

Trennung eines Substanzgemisches durch Extraktion

Umkristallisation

Destillation unter Normaldruck und unter vermindertem Druck

Sublimation

Grundlagen der organischen Analytik

Derivatisierung, Schmelz- und Siedepunkt, Brechungsindex, Drehwerte

Grundlagen der Polarimetrie, UV/VIS- und IR-Spektroskopie

Grundlagen der NMR-Spektroskopie

Einfache Synthesen

Radikalreaktion, Knüpfen von Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen, Aufbau von Kohlenwasserstoffen, Nukleophile Substitution, Einführen funktioneller Gruppen in Kohlenwasserstoffe, Addition an C/C-Mehrfachbindungen, Umwandeln funktioneller Gruppen, Carbonylverbindungen


Pflichtmodul im Bachelor-Studiengang für das Lehramt Chemie an Gymnasien, Realschulen Plus und Berufsbildenden Schulen


1. Bestandenes Modul 4

2. Nach der Gefahrstoffverordnung ist Voraussetzung zur Teilnahme am Praktikum die nachgewiesene Teilnahme an einer Sicherheitsunterweisung, die nicht länger als ein Jahr zurückliegt. Solche Sicherheits- unterweisungen werden vom Fachbereich Chemie in regelmäßigen Abständen angeboten; Ort und Zeit werden rechtzeitig durch Aushang und im Internet bekanntgegeben. Zusätzlich zu dieser Allgemeinen Sicherheitsunterweisung findet zu Praktikumsbeginn und als Bestandteil des Praktikums eine auf die Besonderheiten des Praktikums zugeschnittene spezielle Sicherheitsunterweisung statt. Ohne nachgewiesene Teilnahme an dieser speziellen Sicherheitsunterweisung darf mit den praktischen Arbeiten nicht begonnen werden.

8. Prüfung

Praktikumstestate (Dauer 15-45 Minuten) bestehend aus der Prüfung sicherheitsrelevanter Praktikumsinhalte und der Bewertung der präparativen Leistung durch Analyse von Qualität und Quantität der Syntheseaufgaben (Vergabe von Bewertungspunkten je Syntheseaufgabe). Die Praktikumsnote ergibt sich aus der Summe der Punkte der einzelnen Praktikumstestate.


Bestehen der Praktikumstestate, erfolgreiche Bearbeitung der Praktikumsversuche


100 %-Wichtung


jährlich im Wintersemester


Prof. Dr.-Ing. J. Hartung


Praktikumsskript (Versuchsanleitungen, Beschreibung von Analysenverfahren),Internetseite zur Lehrveranstaltung (enthält praktikumsbegleitendes Folienmaterial in elektronischer Form zum Herunterladen für die Studierenden, Lehrbuchempfehlungen), regelmäßige Fachberatung durch Lehrpersonal (Sprech-stunden, Mentorengespräche)

Modul 6: Physikalische Chemie – Grundlagen


360 h 12 CP 4.+5. Semester 2 Semester


a) Vorlesung Physikalische Chemie I (4. Sem.) 3SWSx15 = 45 75 h 6 CP

inkl. Seminar und/oder Übung zu PC I (4. Sem.) 1SWSx15 = 15 45 h

b) Vorlesung Physikalische Chemie II (5. Sem.) 3SWSx15 = 45 75 h 6 CP

inkl. Seminar und/oder Übung zu PC II (5. Sem.) 1SWSx15 = 15 45 h

2. Lehrformen

Vorlesungen mit Seminar und Übungen.

3. Gruppengröße

Variabel


Die Studierenden

haben ein grundlegendes phänomenologisch-mathematisches Verständnis physikalisch-chemischer Zusammenhänge.

können diese grundlegenden Zusammenhänge mit aktuellen Themen, wie Klima, Energie, Wärme und Anwendungen in der Technik und Analytik verknüpfen und darstellen.

können formelmäßige Zusammenhänge zwischen physikalisch-chemischen Größen herleiten, durch Anwendungen höherer Kenntnisse der Differential- und der Integralrechnung begründen und die entsprechenden Ergebnisse grafisch darstellen

sind in der Lage Differentialgleichungssysteme zur Beschreibung von Reaktionsgeschwindigkeiten aufzustellen und zulösen

verstehen physikalische-chemische Zusammenhänge zur Beschreibung der Wechselwirkung von Licht und Materie auf Basis der stationären Schrödinger-Gleichung.

können anhand stoffspezifischer Größen oder experimenteller Daten physikalisch-chemische Zusammenhänge herleiten und interpretieren .

5. Inhalte Physikalische Grundbegriffe

Physikalische Größen und Einheiten (Masse, Kraft, Geschwindigkeit; Ladung, Stromstärke, Widerstand )

Umformen physikalischer Gleichungen unter Anwendung der Potenz- u. Logarithmen-Rechenregeln

Erhaltungsgrößen (Energie, Impuls, Drehimpuls)

Physikalische Grundgesetze (Newtonsche Gesetze, Coulomb-Gesetz; elektromagnetische Strahlung) Thermodynamik

Physikalisch-chemische Größen und Begriffe; Rechnen mit einheiten-behafteten Größen, Funktionen und ihre graphische Darstellung

Ideales Gasgesetz; Berechnung von Kompressibilität und Adiabatenkoeffizient unter Anwendung der Differenzialrechnung; Differenzial als linearisierter Zuwachs (grafische Bedeutung)

Volumenarbeit und innere Energie; Berechnung von Energiegrößen unter Anwendung der Integralrechnung (grafische Interpretation)

Reales Gasgesetz; Darstellung physikalisch-chemischer Größen über partielle Ableitungen (Funktionen mehrerer Veränderlicher)

Erster Hauptsatz, U (innere Energie), H (Enthalpie); Zustandsfunktion, totales Differential und grafische Bedeutung

Wärmekapazität; Reaktionsenthalpien; Kalorimetrie und Thermochemie

Zweiter Hauptsatz, S (Entropie); Carnot-Prozess; Integration für Kreisprozesse im pV-Diagramm

Freie Enthalpie G; Schreibweise als Differential

Clausius-Clapeyron (Integrierte Form und Auftragung), Einkomponenten-Phasendiagramme

Mischphasenthermodynamik (Aktivitätskoeffizienten, Raoult, Henry)

Kolligative Eigenschaften (Siedepunktserhöhung, Gefrierpunktserniedrigung, Osmose)

Siede- und Schmelzdiagramme

Chemisches Gleichgewicht; van’t Hoffsche Reaktionsisobare Elektrochemie

Faradaysche Gesetze; Begriffe: Widerstand, Spannung, Stromstärke, Ladung, Potential

Nernstsche Gleichung; Verknüpfung mit der Thermodynamik über die Freie Enthalpie; Elektrodentypen

Leitfähigkeit; Überführungszahlen

Galvanisches Element; Batterietypen; Brennstoffzelle Kinetik

Formalkinetik (Reaktionsordnung, Zeitgesetz, Folge- und Parallelreaktion)

Einfache Differentialgleichungen (DGLs) zur Beschreibung chemischer Kinetik; Überprüfung der Lösungen von DGLs; Grundlagen zur numerischen Integration

Temperaturabhängigkeit der Geschwindigkeitskonstanten: Arrhenius-Gleichung; Aktivierungs-Energie

Beispiele komplexer Reaktionen: Kettenreaktionen, Michaelis-Menten-Mechanismus, Ozon-Schicht; DGL-Systeme und ihre einfache Lösung über das Quasistationaritäts-Prinzip

Messung von Reaktionsgeschwindigkeiten Quantenmechanik und Spektroskopie

Notwendigkeit der Quantenmechanik, Welle-Teilchen-Dualismus, Schwarzkörperstrahlung

Stationäre Zustände (Schrödinger-Gleichung); DGLs in der Quantenmechanik und Überprüfung von Lösungen

Beschreibung des Teilchens im Kasten (eindimensional) mit Hilfe von Differentialgleichungen trigonometrischer Funktionen und Exponential-Funktionen

Teilchen auf einem Ring: Drehimpulsquantelung; Komplexe Zahlen und Funktionen

Teilchen auf einer Kugeloberfläche / starrer Rotator / Rotationsenergie-Quantelung; Vektoren

Harmonischer Oszillator und Molekülschwingungen; Hookesches Kraftgesetz und Potential

Wasserstoffatom und wasserstoffähnliche Ionen, Diskussion der Eigenfunktionen, optische Übergänge

Mehrelektronenatome; Einfache Modelle chemischer Bindung

Anwendungen in der Mikrowellen-, Infrarot- und UV/Vis-Spektroskopie; Kernmagnetische Resonanz Intermolekulare Wechselwirkungen

Van der Waals Wechselwirkung, Wasserstoffbrücken-Bindung

Makromoleküle und Selbstorganisation

Kolloide

Nanoteilchen und teilchengrößen-abhängige Chemie


Bachelor of Education: Lehrämter an Realschulen Plus, Gymnasien, Hinweis: Das Modul ist für das Lehramt an Berufsbildenden Schulen im Masterstudiengang vorgesehen.


Der Abschluss der Module 1 und 2 wird empfohlen.

8. Prüfung

Klausuren zu den Lehrveranstaltungen PC I und PC II (Dauer je 60-180 Minuten)


Bestandene Klausuren; die Modulnote ergibt sich aus dem Mittelwert der Noten der Teilklausuren aus a) und b)


100 %-Wichtung


einmal pro Jahr, im Winter- und Sommersemester (aber nicht doppelt)


PD Dr. Christoph Riehn, Prof. Dr. G. Niedner-Schatteburg, Prof. Dr. M. Gerhards


Internetseite zur Lehrveranstaltung (enthält vorlesungsbegleitendes Folienmaterial in elektronischer Form zum Herunterladen für die Studierenden, Musterlösung für Übungen, Lehrbuchempfehlungen), regelmäßige Fachberatung durch Lehrpersonal (Sprechstunden, Mentorengespräche) Empfohlene Lehrbücher:

P. W. Atkins, J. de Paula: Kurzlehrbuch Physikalische Chemie (Wiley-VCH, 4. Auflg. 2008, ISBN 978-3-527-31807-0)

G. Wedler, H.-J. Freund: Lehrbuch der Physikalischen Chemie (Wiley-VCH, 6. Auflg. 2012, ISBN 978-3-527-32909-0)

W. Bechmann, J. Schmidt: Einstieg in die Physikalische Chemie für Nebenfächler (Springer Vieweg, 4. akt. Auflg. 2010, ISBN 978-3-8348-0991-9)

Modul 7: Fachdidaktik 2 – Methoden im Chemieunterricht




a) Praktikum mit Seminar: Schülergerechtes Experimentieren 5SWS15 = 75 75 h 5 CP

b) Lehrpraktische Übungen (6. Sem.) 1SWS15 = 15 15 h 1 CP

2. Lehrformen

a) Seminar und Praktikum b) Lehrpraktische Übungen

3. Gruppengröße

variabel


Die Studierenden a)

verfügen über Erfahrungen mit verschiedenen Unterrichtsformen;

kennen Modelle und Methoden und berücksichtigen sie bei der Unterrichtsplanung

vertiefen Inhalte aus Modul 3 (Tutoring) b)führen lehrpraktische Übungen durch

5. Inhalte

a)Ausgewählte Inhalte aus den Modulen 4 und 5 b) Demonstrations- und Schülerversuche mit dem Schwerpunkt Organische Chemie lehrpraktische Übungen


Bachelor of Education: Lehrämter an Realschulen Plus, Gymnasien Hinweis: Das Modul ist für das Lehramt an Berufsbildenden Schulen im Masterstudiengang vorgesehen.


Modul 3,Modul 5 (erfolgreiche Teilnahme am Praktikum ) Für das Praktikum: Nach der Gefahrstoffverordnung ist Voraussetzung zur Teilnahme am Praktikum die nachgewiesene Teilnahme an einer Sicherheitsunterweisung, die nicht länger als ein Jahr zurückliegt. Solche Sicherheitsunterweisungen werden vom Fachbereich Chemie in regelmäßigen Abständen angeboten; Ort und Zeit werden rechtzeitig durch Aushang und im Internet bekanntgegeben. Zusätzlich zu dieser Allgemeinen Sicherheitsunterweisung findet zu Praktikumsbeginn und als Bestandteil des Praktikums eine auf die Besonderheiten des Praktikums zugeschnittene spezielle Sicherheitsunterweisung statt. Ohne nachgewiesene Teilnahme an dieser speziellen Sicherheitsunterweisung darf mit den praktischen Arbeiten nicht begonnen werden.

8. Prüfung

a)Vortrag (Demonstrationsversuch, Dauer 10-45 Minuten), Niederschrift oder nach Absprache eine mündliche Prüfung (Dauer 15-60 Minuten) (jeweils benotet; die Gewichtung wird mit Beginn der Lehrveranstaltung bekannt gegeben), Portfolio b) Teilnahmenachweis: Durchführung lehrpraktischer Übungen (unbenotet, Dauer 10-45 Minuten)


a) Vortrag (Demonstrationsversuch), Niederschrift oder nach Absprache eine mündliche Prüfung mindestens 4,0 b) Durchführung lehrpraktischer Übungen (unbenotet) a) + b) regelmäßige, aktive Seminarteilnahme und Portfolio


100 %-Wichtung


a)einmal im Jahr, Wintersemester (Praktikum und Seminar), b)Winter- und Sommersemester (Durchführung lehrpraktischer Übungen)


apl. Prof.Dr. G. Hornung, StD’ H. Nickel, OSTR‘ A.B. Molitor-Schworm


Sonstige Informationen: Literatur wird gesondert bekannt gegeben regelmäßige Beratung durch Fachpersonal (Sprechstunden und Tutorengespräche)

Anmerkung: Das Modul wird im Masterstudiengang für das Lehramt an Berufsbildenden Schulen mit insgesamt 7 Leistungspunkten bewertet.

Modul 8: Alltags- und Umweltchemie




a) Vorlesung: Alltags- und Umweltchemie 3SWS15 = 45 75 h a) 4 CP

b) Toxikologie 1SWS15 = 15 45 h b) 2 CP

2. Lehrformen

Vorlesung und Seminar, Fragestunden, interaktive Lehrformen

3. Gruppengröße

variabel


Die Studierenden a) Vorlesung Alltags- und Umweltchemie

Kennen die Grundlagen der technischen Katalyse

Kennen wichtige Verfahren der chemischen Industrie

Kennen Prozesse zur Nutzung nachwachsender Rohstoffe

Sind in der Lage, chemische Prozesse in Alltagsphänomenen zu erkennen und zu deuten;

Sind in der Lage, die ökologischen Folgen chemischer Verfahren abzuschätzen

Verknüpfungen zu weiteren Fachwissenschaften herstellen b) Vorlesung Toxikologie:

Kennen grundlegende Konzepte der Toxikologie und können diese auf chemische Fragestellungen anwenden

5. Inhalte

a) Vorlesung Alltags- und Umweltchemie

Einführung in die Katalyse

Herstellung wichtiger anorganischer Chemikalien

Grundlegende petrochemische Verfahren

Chemische Verwertung nachwachsender Rohstoffe

Ökobilanzierung chemischer Verfahren

Betrachtung ausgewählter chemischer Phänomene mit engem Alltagsbezug

Untersuchung an Beispielen aus folgenden Bereichen: Chemische Stromgewinnung, Atmosphärenchemie, Luft- und

Wasserreinigung

Untersuchung an Beispielen aus folgenden Bereichen: Korrosionsvorgänge, Farbstoffe und Pigmente, Baustoffe,

Metallgewinnung und –reinigung

b) Vorlesung Toxikologie:

Fremdstoffmetabolismus I, Fremdstoffmetabolismus II

Toxikokinetik, Toxikodynamik

Organtoxizität

Toxikologie von Reproduktion und Entwicklung

Mutagenese

Carcinogenese

Umwelttoxikologie

Epidemiologische/Dosis-Wirkungs-Beziehungen

Untersuchungsmethoden

Vergiftungen-Sofortmaßnahmen


Bachelor of Education: Lehrämter an Realschulen Plus, Gymnasien Hinweis: Das Modul ist für das Lehramt an Berufsbildenden Schulen im Masterstudiengang vorgesehen.


Der Abschluss der Module 1, 2, 3, 4 wird empfohlen.

8. Prüfung

Teil a) benoteter Vortrag zu ausgewählten Themen der Vorlesung (Dauer 15-45 Minuten) Teil b) Klausur (Dauer 60-180 Minuten)


Teil a) mindestens die Note 4.0 im Vortrag Teil b) bestandene Klausur In die Gesamtnote des Moduls geht die Note des Vortrags zu a) und die Note der Klausur zu Teil b) mit jeweils gleichem Gewicht ein.


100 %-Wichtung


einmal pro Jahr (Sommersemester)


Prof. Dr. W. R. Thiel, Prof. Dr. S. Kubik, Prof. Dr. S. Ernst, Prof. Dr. D. Schrenk


Internetseite zur Lehrveranstaltung (enthält vorlesungsbegleitendes Folienmaterial in elektronischer Form zum Herunterladen für die Studierenden, Musterlösung für Übungen, Lehrbuchempfehlungen), regelmäßige Fachberatung durch Lehrpersonal (Sprechstunden, Mentorengespräche)

Bachelorarbeit


300 h 10 CP 6. Semester 6 Wochen

1. Lehrveranstaltungen

Kontaktzeit 160 h

Selbststudium 140 h

Kreditpunkte 10 CP

2. Lehrformen

Die Studierenden müssen in vorgegebener Zeit ein Problem wissenschaftlich bearbeiten und die Ergebnisse fachgerecht schriftlich darstellen

3. Gruppengröße

Eine Person, in Ausnahmen kleine Gruppen


Die Studierenden

sind in der Lage, unter Anleitung wissenschaftlich zu arbeiten,

können wissenschaftliche Ergebnisse kritisch interpretieren und in den jeweiligen Kenntnisstand einordnen,

sind fähig wissenschaftliche Ergebnisse schriftlich und mündlich darzustellen und zu diskutieren.

5. Inhalte

Je nach gewählter Fachrichtung / Arbeitsgruppe




120 CP Laborpraktische Arbeiten: Nach der Gefahrstoffverordnung ist Voraussetzung zur Teilnahme am Praktikum die nachgewiesene Teilnahme an einer Sicherheitsunterweisung, die nicht länger als ein Jahr zurückliegt. Solche Sicherheitsunterweisungen werden vom Fachbereich Chemie in regelmäßigen Abständen angeboten; Ort und Zeit werden rechtzeitig durch Aushang und im Internet bekanntgegeben. Zusätzlich zu dieser Allgemeinen Sicherheitsunterweisung findet zu Praktikumsbeginn und als Bestandteil des Praktikums eine auf die Besonderheiten des Praktikums zugeschnittene spezielle Sicherheitsunterweisung statt. Ohne nachgewiesene Teilnahme an dieser speziellen Sicherheitsunterweisung darf mit den praktischen Arbeiten nicht begonnen werden.

8. Prüfung

Benotete schriftliche Ausarbeitung


Mindestens mit Note 4,0 bewertete Bachelorarbeit


100 %-Wichtung


jedes Semester


Dozenten des Fachbereichs Chemie


Internetseiten der Arbeitsgruppen des Fachbereichs Chemie

Modul 9: Experimentelle Alltags- und Umweltchemie




a) Vorlesung: Biochemie I b) Praktikum: Alltags- und Umweltchemie

2SWSx15=30 6SWSx15=90

60 h 90 h

3 CP 6 CP

2. Lehrformen

Vorlesung, Fragestunden, interaktive Lehrformen, Praktika

3. Gruppengröße

variabel


Die Studierenden

erkennen die Chemie der belebten Natur als Produkt der Evolution

beherrschen die hierarchische Einteilung, Strukturen und Eigenschaften der wichtigsten Zellkomponenten

verstehen die biologische Funktionalität von Zellkomponenten aufgrund ihrer chemischen Reaktivitäten

kennen analytische Methoden der strukturellen und funktionellen Biochemie

beherrschen einfache Experimente mit direktem Bezug zu Produkten aus unserem Alltag und zu Fragestellungen aus unserer Umwelt

5. Inhalte

zu a)

Biologische Makromoleküle und ihre Bausteine: Aminosäuren, Proteine, Nucleotide, Kohlenhydrate, Lipide

Funktionen biologischer Moleküle: Enzyme und deren Mechanismen, Coenzyme, Hormone, Hämoglobin, biologische Membranen

Stoff- und Energiewechsel: Allgemeines, Glykolyse, Gluconeogenese, Pentosephosphatweg, Glykogen, Fettsäuren, Citratcyclus, Atmungskette, Photosynthese, Stickstoffausscheidung, Harnstoffzyklus, C1-Stoffwechsel

Regulation des Stoffwechsels

Phylogenetischer Stammbaum, Isoenzyme zu b)

Bestimmung typischer Parameter der Wasser- und Abwasseranalytik (Ammonium, Nitrat, Phosphat, KMnO4-Index, CSB etc.)

Versuche zu Seifen, Kosmetika, Reinigungs- und Bleichmitteln

Versuche aus dem Bereich Nachwachsende Rohstoffe – Biodiesel, Bioethanol, Zucker

Versuche zu Aspirin®, Ibuprofen

® und anderen Arzneimittel

Versuche zu Polymeren – Polystyrol, Polyurethane, biologisch abbaubare Polymere

Versuche zu Pigmenten und organischen Farbstoffe

Organische Säuren in unseren Lebensmitteln – Essigsäure, Benzoesäure und Ascorbinsäure


Master of Education: RS Plus, BBS



8. Prüfung

zu a) Mündliche Prüfung (Dauer 15-60 Minuten) zu b) Kenntnisprüfung sicherheitsrelevanter Aspekte und theoretischer Hintergründe zu den Versuchseinheiten vor der Versuchsdurchführung in Form von mündlichen Prüfungen (Dauer 15-45 Minuten)


zu a) Bestehen der Klausur zu b) Erfolgreiche Kenntnisprüfung und Bearbeitung der Versuche sowie Abgabe von Versuchsprotokollen Die Modulnote ergibt sich im Verhältnis der Leistungspunkte.


100%-Wichtung


jährlich einmal (im WS)


a) Prof. Dr. A. Pierik b) Prof. Dr. J. Hartung


Vorlesungsbegleitendes Folienmaterial wird entweder in Kopie verteilt oder elektronisch bereitgestellt. Beratung durch Lehrpersonal

Modul 10: Aktuelle Themen der modernen Chemie und vertiefende Fachdidaktik Kennnummer: work load Kreditpunkte Studiensemester Dauer



a) Vorlesung: Wahlvorlesung 2SWS15 = 30 60 h 3 CP

b) Seminar: Schwerpunkt Naturwissenschaften 2SWS15 = 30 60 h 3 CP

2. Lehrformen a) Vorlesung;

b) Seminar

3. Gruppengröße Variabel

4. Qualifikationsziele/Kompetenzen a) Wahlvorlesung b) setzen sich mit Themen der fachdidaktischen Forschung auseinander

vertreten begründet Positionen aus der fachdidaktischen Forschung

legen Grundsätze zur Umsetzung von nachhaltiger Entwicklung im Unterricht dar

arbeiten fächerverbindende naturwissenschaftliche Arbeitsweisen heraus

erstellen Unterrichtsmaterialien zum Naturwissenschaften-Lehrplan

präsentieren ihren Unterrichtentwürfe

üben und vertiefen der Inhalte aus den Modulen 3 und 7

5. Inhalte a)Aktuelle Themen aus einem Teilfach der Chemie

b)Inhalt des Naturwissenschaften-Lehrplans Inhalte aus den Modulen 3 und 7


Master of Education: RS Plus, BBS

7. Teilnahmevoraussetzungen Keine

8. Prüfung a)Klausur (Dauer 60-180 Minuten) b)Vortrag (Dauer 15-45 Minuten), Niederschrift oder mündliche Prüfung (Dauer 15-60 Minuten)

9. Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten a)bestandene Klausur, b) arithmetisches Mittel der Präsentationen mindestens 4,0; regelmäßige, aktive Teilnahme; Portfolio Die Modulnote ergibt sich im Verhältnis der Leistungspunkte.

10. Stellenwert der Note in der Endnote 100 %-Wichtung

11. Häufigkeit des Angebots einmal im Jahr, Sommersemester

12. Modulbeauftragter und hauptamtlich Lehrende a) Alle Dozenten des Fachbereichs Chemie, b) Apl. Prof. G. Hornung, StD' H. Nickel, OSTR‘ A.B. Molitor-Schworm

13. Sonstige Informationen a) Literatur wird gesondert bekannt gegeben b)regelmäßige Fachberatung durch Fachpersonal

Modul 11: Organische Chemie - Reaktionsmechanismen Kennnummer: work load Kreditpunkte Studiensemester Dauer



a) Praktikum: Organische Chemie 2 5SWS15 = 75 75 h 5 CP

b) Vorlesung: Aromaten und Heterocyclen 2SWS15 =30 60 h b) und c) 6 CP

c) Vorlesung: Alltagsrelevante Verfahren 2SWS15 = 30 60 h

2. Lehrformen

Vorlesungen, Fragestunden, interaktive Lehrformen, Vortragspräsentationen mit selbsttätig durchgeführten unterrichtsrelevanten Demonstrationsversuchen, unterrichtsrelevante Praktikumsversuche

3. Gruppengröße Variabel

4. Qualifikationsziele/Kompetenzen Die Studierenden

verstehen die zeitgemäße Interpretation des Konzepts der Aromatizität organischer Verbindungen

besitzen ein umfangreiches Stoffwissen zu den Themen Vorkommen, Eigenschaften und Bedeutung cyclischer Kohlenwasserstoffe und heterocyclischer Verbindungen in der Natur und in der chemischen Industrie

sind in der Lage, die Besonderheit heterocyclischer Verbindungen für die Chemie des Lebens einordnen zu können

verstehen die Grundlagen und Zusammenhänge der Farbstoffchemie

verstehen die Grundlagen der makromolekularen Chemie und kennen die wesentlichen Einsatzgebiete von Polymeren

können die Relevanz von Kohlenhydraten in der Natur und in der Anwendungstechnik wiedergeben

verstehen die Grundlage der Arzneimittelchemie an ausgewählten Beispielen

5. Inhalte

zu a) Inhalte des Praktikums ( 60 h ) Erlernen von Grundoperationen in synthetischer und analytischer Organischer Chemie

Aufbau von Reaktionsapparaturen

Methoden zur Aufarbeitung und zur Reaktionskontrolle der Synthesen (Destillieren unter vermindertem Druck, Extraktion und Verteilung, Adsorption, Dünnschicht- und Säulenchromatographie)

Charakterisierung der hergestellten Produkte (Schmelzpunkt, Siedetemperatur, Refraktometrie, Polarimetrie, optische Spektroskopie, Kernmagnetische Resonanzspektroskopie, Massenspektrometrie)

Aufbewahrung von Chemikalien und sachgemäße Entsorgung von Abfällen

Durchführung einstufiger organischer Synthesen unter Verwendung typischer Techniken (Heizen, Kühlen, Rühren, Einleiten von Gasen, Arbeiten mit Unterdruck und Überdruck)

Inhalte des Seminars zum Praktikum ( 15 h)

Sicherheitsrelevante Hintergründe zum Praktikum

Grundlagen der Chromatographie (LC und GC)]

Grundlagen der Massenspektrometrie

Vertiefung der IR-- und NMR-Spektroskopie b) Allgemeine Inhalte der Vorlesung

Chemie alicyclischer und heterocyclischer Verbindungen

Aromaten, Antiaromaten, Nichtaromaten

Vorkommen, Relevanz und Reaktionen aromatischer Verbindungen

Anwendung aromatischer Verbindungen in der Medizinischen Chemie und in der Industriellen Organischen Chemie

Einsatz heterocyclischer Verbindungen als Synthesebausteine

Gliederung der Vorlesung Teil A Carbocyclische Verbindungen 1. Benzol; 2. Reaktivität aromatischer Verbindungen; 3. Annulene; 4. Aromatische und nicht-aromatische Ionen 5.

Polycyclische Systeme

Teil B Heterocyclische Verbindungen 1. Einleitung; 2. Nomenklatur; 3. Dreigliedrige Heterocyclen; 4. Viergliedrige Heterocyclen; 5. Fünfgliedrige Heterocyclen; 6. Sechsgliedrige Heterocyclen; 7. Siebengliedrige Heterocyclen; 8. Synthesestrategien

zu c) Allgemeine Inhalte der Vorlesung

Mono- Di- und Polysaccharide und Anwendungen in der Kohlenhydratchemie

Natürliche und synthetische Farbstoffe mit Anwendungen im Alltag

Grundlagen der Chemie von Arzneistoffe

Grundlagen der Makromolekularen Chemie Im Anschluss an die Vorlesung wird eine Exkursion mit Bezug zu den behandelten Schwerpunkten angeboten.


Master of Education: Lehramt an Gymnasien


Für b) und c) keine Für a) Nach der Gefahrstoffverordnung ist Voraussetzung zur Teilnahme am Praktikum die nachgewiesene Teilnahme an einer Sicherheitsunterweisung, die nicht länger als ein Jahr zurückliegt. Solche Sicherheitsunterweisungen werden vom Fachbereich Chemie in regelmäßigen Abständen angeboten; Ort und Zeit werden rechtzeitig durch Aushang und im Internet bekanntgegeben. Zusätzlich zu dieser Allgemeinen Sicherheitsunterweisung findet zu Praktikumsbeginn und als Bestandteil des Praktikums eine auf die Besonderheiten des Praktikums zugeschnittene spezielle Sicherheitsunterweisung statt. Ohne nachgewiesene Teilnahme an dieser speziellen Sicherheitsunterweisung darf mit den praktischen Arbeiten nicht begonnen werden.

8. Prüfung

Zu Teil b) und c) Eine mündliche Prüfung zu den Inhalten beider Vorlesungen (Dauer 15-60 Minuten) Zu Teil a) Praktikumstestate bestehend aus der Prüfung sicherheitsrelevanter Praktikumsinhalte und der Bewertung der präparativen Leistung durch Analyse von Qualität und Quantität der Syntheseaufgaben (Vergabe von Bewertungspunkten je Syntheseaufgabe). Die Praktikumsnote ergibt sich aus der Summe der Punkte der einzelnen Praktikumstestate (Dauer je 15-45 Minuten).


a) Praktikumsteil: Praktikumsnote mindestens 4.0 b) und c) Vorlesungsteil: Bestehen der mündlichen Prüfung

In die Gesamtnote des Moduls geht die mündliche Abschlussprüfung zu den beiden Vorlesungen mit einem Gewicht von 40% und die Praktikumsnote mit einem Gewicht von 60% ein.


11. Häufigkeit des Angebots einmal jährlich

12. Modulbeauftragter und hauptamtlich Lehrende Prof. Dr.-Ing. J. Hartung, Prof. Dr. S. Kubik, Prof. Dr. L. Gooßen, Dr. U. Bergsträßer

13. Sonstige Informationen Praktikumsskript (Versuchsanleitungen, Beschreibung ausgewählter Analysenmethoden), Internetseiten für die Lehrveranstaltungen (enthält vorlesungsbegleitendes Folienmaterial in elektronischer Form zum Herunterladen für die Studierenden, Musterlösungen für Übungen, Lehrbuchempfehlungen), regelmäßige Fachberatung durch Lehrpersonal (Sprechstunden, Mentorengespräche)

Modul 12: Anorganische Chemie – Chemie der Haupt- und Nebengruppenelemente Kennnummer: work load Kreditpunkte Studiensemester Dauer



a) Praktikum: Anorganische Chemie 7SWS15 = 105 45 h 5 CP

b) Vorlesung: Chemie der Hauptgruppenelemente 2SWS15 = 30 60 h b) und c) 6 CP

c) Vorlesung: Koordinationschemie 2SWS15 = 30 60 h

2. Lehrformen

Vorlesung, Fragestunden, interaktive Lehrformen, Praktikum

3. Gruppengröße

variabel


Die Studierenden

kennen und verstehen die Eigenschaften wichtiger Stoffe aus dem Bereich der anorganischen Chemie

beherrschen grundlegende präparative Arbeitstechniken sowie der Synthese und der Charakterisierung anorganischer Stoffe.

5. Inhalte

1. Chemie der Haupt- und Nebengruppen 2. Eigenschaften und Reaktivität der Elemente und ausgewählter Verbindungen 3. Weiterführende Modellvorstellungen zum Aufbau, zu Eigenschaften und zur Reaktionsweise von Stoffen 4. Analyse- und Synthesemethoden





8. Prüfung

Mündliche Prüfungen (Dauer je 15-60 Minuten), Protokolle


b) und c) Mündliche Prüfung, a) arithmetisches Mittel der Protokollnoten mindestens 4,0; maximal 3 Protokolle mit 5,0 Die Modulnote ergibt sich im Verhältnis der Leistungspunkte.


100 %-Wichtung


einmal im Jahr, Winter- und Sommersemester (aber nicht doppelt)


Prof. H.-J. Krüger PhD, Prof. Dr. H. Sitzmann, Prof. Dr. W. R. Thiel, Dr. H. Kelm, Dr. Y. Sun


Praktikumsskript (Versuchsanleitungen, Beschreibung nasschemischer Analysenverfahren), Internetseite zur Lehrveranstaltung (enthält vorlesungsbegleitendes Folienmaterial in elektronischer Form zum Herunterladen für die Studierenden, Musterlösung für Übungen, Lehrbuchempfehlungen), Vorlesungsmaterial zum Kopieren, Fachberatung durch Lehrpersonal (Sprechstunden)

Modul 13: Aktuelle Themen der modernen Chemie und vertiefende Fachdidaktik Kennnummer: work load Kreditpunkte Studiensemester Dauer



a) Vorlesung: Biochemie I 2SWS15 = 30 60 h 3 CP

b) Seminar: Fachdidaktik (3. Semester) 3SWS15 = 45 45 h 3 CP

c) Vorlesung: Wahlvorlesung 2SWS15 = 30 60 h 3 CP

d) Seminar: Fachdidaktik (4. Semester) 4SWS15 = 60 90 h 5 CP

2. Lehrformen a) und c) Vorlesung,

a) und d) Seminar

3. Gruppengröße variabel

4. Qualifikationsziele/Kompetenzen Die Studierenden a) Die Studierenden

erkennen die Chemie der belebten Natur als Produkt der Evolution

beherrschen die hierarchische Einteilung, Strukturen und Eigenschaften der wichtigsten Zellkomponenten

verstehen die biologische Funktionalität von Zellkomponenten aufgrund ihrer chemischen Reaktivitäten kennen analytische Methoden der strukturellen und funktionellen Biochemie

b) und d)

bereiten Unterrichtsmaterialien differenziert didaktisch-methodisch auf

schreiben und präsentieren Unterrichtsentwürfe

elementarisieren oberstufenspezifischen Themen wie Farbstoffe, Kunststoffe, Reaktionskinetik, Arzneimittel

üben und vertiefen die Module 3, 7 (Tutoring) 5. Inhalte

a) Biologische Makromoleküle und ihre Bausteine: Aminosäuren, Proteine, Nucleotide, Kohlenhydrate, Lipide

Funktionen biologischer Moleküle: Enzyme und deren Mechanismen, Coenzyme, Hormone, Hämoglobin, biologische Membranen

Stoff- und Energiewechsel: Allgemeines, Glykolyse, Gluconeogenese, Pentosephosphatweg, Glykogen, Fettsäuren, Citratcyclus, Atmungskette, Photosynthese, Stickstoffausscheidung, Harnstoffzyklus, C1-Stoffwechsel

Regulation des Stoffwechsels

Phylogenetischer Stammbaum, Isoenzyme b) und d)) Aktuelle Themen aus einem Teilfach der Chemie und der Fachdidaktikforschung

Oberstufenspezifische Themen 6. Verwendbarkeit des Moduls

Master of Education: Lehramt an Gymnasien 7. Teilnahmevoraussetzungen

keine 8. Prüfung

Teil a) und c): Klausuren (Dauer je 60-180 Minuten) oder eine mündliche Prüfung Da8er 15-60 Minuten), Teil b): Teilnahmenachweis (unbenotet), Teil d): Niederschrift oder mündliche Prüfung (Dauer 15-60 Minuten) und Präsentation mit anschließender Diskussion (Dauer 45-90 Minuten); regelmäßige, aktive Seminarteilnahme, Tutoring und Portfolio

9. Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten a)bestandene Klausur odermündliche Prüfung; c) Klausur oder Niederschrift oder mündliche Prüfung oder Vortrag,; b) Teilnahmenachweis (unbenotet) und d) benotet mindestens 4,0; regelmäßige, aktive Teilnahme; Portfolio Die Modulnote ergibt sich im Verhältnis der Leistungspunkte.


11. Häufigkeit des Angebots einmal im Jahr, Winter- und Sommersemester (aber nicht doppelt)

12. Modulbeauftragter und hauptamtlich Lehrende a) Prof. Dr. W. Trommer und c) alle Dozenten des Fachbereichs

b) und d) Apl.-Prof. Dr. G. Hornung, StD’ H. Nickel, OSTR‘ A.B. Molitor-Schworm

13. Sonstige Informationen a) Literatur wird gesondert bekannt gegeben b)regelmäßige Fachberatung durch Fachpersonal (Sprechstunden, Tutorengespräche)

Modul 14: Physikalische Chemie - Vertiefung Kennnummer: work load Kreditpunkte Studiensemester Dauer



a) Praktikum: Physikalische Chemie 3SWS15 = 45 75 h 4 CP

b) Seminar: zum Praktikum Physikalische Chemie 1SWS15 = 15 45 h 2 CP

2. Lehrformen

Praktikum, Seminar

3. Gruppengröße

Variabel.

4. Qualifikationsziele/Kompetenzen Die Studierenden

haben einen vertieften Einblick in komplexe physikalisch-chemische Zusammenhänge.

können auch anspruchsvollere physikalisch-chemische Themen vermitteln sowie ihre Komplexität didaktisch reduzieren.

können am Beispiel aktueller Themen die Bedeutung der physikalischen Chemie darstellen.

sind mit dem Aufbau physikalisch-chemischer Experimente vertraut und können die wichtigsten Messmethoden einsetzen.

haben die Kompetenz zur quantitativen Auswertung physikalisch-chemischer Experimente und können die Genauigkeit und Grenzen eines Versuchsaufbaus einschätzen.

5. Inhalte des Praktikums: Vertiefung des Physikalisch-Chemischen Grundlagenwissens sowie Einführung in aktuelle Themen der Physikalischen

Chemie: Seminarvortrag (15 min) zu ausgewähltem Thema.

Ausgewählte Versuche zur Thermodynamik, Elektrochemie und Spektroskopie:

1. Reaktionswärmen, Verbrennungswärmen

2. Phasendiagramme und Chemisches Gleichgewicht

3. Leitfähigkeit, Konduktometrie

4. Reversible Zellspannung, Batterie

5. Brennstoffzelle

6. Kinetik der Rohrzuckerinversion oder einer bimolekularen Reaktion

7. UV/VIS-Spektroskopie, Photometrie, Photochemie; IR-Spektroskopie

8. Eigenschaften von Nanomaterialien und Kolloiden Inhalte des Seminars:

Seminarthemen zur Auswahl (Beispiele, werden durch aktuelle Themen der physikalisch-chemischen Forschung ergänzt): Kalorimeterversuch in der Schule; Brennwerte von Treibstoffen (Bioethanol, Biodiesel) und Lebensmitteln; Wärmekapazität von Gasen, Flüssigkeiten, Festkörpern; Temperaturabhängigkeit der Wärmekapazität; (Dichte-)Anomalie des Wassers; Chemisches Gleichgewicht (Gleichgewichtskonstante, Freie Reaktionsenthalpie); Dynamisches Gleichgewicht

(Thermodynamik Kinetik); Phasendiagramme (Reinstoff, Mischungen, kolligative Eigenschaften); Leitfähigkeit von Elektrolytlösungen; Brennstoffzelle (Knallgas, Methanol); Galvanisches Element (Li-Ionen-Batterie);Kinetische Grundbegriffe (Formalkinetik);Temperaturabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit; Methoden zur Messung der Reaktionsgeschwindigkeit; Kinetik in Lösung (Diffusion, Ionen-Reaktionen); Kettenreaktionen (von der Verbrennung zur Explosion); Katalyse (homogen, heterogen); Mutarotation von Glucose und Inversion von Saccharose; UV/Vis-Spektroskopie und Lambert-Beersches Gesetz; Spektroskopie von Farbstoffen und Fluoreszenz; IR-Spektroskopie in der Gasphase und Treibhaus-Effekt; Photochemie (Auf- und Abbau der Ozon-Schicht);Computerberechnung und grafische Darstellung von Molekülstrukturen; Zusammengesetzte Reaktionsmechanismen (Simulationsrechnungen); Eigenschaften und Charakterisierung von Nanomaterialien; Literatur-Recherche (Wie finde ich physikalisch-chemische Daten?).



7. Teilnahmevoraussetzungen Für das Praktikum: Nach der Gefahrstoffverordnung ist Voraussetzung zur Teilnahme am Praktikum die nachgewiesene Teilnahme an einer Sicherheitsunterweisung, die nicht länger als ein Jahr zurückliegt. Solche Sicherheitsunterweisungen werden vom Fachbereich Chemie in regelmäßigen Abständen angeboten; Ort und Zeit werden rechtzeitig durch Aushang und im Internet bekanntgegeben. Zusätzlich zu dieser Allgemeinen Sicherheitsunterweisung findet zu Praktikumsbeginn und als Bestandteil des Praktikums eine auf die Besonderheiten des Praktikums zugeschnittene spezielle Sicherheitsunterweisung statt. Ohne nachgewiesene Teilnahme an dieser speziellen Sicherheitsunterweisung darf mit den praktischen Arbeiten nicht begonnen werden.

8. Prüfung Bewertete Versuchsprotokolle (inkl. Kolloquien, Dauer 30-60 Minuten) und Abschluss-Klausur (Dauer 60-120 Minuten), überprüfter Seminarvortrag (Dauer 15-30 Minuten) zu den o.a. Seminarthemen

9. Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten Als ausreichend bewertete bestandene Klausur, erfolgreich durchgeführter Seminarvortrag, bestandene testierte Versuchsprotokolle. 80 %-Wichtung der Mittelwerte der Versuchsprotokolle; 20 %-Wichtung der Abschluss-Klausur.


11. Häufigkeit des Angebots Winter- und Sommersemester.

12. Modulbeauftragter und hauptamtlich Lehrende Prof. Dr. G. Niedner-Schatteburg, Prof. Dr. M. Gerhards, Prof. Dr. C. van Wüllen, PD Dr. C. Riehn

13. Sonstige Informationen Internetseite zur Lehrveranstaltung (enthält Praktikums-Skript, Hinweise und Programme zur Auswertung der Experimente, Lehrbuchempfehlungen zur Vorbereitung), Hinweise zur Durchführung der Seminarvorträge (Aufbau, zeitlicher Umfang, Form der Präsentation) ausgegeben zu Praktikumsbeginn, regelmäßige Fachberatung durch Lehrpersonal (Sprechstunden, Mentorengespräche).

Modul 15 Bereichsfach Naturwissenschaften (RS+)

work load 240 h

Kreditpunkte 8 CP

Studiensemester 7./8. Semester

Dauer 2 Semester

1 Lehrveranstaltungen

a) Bereichsfach Naturwissenschaften 1 (K) b) Bereichsfach Naturwissenschaften 2a (K) c) Bereichsfach Naturwissenschaften 2b (K)

Kontaktzeit 2 SWS 2 SWS 2 SWS

Selbststudium 4 h 3 h 3 h

Kreditpunkte a) 3 CP b+c) 5 CP

2 Lehrformen

3 Gruppengröße

10-20

4 Qualifikationen / erwartete Kompetenzen Die Studierenden

besitzen ein grundlegendes Verständnis der mit den Themenfeldern verbundenen naturwissenschaftlichen

Basiskonzepte;

können die naturwissenschaftlichen Konzepte gegenüber Alltagsvorstellungen abgrenzen;

kennen Vorstellungen von Schülerinnen und Schülern zu naturwissenschaftlichen Konzepten und können sich daraus

ergebende Lernschwierigkeiten diagnostizieren;

sind vertraut mit einschlägigen Experimentiersituationen als Lernsituationen;

können naturwissenschaftliche Sachverhalte unter Berücksichtigung des Vorverständnisses von Schülerinnen und

Schülern erklären;

können Möglichkeiten zur Steigerung der Motivation des Lernens naturwissenschaftlicher Phänomene erläutern;

können eine gezielte Auswahl von Medien zur Veranschaulichung zentraler Inhalte treffen.

5 Inhalte

Es soll eine exemplarische Konkretisierung an denjenigen Basiskonzepten erfolgen, die mit Blick auf den fächerverbindenden naturwissenschaftlichen Unterricht besondere Bedeutung für die betreffende Naturwissenschaft haben.

System (Materie- und Energieströme, Information, Kreisläufe, Regulation von dynamischen Systemen, Systemebenen,

Gleichgewicht, Kompartimentierung)

Struktur – Eigenschaft – Funktion (Angepasstheit und Optimierung, Funktionsweise, Bionik)

Stoff – Teilchen – Materie (Materie und Raum, Stoffe und ihre Eigenschaften, Modelle von der Struktur der Materie,

Quantitative Betrachtungen)

Chemische Reaktion (Stoff- und Energieumwandlung, Umkehrbarkeit)

Wechselwirkungen (Strahlung und Materie, Schwingungen und Wellen, Felder, Kraft)

Energie (Energie als Grundgröße, Speicherformen der Energie, Energieträger, Energieaustauschprozesse,

Energieerhaltung, Energieentwertung, Wirkungsgrad, Schülervorstellungen, Nachhaltigkeit)

Entwicklung (Reproduktion, biologische und technische Evolution, zeitliche Veränderungen (Lebenszyklen,

Verwandtschaft), Vielfalt (Artenvielfalt, Züchtung), Nachhaltigkeit

6 Verwendbarkeit des Moduls Studiengang Lehramt (RS+)

7 Teilnahmevoraussetzungen FD3

8 Prüfung Verbindung von Praktikumsaufgaben, schriftlichen Ausarbeitungen und Kurzpräsentationen (Seminarvortrag oder Unterrichtsminiatur)

9 Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten Bestandene Studienleistungen

10 Stellenwert der Note in der Endnote prozentual anteilig nach LP

11 Häufigkeit des Angebots 1x pro Studienjahr bzw. je nach Angebot der naturwissenschaftlichen Fachbereiche (vgl. Punkt 13)

12 Modulbeauftragter und hauptamtlich Lehrende

N.N. (Dozenten der Didaktik der jeweiligen naturwissenschaftlichen Fächer)

13 Sonstige Informationen Das Modul NW Bereichsfach Naturwissenschaften wird hier vorbehaltlich künftiger Regelungen am FB Physik bzw. an der TU Kaiserslautern aufgeführt.

Masterarbeit


600 h 20 CP 4. Semester 6 Monate*

1. Lehrveranstaltungen

Kontaktzeit -

Selbststudium -

Kreditpunkte 20 CP

2. Lehrformen

Die Studierenden müssen in vorgegebener Zeit ein Problem mit wissenschaftlichen Methoden lösen und die Ergebnisse fachgerecht schriftlich darstellen

3. Gruppengröße

Eine Person, in Ausnahmen kleine Gruppen


Die Studierenden

sind in der Lage, unter Anleitung wissenschaftlich zu arbeiten,

besitzen anwendungsorientiertes Methoden- und Fachwissen

können wissenschaftliche Ergebnisse kritisch interpretieren und in den jeweiligen Kenntnisstand einordnen,

sind fähig wissenschaftliche Ergebnisse schriftlich und mündlich darzustellen und zu diskutieren.

5. Inhalte

Je nach gewählter Fachrichtung / Arbeitsgruppe


Master of Education: alle Lehrämter


Erfolgreiche Absolvierung aller Module des Masterstudiengangs Voraussetzungen für eine experimentell ausgerichtete Masterarbeit in der Chemie

1. Die nachgewiesene Teilnahme an einer allgemeinen Sicherheitsunterweisung, die nicht länger als ein Jahr zurückliegt. Solche Sicherheitsunterweisungen werden vom Fachbereich Chemie in regelmäßigen Abständen angeboten; Ort und Zeit werden rechtzeitig durch Aushang und im Internet bekanntgegeben.

2. Zusätzlich zu dieser Allgemeinen Sicherheitsunterweisung findet zu Beginn und als Bestandteil der Masterarbeit eine auf die Besonderheiten der Arbeiten zugeschnittene Sicherheitsunterweisung statt.

Hinweis: Ohne nachgewiesene Teilnahme an beiden Sicherheitsunterweisungen darf mit den praktischen Arbeiten nicht begonnen werden. Für laborpraktische Arbeiten: Nach der Gefahrstoffverordnung ist Voraussetzung zur Teilnahme am Praktikum die nachgewiesene Teilnahme an einer Sicherheitsunterweisung, die nicht länger als ein Jahr zurückliegt. Solche Sicherheitsunterweisungen werden vom Fachbereich Chemie in regelmäßigen Abständen angeboten; Ort und Zeit werden rechtzeitig durch Aushang und im Internet bekanntgegeben. Zusätzlich zu dieser Allgemeinen Sicherheitsunterweisung findet zu Praktikumsbeginn und als Bestandteil des Praktikums eine auf die Besonderheiten des Praktikums zugeschnittene spezielle Sicherheitsunterweisung statt. Ohne nachgewiesene Teilnahme an dieser speziellen Sicherheitsunterweisung darf mit den praktischen Arbeiten nicht begonnen werden.

8. Prüfung

Benotete schriftliche Ausarbeitung (Gewichtung: 10 CP); Vortrag über die Arbeit (30 min, Gewichtung 6 CP)


Mindestens mit Note 4,0 bewertete Masterarbeit


100 %-Wichtung


Jedes Semester


Dozenten des Fachbereichs Chemie


*Die Bearbeitungszeit für die Masterarbeit beträgt für Studierende des Lehramts an Realschulen Plus 4 Monate. Sonstige Informationensind auf den Internetseiten der Arbeitsgruppen des Fachbereichs Chemie erhältlich.

Wahlpflichtmodule

Toxikologie II

Pharmakologie I und II

„Bereichsfach Naturwissenschaften“ Teil a) und Teil b) oder c)

Anmerkung: Hier können auch die angebotenen Veranstaltungen des Fachbereichs Physik

belegt werden.

Biophysik I

Das Verzeichnis enthält eine Liste empfohlener Module, die ohne weitere Genehmigung als

Wahlpflichtveranstaltungen angerechnet werden. Den Studierenden wird jedoch mit Nachdruck

empfohlen aus der Gesamtheit aller Modulverzeichnisse der Bachelor- bzw. Master- Studiengänge

der Technischen Universität Kaiserslautern insbesondere solche Module auszuwählen, die zur

Ausbildung eines persönlichen Profils beitragen und die Berufsqualifikation fördern. Bei Wahl eines

Moduls, das nicht in dem Verzeichnis enthalten ist, kann das Modul der Wahl auf Antrag an den

Prüfungsausschuss mit ausreichendem zeitlichem Vorlauf vor Semesterbeginn durch den

Prüfungsausschuss genehmigt werden.

Da sich die Modulinhalte anderer Fachbereiche ändern können, wird keine Gewähr für die Aktualität

des Verzeichnisses übernommen. Auch können sich die Leistungspunkte der Module anderer

Fächer geändert haben. Studierende haben daher selbst bei Wahl eines Wahlpflichtmoduls jeweils

die aktuellste Fassung einer Modulbeschreibung für die Planung des Studiums heranzuziehen.

Gültig sind daher nur Modulbeschreibungen des Semesters, in welchem das freie Wahlpflichtmodul

belegt wird, einschließlich der dort ausgewiesenen Leistungspunkteanzahl.

Documents

Beispiel für eine Modulbeschreibung · 2.5. Komplexometrie 2.5.1. Lewis-Säuren und Basen, Grundlagen der Komplexchemie (Stärken von Lewis-Säuren und –Basen, HSAB-Konzept, Definition