Modulhandbuch Technische Chemie - th-koeln.de · 4.4 4 4 Praktikum Analytische Chemie 4 4 3.7 4 4 Schlüsselqualifikation B (Teil 2) (4) 2 4.5 4 4 Wahlpflichtmodul 1 5 4 4.6 4 4 Wahlpflichtmodul

Fachhochschule Köln | Campus Leverkusen | Fakultät für Angewandte Naturwissenschaften

Modulhandbuch Technische Chemie_Endversion mit FP_130110.docx 1

Modulhandbuch der Fakultät für Angewandte Naturwissenschaften

der Fachhochschule Köln | Campus Leverkusen für den Studiengang Technische Chemie

(Bachelor of Science)

Stand: 10.01.2013



Inhaltsverzeichnis Module Technische Chemie

Modul Sem. voll

Sem. dual

Name ECTS SWS

1. Fach-Semester

1.1 1 1a Allgemeine und Anorganische Chemie 9 8 1.2 1 1b Organische Chemie 5 4 1.3 1 1a Mathematik Grundlagen 5 4 1.4 1 1b Physik 9 8 1.5 1 1b Schlüsselqualifikation A (Teil 1) 4 2 Summe 32 26

2. Fach-Semester

2.1 2 2a Physikalische Chemie 9 8 2.2 2 2b Biochemie 5 4 2.3 2 2a Spezielle Mathematik 5 4 2.4 2 2b Thermische Verfahrenstechnik 5 4 2.5 2 2a Praktikum Organische Chemie 4 4 1.5 2 2b Schlüsselqualifikation A (Teil 2) (4) 2 Summe 28 26

3. Fach-Semester

3.1 3 3 Spezielle Anorganische Chemie 5 4 3.2 3 3 Mechanische Verfahrenstechnik 5 4 3.3 3 3 Chemische Reaktionstechnik 5 4 3.4 3 3 Spezielle Organische Chemie 5 4 3.5 3 3 Praktikum Verfahrenstechnik 4 4 3.6 3 3 Praktikum Biochemie 4 4 3.7 3 3 Schlüsselqualifikation B (Teil 1) 4 2 Summe 32 26



Modul Sem. voll

Sem. dual Name ECTS SWS

4. Fach-Semester

Freiwilliges Praxissem

ester 30 Credits

4.1 4 4 Chemische Verfahrensentwicklung 5 4 4.2 4 4 Analytische Chemie 5 4 4.3 4 4 Praktikum Reaktionstechnik 4 4 4.4 4 4 Praktikum Analytische Chemie 4 4 3.7 4 4 Schlüsselqualifikation B (Teil 2) (4) 2 4.5 4 4 Wahlpflichtmodul 1 5 4 4.6 4 4 Wahlpflichtmodul 2 5 4 Summe 28 26

5. Fach-Semester 5.1 5 5 Chemische Prozesskunde 5 4 5.2 5 5 Praxis-Projekt 1 6 6 5.3 5 5 Wahlpflichtmodul 3 5 4 5.4 5 5 Wahlpflichtmodul 4 5 4 5.5 5 5 Wahlpflichtmodul 5 5 4 5.6 5 5 Wahlpflichtmodul 6 (Praktikum) 4 4 Summe 30 26

6. Fach-Semester 6.1 6 6 Praxis-Projekt 2 15 12 6.2 6 6 Bachelorarbeit 12 12 6.3 6 6 Bachelor-Seminar 3 2 Summe 30 26

Teil 1 – Pflichtmodule Teil 2 – Wahlpflichtmodule Teil 3 – Schlüsselqualifikationsmodul



Teil 1 – Pflichtmodule



Titel des Moduls: Allgemeine und Anorganische Chemie Modul- Nummer

1.1

Workload

270 h

Credits

9

Studien- semester 1. Semester

Häufigkeit des Angebots jedes WiSe

Dauer 1 Semester

1 Lehrveranstaltungen

a) V - 2 SWS b) Ü - 2 SWS c) P - 4 SWS

Kontaktzeit

a)+b) 60 h

c) 40 h

Selbststudium

a)+b) 90 h

c) 80 h

Geplante Gruppengröße

60 Vollzeit + 20 dual Studierende

2 Lernergebnisse / Kompetenzen

Die Studierenden sind in der Lage

• den Aufbau von Atomen und einfachen Molekülen unter Zuhilfenahme verschiedener Modellvorstellungen zu beschreiben und die Typen chemischer Bindung zu erklären.

• mittels einfacher Modelle die Konnektivitäten und Strukturen ausgewählter Verbindungen und deren Änderung in einfachen chemischen Reaktionen abzuleiten und zu erklären.

• die Stärken von Säuren und Basen abzuschätzen und einfache pH-Wert Berechnungen in gepufferten Lösungen durchzuführen.

• einfache chemische Reaktionen und Prozesse im Labor, in der Technik und in der Umwelt zu beschreiben.

• sicher in einem chemischen Labor zu arbeiten, mögliche Gefahren selbstständig zu erkennen und diese abzustellen.

• die Prinzipien des experimentellen Arbeitens mit Chemikalien und einfachen chemisch-analytischen Geräten in gegebenen Versuchsanordnungen anzuwenden.

• einfache Verbindungen anhand vorgegebener Vorschriften zu synthetisieren.

• Analyse- und Messergebnissen zu erarbeiten, und diese nach wissenschaftlichen Methoden zu analysieren, zu bewerten und in Ergebnisprotokollen zusammenzufassen, und

• im Rahmen kleiner Gruppen Arbeitsprozesse zu definieren, erzielte Einzelergebnisse zu kombinieren und vorausschauend hierbei auftretende Probleme im Team zu lösen.

3 Inhalte

• Atombau und Periodensystem: RUTHERFORD-BOHR´sches Atommodell, periodische Anord-nung der Elemente, Periodizität ausgewählter Eigenschaften, Zusammenhang zwischen Elektronenkonfiguration und Eigenschaften

• Quantitative Beziehungen: Atom- und Molekülmassen, stöchiometrische Berechnungen

• Chemische Bindung: Atombindung, Oktettregel, Oktetterweiterung, Lewis-Formeln, VSEPR-Modell, Ionenbindung, metallische Bindung, koordinative Bindung, van-der-Waals-Kräfte und Wasserstoffbrückenbindung

• Aggregatzustände: Festkörper, einfache Kristallstrukturen, Gitterenergien; Flüssigkeiten und Lösungen, Stoffgemische

• Chemisches Gleichgewicht: thermodynamische Grundbegriffe, Massenwirkungsgesetz, Prinzip von LE CHÂTELIER, Einfluss von Druck, Temperatur und Katalysatoren, Fällungsreak-tionen, Löslichkeit, Säure-Basen-Gleichgewichte, Puffer, pH-Wert, Indikatoren, Redoxreakti-onen, Grundlagen der Elektrochemie

• Chemie ausgewählter Haupt- und Nebengruppenelemente: z.B. Wasserstoff, Halogene, Sauerstoff, Silber, Eisen, Mangan

• Laborpraktische Experimente:

o Ein- oder zweistufige Synthesen einfacher Verbindungen

o Versuche zum Umgang mit den Begriffen Molarität und Konzentration



o Titrationen unter Verwendung von Säure-Base-, Redox- und Komplexbildungsreaktionen zur Konzentrationsbestimmung bekannter Komponenten in wässrigen Lösungen

o Einfache nasschemische Analysen und vereinfachter Trennungsgang unbekannter fester Proben zur qualitativen Identifizierung der enthaltenen Kationen und/oder Anionen

o Durchführung und Interpretation einfacher Redox- und/oder Komplexbildungsreaktionen

o Quantitative Untersuchung von Lösungen mittels instrumenteller Analysengeräte, wie z.B. pH- und Leitfähigkeitsmessgeräten

4 Lehrformen

• Seminaristischer Unterricht und Übungen

• Erarbeitung der Modulinhalte in Selbststudium und Gruppenarbeit

• Durchführung laborpraktischer Versuche i.d.R. in Kleingruppen ggf. unter Anleitung

• Ausarbeitung von Versuchsberichten im Team

5 Teilnahmevoraussetzungen

• Keine

6 Prüfungsformen

• Schriftliche Klausurarbeit (Note entspricht der Modulnote) sowie kurze mündliche Prüfungen (Testate) und Versuchsberichte (Protokolle) im laborpraktischen Teil (werden mit „bestan-den“/“nicht bestanden“ bewertet)

7 Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten

• Bestandene Klausur und bestandener laborpraktischer Teil (bei Nichtbestehen eines der beiden Teile muss nur dieser wiederholt werden)

8 Verwendung des Moduls (in anderen Studiengängen)

• Keine

9 Stellenwert der Note für die Endnote

• Note geht als Mittelwert aller Modulnoten mit 75% ein.

10 Modulbeauftragte/r und hauptamtlich Lehrende

• Prof. Dr. D. Burdinski

11 Sonstige Informationen / Literaturempfehlungen

• pdf-Dateien der Vorlesung und des Praktikumsskripts im Web unter ILIAS

Empfohlene Literatur (jeweils neueste Auflage):

• Riedel: Allgemeine und Anorganische Chemie, Verlag: Walter de Gruyter

• Brown, LeMay, Bursten: Chemie, Verlag: Pearson Studium

• Atkins, Jones: Chemie – einfach alles, Verlag: Wiley-VCH

• Binnewies, Jäckel, Willner, Rayner-Canham: Allgemeine und Anorganische Chemie, Verlag: Spektrum



Titel des Moduls: Organische Chemie Modul- Nummer

1.2

Workload

150 h

Credits

5



Dauer 1 Semester


a) V - 2 SWS b) Ü - 2 SWS

Kontaktzeit

60 h

Selbststudium

90 h




Die Studierenden

• sind in der Lage den Zusammenhang zwischen der Struktur organischer Moleküle und deren Funktion sowie Reaktivität wiederzugeben, zu analysieren und zu evaluieren.

• kennen die räumliche Anordnung von organischen Molekülen, wissen um deren Bedeutung und können Sie korrekt benennen und zeichnen.

• kennen die grundlegendsten Reaktionsklassen und die ersten wichtigen Verbindungsklas-sen. Anhand dieser Kenntnisse können die Studierenden Reaktionswege korrekt vorhersa-gen und Aussagen über die Natur der entstehenden Produkte treffen.

3 Inhalte

• Zusammenhänge zwischen Struktur und Funktion

o Bindungen, Reaktivität, Stereochemie

• Organische Reaktionsklassen

o Radikalische, polare und pericyclische Reaktionen.

• organische Verbindungsklassen

o organische Reaktionsmechanismen und Reaktionen von Alkanen, Halogenalkanen und Alkenen

4 Lehrformen

• Seminaristischer Unterricht, Übungen, ggf. Kurzreferate


• Keine

6 Prüfungsformen

• Schriftliche Klausurarbeit


• Bestandene Modulprüfung


• Keine


• Note geht als Mittelwert aller Modulnoten mit 75% ein




• Prof. Dr. M. Leimenstoll


• pdf-Files der Vorlesungsfolien und des Skriptes für das Fach im Web unter ILIAS


• K.P. Vollhardt, N.E. Schore, Organische Chemie, 4. Auflage, Wiley-VCH, Weinheim, 2005

• A. Streitwieser, C.H. Heathcock, E.M. Kosower, Organische Chemie, 2. Auflage, Wiley-VCH, Weinheim, 1994

• F.A. Carey, R.J. Sundberg, Organische Chemie, 1. Auflage, Wiley-VCH, Weinheim, 1995

• R. Brückner, Reaktionsmechanismen, 3. Auflage, Spektrum Verlag, Heidelberg, 2004

• R.T. Morrison, R.N. Boyd, Lehrbuch der Organischen Chemie, 3. Auflage, Wiley-VCH, Weinheim, 1986

• H. Hart, L.E. Craine, D.J. Hart, C.M. Hadad, Organische Chemie, 3. Auflage, Wiley-VCH, Weinheim, 2007.

• B. König, H. Butenschön Organische Chemie, Wiley-VCH, Weinheim, 2007.



Titel des Moduls: Mathematik Grundlagen Modul- Nummer

1.3

Workload

150 h

Credits

5



Dauer 1 Semester


a) V – 2 SWS b) Ü – 2 SWS

Kontaktzeit

60 h

Selbststudium

90 h




Die Studierenden

• kennen wichtige mathematische Begriffe, Definitionen und Methoden.

• sind in der Lage, grundlegende mathematische Methoden anzuwenden und Dritten zu erläutern.

3 Inhalte

• Allgemeine mathematische Grundlagen

o Gleichungen, Ungleichungen, lineare Gleichungssysteme

• Zahlenarten

o Ganze Zahlen, Rationale Zahlen, Irrationale Zahlen, Reelle Zahlen, Komplexe Zahlen

• Elementare Funktionen

o Algebraische Funktionen, Transzendente Funktionen

• Differentialrechnung für Funktionen einer Variablen

o Ableitungsregeln, Differential einer Funktion, Anwendung der Differentialrechnung, nume-rische Differentiation

• Integralrechnung für Funktionen einer Variablen

o Bestimmtes Integral, Unbestimmtes Integral, Stammfunktionen und –integrale, Integrati-onsmethoden, Uneigentliches Integral, numerische Integration

4 Lehrformen



• Keine

6 Prüfungsformen





• Keine






• Prof. Dr. J. Wilkens oder Berufung „Verfahrenstechnik“


• pdf-Dateien der Vorlesung im Web unter ILIAS


• Papula, Lothar: Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler (Band 1), Vieweg+Teubner

• Zachmann, Hans Gerhard / Jüngel, Ansgar: Mathematik für Chemiker, Wiley-VCH



Titel des Moduls: Physik Modul- Nummer

1.4

Workload

270 h

Credits

9



Dauer 1 Semester


a) V – 2 SWS b) Ü – 2 SWS c) P – 4 SWS

Kontaktzeit

a)+b) 60 h

c) 40 h

Selbststudium

a)+b) 90 h

c) 80 h




Die Studierenden

• werden befähigt, naturwissenschaftlich zu denken.

• können mit grundlegenden physikalischen Konzepten (wie Erhaltungssätzen) arbeiten.

• lernen qualitativ aus der Betrachtung der physikalischen und mathematischen Modelle die Auswirkungen bestimmter Parameter auf eine Zielgröße abzuschätzen.

• übertragen einfache physikalische Zusammenhänge in die Sprache der Mathematik und lernen diese quantitativ zu beschreiben.

• erfassen idealisierte natürliche Phänomene in physikalischen Gesetzen und beschreiben diese quantitativ.

• kennen die Prinzipien des experimentellen naturwissenschaftlichen Arbeitens.

• sind in der Lage physikalische Experimente praktisch durchzuführen.

• können praktisch ermittelte Messergebnisse in gesuchte physikalische Werte umrechnen.

• können elementare physikalische Zusammenhänge konstruieren.

• können mit anderen zusammen lernen und arbeiten und sich mündlich und schriftlich informieren und austauschen.

• können unter Anleitung arbeiten sowie das eigene und das Handeln anderer einschätzen.

3 Inhalte

• Fehlerrechnung

• Mechanik

o kinematische Grundlagen, Kraft, Impuls, Arbeit, Energie, Leistung, Erhaltungssätze, Stoßprozesse, Drehbewegungen

• Schwingungslehre

o periodische Vorgänge, Bewegungsgleichung, ungedämpfte harmonische Schwingung, gedämpfte Schwingung, erzwungene Schwingung

• Wellenlehre

o Grundbegriffe, Energietransport, Ausbreitung, Interferenz

• Optik

o geometrische Optik, Abbildung, Spiegel, Linsen, Lupe, Mikroskop

• Wellenoptik

o Reflexion, Brechung, Dispersion, Interferenz, Beugung, Polarisation

• Elektrizitätslehre

o Ladungen, Coulomb-Kraft, elektrisches Feld, elektrischer Dipol, Potential, Spannung, Strom, Widerstand, Kirchhoff‘sche Regeln, Elektromagnetismus, Wechselstrom, Induktion



• Laborpraktische Experimente

o Anwendung der Fehlerrechnung

o Einführung in experimentelles naturwissenschaftliches Arbeiten

o Mechanik

o Optik

o Elektrizitätslehre

o Wärmelehre, Energieerhaltung

4 Lehrformen






• Keine

6 Prüfungsformen





• Keine




• Prof. Dr. B. Glüsen


• pdf-Files der Vorlesungsfolien für das Fach im Web unter ILIAS


• D.C. Giancoli, Physik: Lehr- und Übungsbuch, Pearson Studium, 3. Aufl. 2009

• P.A. Tipler, G. Mosca, Physik, Spektrum Verlag, Heidelberg, 6. Aufl., 2009.

• D. Halliday, R. Resnick, J. Walker, Physik, Wiley-VCH, Weinheim, 2. Aufl., 2009.



Modul 1.5 – siehe Teil 3 „Schlüsselqualifikationen“



Titel des Moduls: Physikalische Chemie Modul- Nummer

2.1

Workload

270 h

Credits

9


Häufigkeit des Angebots jedes SoSe

Dauer 1 Semester


a) V - 2 SWS b) Ü - 2 SWS c) P – 4 SWS

Kontaktzeit

a)+b) 60 h

c) 40 h

Selbststudium

a)+b) 90 h

c) 80 h



2 Lernziele / Kompetenzen

Die Studierenden erlernen

• das Verhalten idealer und realer Gase mathematisch zu beschreiben.

• die Hauptsätze der Thermodynamik sowie Phasendiagramme und Phasengleichgewichte.

• das chemische Gleichgewicht und Grundzüge der Gleichgewichtselektrochemie.

• die Grundlagen der kinetischen Gastheorie und zentrale Begriffe der Kinetik.

Die Studierenden

• erhalten ein grundlegendes Verständnis physikalisch-chemischer Prozesse.

• untersuchen selbstständig thermodynamische Phänomene.

• analysieren Phasengleichgewichte und bestimmen experimentell Gleichgewichtskonstanten.

• setzen kolligative Eigenschaften sowie die Oberflächenspannung zur Stoffanalyse ein.

• dokumentieren, analysieren und bewerten die durchgeführten Experimente.

• können im Team arbeiten, sich mündlich und schriftlich informieren und auszutauschen.

3 Inhalte

• Das Verhalten der Gase

o Ideales Gasgesetz, das Verhalten realer Gase und die van-der-Waals’sche Gleichung

• Der 1. und 2. Hauptsatz der Thermodynamik

o Die Begriffe System, Zustandsgröße und Zustandsfunktion

o Wärme, Arbeit und Innere Energie

o Wärmekapazität und Kalorimetrie, Standardbildungsenthalpien

o Entropie, Freie Energie und Freie Enthalpie und thermodynamische Kreisprozesse

• Phasendiagramme und Phasengleichgewichte

o Das chemische Potential, Gibbs Regel und Clausius-Clapeyronsche Gleichung

o Kolligative Eigenschaften

• Das Chemische Gleichgewicht

o Freie Reaktionsenthalpie, exotherme und exergone Reaktionen

o Gleichgewichtskonstanten und das Prinzip von Le Chatelier

o Gleichgewichts-Elektrochemie

• Reaktionskinetik

o Kinetische Gastheorie und Maxwell’sche Geschwindigkeitsverteilung

o Reaktionsordnung und Geschwindigkeitsgesetze

o Temperaturabhängigkeit von K: Aktivierungsenergie



• Thermodynamische Untersuchungen

o Bestimmung der Verdampfung- und Verbrennungsenthalpien im Kalorimeter

• Analyse von Phasengleichgewichten

o Dampfdruckbestimmung im idealen System

o Siedediagramm von binären Mischungen, Bestimmung des kritischen Punktes

• Bestimmung von Gleichgewichtskonstanten

o Komplexbildungskonstante über Titration und Leitfähigkeit

o Löslichkeitsprodukt und Dissoziationsgleichgewicht

• Messung kolligativer Eigenschaften

o Siedepunktserhöhung und Gefrierpunktserniedrigung, Osmose und Dialyse

• Untersuchungen zu Oberflächenspannung, CMC und Kontaktwinkelmessung

• Kinetische Untersuchungen von Reaktionen 4 Lehrformen






• Keine

6 Prüfungsformen





• Keine




• Prof: Dr. B. Glüsen




• P. W. Atkins: Physikalische Chemie, ISBN: 978-3527315468

• Th. Engel u. Ph. Reid, .Physikalische Chemie, ISBN: 978-3868940398



Titel des Moduls: Biochemie Modul- Nummer

2.2

Workload

150 h

Credits

5



Dauer 1 Semester



Kontaktzeit

60 h

Selbststudium

90 h




Die Studierenden erlernen

• die Strukturen und Funktionen der wichtigsten biologischen Moleküle.

• den grundlegenden Aufbau und die Funktion einer Zelle, die Evolution der Lebewesen.

• die Speicherung und den Fluss der genetischen Information.

• die Funktionsweise von Enzymen und die grundlegenden Stoffwechselwege.


• die biochemischen Vorgänge in lebenden Zellen und die Funktionen der wichtigsten biologischen Moleküle zu erklären.

3 Inhalte

• Biologisch wichtige Moleküle

o Aminosäuren und Proteine, Helix- und Faltblattstrukturen

o Monosaccharide, Polysaccharide, Gerüst und Speicherstoffe

o Nucleinsäuren, DNA und RNA, Doppelhelixstruktur

o Fettsäuren, Glycerin und Lipide

• Aufbau und Funktion der Zelle

o Zellmembran, Zellwand, Zellkern, Mytochondrien und Cytosol, Kompartimentierung

o Tree of Life und Evolution des Lebens

• Speicherung und Fluss der genetischen Information

o Replikation und Reparatur der DNA, DNA Polymerasen

o Transkription der DNA, RNA Polymerasen und Translation der RNA, Ribosom-Komplexe

• Enzyme

o Enzymkinetik, Michaelis-Menten Gleichung

o Katalytische Mechanismen, aktive Zentren, Cofaktoren

• Stoffwechselwege

o Glykolyse, Citratzyklus und oxidative Phosphorylierung

o Übersicht der anabolen und katabolen Stoffwechselwege

4 Lehrformen

• Seminaristischer Unterricht und Übungen, ggf. Präsentationen





• Formal: Keine

• Inhaltlich: Modul „Organische Chemie“

6 Prüfungsformen

• Schriftliche Klausurarbeit (benotete Modulprüfung) sowie mündliche Prüfungen


• Bestandene Modulprüfung und bestandenes Praktikum (bei Nichtbestehen eines der beiden Teile muss nur dieser wiederholt werden)


• Keine



10 Modulbeauftragter und hauptamtlich Lehrender

• Prof. Dr. U. Schörken




• Berg, Tymoczko, Stryer: Biochemie, ISBN 978-3-8274-1800-5;

• Voet; Voet; Pratt; Beck-Sickinger; Hahn: Lehrbuch der Biochemie, ISBN 978-3-527-32667-9;

• Fuchs: Allgemeine Mikrobiologie, begründet von H.-G. Schlegel, ISBN 978-3-13-444608-1;

• Renneberg, Süßbier: Biotechnologie für Einsteiger; ISBN 978-3-8274-2045-9

• Bisswanger: Enzymkinetik - Theorie und Methoden, ISBN 978-3527300969



Titel des Moduls: Spezielle Mathematik Modul- Nummer

2.3

Workload

150 h

Credits

5



Dauer 1 Semester



Kontaktzeit

60 h

Selbststudium

90 h




Die Studierenden

• sind fähig, fortgeschrittene mathematische Methoden anzuwenden und Dritten zu erläutern

• sind in der Lage, mit mathematischen Hilfsmitteln (z.B. Formelsammlung) umzugehen und damit selbständig neue Fragestellungen zu lösen

3 Inhalte

• Vektoralgebra

o Vektoroperationen, Skalarprodukt, Vektorprodukt, Spatprodukt

• Matrizen und Determinanten

o Rechenoperationen für Matrizen und Determinanten, Lösbarkeit von linearen Gleichungs-systemen

• Potenzreihenentwicklung

o Unendliche Reihen, Potenzreihen, Taylor-Reihen

• Differential- und Integralrechnung für Funktionen von mehreren Variablen

o Partielle Ableitungen, Differentiation mittelbarer Funktionen, Totales Differential, Doppel- und Dreifachintegrale

• Gewöhnliche Differentialgleichungen

o Grundlagen, Differentialgleichungen 1. und 2. Ordnung, numerische Lösungsverfahren

4 Lehrformen


5 Teilnahmevoraussetzungen:

• Formal: Keine

• Inhaltlich: Modul „Mathematik Grundlagen“

6 Prüfungsformen





• Keine










• Papula, Lothar: Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler (Band 1-3), Vieweg+Teubner

• Zachmann, Hans Gerhard / Jüngel, Ansgar: Mathematik für Chemiker, Wiley-VCH



Titel des Moduls: Thermische Verfahrenstechnik Modul- Nummer

2.4

Workload

150 h

Credits

5



Dauer 1 Semester



Kontaktzeit

60 h

Selbststudium

90 h




Die Studierenden

• kennen die wesentlichen Grundoperationen der thermischen Verfahrenstechnik.

• beherrschen grundlegende Methoden und Herangehensweisen zur Lösung thermisch verfahrenstechnischer Aufgabenstellungen.

3 Inhalte

• Mischphasenthermodynamik

• Wärmetauscher

• Destillation und Rektifikation

o binäre Mischungen, ternäre Mischungen, Dampfdruck

• Extraktion

o einstufige, Kreuzstrom- und Gegenstromextraktion, Flüssig/Flüssig-Extraktion

• Adsorption

4 Lehrformen



• Formal: Keine

• Inhaltlich: Modul „Physikalische Chemie“

6 Prüfungsformen





• Keine




• N.N., Berufung „Verfahrenstechnik“



11 Sonstige Informationen / Literaturempfehlung



• B. Lohrengel, Einführung in der thermischen Trennverfahren, Oldenbourg-Verlag, München, 2007.

• A. Behr, D.W. Agar, J. Jörissen, Einführung in die Technische Chemie, Spektrum Akademi-scher Verlag,Heidelberg, 2010.

• M. Jakubith, Chemische Verfahrenstechnik, Wiley-VCH, Weinheim.

• M. Jakubith, Grundoperationen und chemische Reaktionstechnik, Wiley-VCH, Weinheim.

• J. Gmehling, A. Brehm: Grundoperationen (Lehrbuch der Technischen Chemie Band 2), ISBN 3-13-687401-3, Georg Thieme Verlag, Stuttgart.



Titel des Moduls: Praktikum Organische Chemie Modul- Nummer

2.5

Workload

120h

Credits

4



Dauer 1 Semester


c) P - 4 SWS

Kontaktzeit

80 h

Selbststudium

40 h




Die Studierenden

• kennen die für organisch-chemische Reaktionen typischen Labortechniken.

• haben ein grundlegendes Verständnis vom Ablauf organisch-chemischen Reaktionen.

• können Synthesevorschriften angemessen erarbeiten und umsetzen.

• wissen um die Bedeutung von sicheren und sauberen Arbeiten im Labor.

• besitzen grundlegende praktische Fertigkeiten zur Bearbeitung der Aufgaben aus dem Bereich Organische Chemie.

• können Ergebnisse nach vorgegebenen Maßstäben beurteilen sowie Zusammenhänge herstellen.

• können in einer Gruppe mitwirken sowie Anregungen und Kritik aufnehmen und äußern.

• können in mündlicher und schriftlicher Kommunikation situationsgerecht agieren und reagieren.

• können im Rahmen des Inhaltes des Modules weitgehend unter Anleitung verantwortungs-bewusst arbeiten und das eigene sowie das Handeln anderer einschätzen.

3 Inhalte:

• organisch-chemische Labortechniken

• organisch-chemische Reaktionsmechanismen

• organische Synthesen

• Reaktionen von funktionellen Gruppen

4 Lehrformen

• Erarbeitung der Versuchsinhalte im Selbststudium

• Gruppenarbeit

• Eigenständige Durchführung der Versuche im Labor unter Anleitung

• Ausarbeitung von Versuchsberichten


• Formal: Keine

• Inhaltlich: Modul „Organische Chemie“, Praktika „Anorganische Chemie“ und „Physik“

6 Prüfungsformen

• Versuchsprotokolle, eigenständig synthetisierte Präparate und mündliche Kolloquien (werden mit „bestanden“ bzw. „nicht bestanden“ bewertet)






• Keine


• Keine Note

10 Modulbeauftragte/r und hauptamtlich Lehrende:



• Praktikumsskript im Web unter ILIAS


• E. Fanghänel et al. Organikum, 23. Aufl., Wiley-VCH, Weinheim, 2009

• http://www.ioc-praktikum.de/

• R. Brückner et al. Praktikum Präparative Organische Chemie, Spektrum Verlag, Heidleberg, 2008






Titel des Moduls: Spezielle Anorganische Chemie Modul- Nummer

3.1

Workload

150 h

Credits

5



Dauer 1 Semester



Kontaktzeit

60 h

Selbststudium

90 h





• mittels Ihres vertieften Verständnisses der Gesetzmäßigkeiten in der Chemie und der wesentlichen Eigenschaften wichtiger anorganischer Verbindungen, komplexe chemische Reaktionen und Prozesse im Labor und in der Technik zu beschreiben und zu erklären.

• mittels fortgeschrittener Modelle die Konnektivitäten und Strukturen niedermolekularer Verbindungen und deren Änderung in chemischen Reaktionen zu erklären und vorherzusa-gen, und

• chemische Reaktionen zwischen gegebenen Verbindungen vorauszusagen und zu erklären, warum alternative Reaktionswege nicht beschritten werden.

3 Inhalte

• Chemie der Hauptgruppenelemente:

o Wasserstoff (Gewinnung, Isotope, einfache Verbindungen)

o Edelgase (Vorkommen, Gewinnung, physikalische und chemische Eigenschaften)

o Halogene (Vorkommen, Gewinnung, Wasserstoff- und Sauerstoff-Verbindungen)

o Chalkogene (Sauerstoff, Schwefel, wichtige S-H-, S-O- und S-Halogen-Verbindungen)

o Pentele (Stickstoff, N-H- und N-O-Verbindungen, Phosphor, P-H- und P-O-Verbindungen)

o Tetrele (Kohlenstoff, C-O-, C-S- und C-Halogen-Verbindungen, Silizium, Silane, Kiesel-säuren, Silikate, Zinn, Blei)

o Erdmetalle (Bor, Borane, B-O- und B-Halogen-Verbindungen, Aluminium und ausgewähl-te Al-Verbindungen)

o Erdalkali- und Alkalimetalle (Vorkommen, Darstellung, physikalische und chemische Eigenschaften, wichtige Verbindungen und Anwendungen)

• Übergangsmetall- und Koordinationschemie

o Prinzipien der Koordinationschemie

o Koordinationszahl und Struktur

o Komplexbildung und Komplexstabilität

o Koordinative Bindung: Valenzbindungs- und Ligandenfeldtheorie

• Systematisierung in der Haupt- und Nebengruppenchemie

4 Lehrformen





• Formal: keine

• Inhaltlich: Module „Allg. & Anorg. Chem.“, und „Phys. Chem.“ sollten bestanden sein.

6 Prüfungsformen





• Keine





11 Sonstige Informationen /Literaturempfehlungen



• Riedel, Janiak: Anorganische Chemie, Verlag: Walter de Gruyter

• Holleman, Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie, Verlag: Walter de Gruyter

Zusatzliteratur:

• Housecroft, Sharpe: Anorganische Chemie, Verlag: Pearson Studium

• Steudel: Chemie der Nichtmetalle, Verlag: Walter de Gruyter

• Huheey, Keiter, Keiter: Anorganische Chemie, Verlag: Walter de Gruyter



Titel des Moduls: Mechanische Verfahrenstechnik Modul- Nummer

3.2

Workload

150 h

Credits

5



Dauer 1 Semester



Kontaktzeit

60 h

Selbststudium

90 h




Die Studierenden

• kennen die wesentlichen Grundoperationen der mechanischen Verfahrenstechnik.

• beherrschen grundlegende Methoden und Herangehensweisen zum Verständnis bzw. zur Lösung mechanisch-verfahrenstechnischer Aufgabenstellungen und können sie Dritten erläutern.

3 Inhalte

• Fluidmechanik

o Statik und Dynamik von Fluiden, Strömung realer Fluide, Druckverluste

• Fördern von Flüssigkeiten

• Oberflächenvergrößerung

o Zerkleinerung von Feststoffen

• Flüssigkeitsabtrennung

o Schwerkraft- und Fliehkraftsedimentation, Filtration

• Zerlegung von Feststoffgemischen

o Siebklassieren, Sichten

• Verfahren zur Stoffvereinigung

o Mischen, Rührbehälter, Rühr-Charakteristiken, Scale-Up

4 Lehrformen



• Keine

6 Prüfungsformen





• Keine






• Prof. Dr. J. Wilkens




• Stieß, Matthias: Mechanische Verfahrenstechnik (Band 1 und 2), Springer

• Vauck, Wilhelm / Müller, Hermann: Grundoperationen chemischer Verfahrenstechnik, Wiley-VCH

• Müller, Walter: Mechanische Grundoperationen und ihre Gesetzmäßigkeiten, Oldenbourg



Titel des Moduls: Chemische Reaktionstechnik Modul- Nummer

3.3

Workload

150 h

Credits

5



Dauer 1 Semester



Kontaktzeit

60 h

Selbststudium

90 h




Die Studierenden

• kennen die wesentlichen Typen chemischer Reaktoren.

• beherrschen grundlegende Methoden und Herangehensweisen zum Verständnis bzw. zur Lösung reaktionstechnischer Aufgabenstellungen und können sie Dritten erläutern.

3 Inhalte

• Grundlagen der chemischen Reaktionstechnik

o Stöchiometrie, Thermodynamik und Reaktionskinetik

• Stoff- und Wärmebilanzen

• Verweilzeitverhalten

o Modelle für ideale und nichtideale Reaktoren

• Reaktoren für homogene Reaktionen

o isotherme und nichtisotherme Reaktoren

4 Lehrformen



• Keine

6 Prüfungsformen





• Keine










• Müller-Erlwein, Erwin: Chemische Reaktionstechnik, Vieweg+Teubner

• Hertwig, Klaus / Martens, Lothar: Chemische Verfahrenstechnik, Oldenbourg

• Emig, Erwin / Klemm, Elias: Technische Chemie, Springer

• Hagen, Jens: Chemiereaktoren, Wiley-VCH



Titel des Moduls: Spezielle Organische Chemie Modul- Nummer

3.4

Workload

150 h

Credits

5



Dauer 1 Semester



Kontaktzeit

60 h

Selbststudium

90 h




Die Studierenden

• beherrschen die wichtigsten Reaktionswege der bedeutendsten Verbindungsklassen und können erklären, wie sich organische Verbindungen während einer Reaktion umlagern können und welche Konsequenzen dies auf mögliche Produkte hat.

• können ökonomisch und ökologisch zweckmäßige Synthesen komplex aufgebauter Verbindungen planen.

3 Inhalte:

• organische Reaktionsmechanismen und Reaktionen von

o Alkinen, Alkoholen, Carbonylverbindungen, Carbonsäuren und Derivate, Amine und Derivate sowie Heterocyclen.

• Umlagerungen

• Syntheseplanung

o Retrosynthese, Schutzgruppen

4 Lehrformen



• Formal: Keine

• Inhaltlich: Modul „Organische Chemie“, Praktikum „Organische Chemie“

6 Prüfungsformen





• Keine



10 Modulbeauftragte/r und hauptamtlich Lehrende:





• pdf-Files der Vorlesungsfolien und des Skriptes für das Fach im Web unter ILIAS


• K.P. Vollhardt, N.E. Schore, Organische Chemie, 4. Auflage, Wiley-VCH, Weinheim, 2005

• A. Streitwieser, C.H. Heathcock, E.M. Kosower, Organische Chemie, 2. Auflage, Wiley-VCH, Weinheim, 1994

• F.A. Carey, R.J. Sundberg, Organische Chemie, 1. Auflage, Wiley-VCH, Weinheim, 1995

• R. Brückner, Reaktionsmechanismen, 3. Auflage, Spektrum Verlag, Heidelberg, 2004

• R.T. Morrison, R.N. Boyd, Lehrbuch der Organischen Chemie, 3. Auflage, Wiley-VCH, Weinheim, 1986

• H. Hart, L.E. Craine, D.J. Hart, C.M. Hadad, Organische Chemie, 3. Auflage, Wiley-VCH, Weinheim, 2007.

• B. König, H. Butenschön Organische Chemie, Wiley-VCH, Weinheim, 2007.



Titel des Moduls: Praktikum Verfahrenstechnik Modul- Nummer

3.5

Workload

120 h

Credits

4



Dauer 1 Semester


c) P - 4 SWS

Kontaktzeit

32 h

Selbststudium

88 h





• grundlegende verfahrenstechnische Arbeitstechniken in einem Experiment anzuwenden.

• Versuche nach Anleitung und in Teamarbeit durchzuführen.

• experimentelle Daten zielgerichtet nach vorgegebenen wissenschaftlichen Methoden auszuwerten.

• experimentelle Daten problemorientiert nach vorgegebenen Maßstäben zu interpretieren.

• experimentelle Daten und daraus abgeleitete Schlussfolgerungen in einem strukturierten Versuchsbericht knapp und präzise darzustellen.

3 Inhalte

• Fluidmechanik

o Bernoulli-Gleichung, Venturi-Rohr, Auslaufbehälter, Strömungsdruckverluste

• Feststoffzerkleinerung und -charakterisierung

o Mahlen, Siebklassieren, Partikelgrößenbestimmung

• Flüssigkeitsabtrennung

o Sedimentation, Filtration

• Stoffvereinigung durch Rühren

o Primärströmung unterschiedlicher Rührer, Stromstörer, Leistungscharakteristiken, Homo-genisieren, Suspendieren

• Wärmeübertragung

o Gleichstrom-, Gegenstrom- und Kreuzstrom-Wärmetauscher

• Rektifikation

o McCabe-Thiele-Diagramm, Theoretische Bodenzahl bei endlichem und unendlichem Rücklaufverhältnis

• Extraktion

• Theoretische Stufenzahl einer Rührextraktionskolonne in Abhängigkeit von Drehzahl und Zulaufmengen

4 Lehrformen

• Erarbeitung der Versuchsinhalte im Selbststudium und in Gruppenarbeit

• Durchführung der Versuche in Kleingruppen unter Anleitung





• Formal: Keine

• Inhaltlich: Module „Thermische Verfahrenstechnik“ und „Mechanische Verfahrenstechnik“

6 Prüfungsformen

• Versuchsauswertungen und Versuchsberichte (die Leistungen werden mit „bestanden“ bzw. „nicht bestanden“ bewertet)




• Keine


• Keine Note






• pdf-Files der Vorlesungsfolien für die Fächer im Web unter ILIAS

• Reschetilowski, Wladimir: Technisch-chemisches Praktikum, Wiley-VCH

• Patat, Franz / Kirchner, Kurt: Praktikum der Technischen Chemie, de Gruyter



Titel des Moduls: Praktikum Biochemie Modul- Nummer

3.6

Workload

120 h

Credits

4



Dauer 1 Semester


c) P - 4 SWS

Kontaktzeit

40 h

Selbststudium

80 h


20 Studierende 2 Lernergebnisse / Kompetenzen

Die Studierenden erlernen im Praktikum

• grundlegende biochemische und mikrobiologische Arbeitstechniken.

• biotechnologische und molekularbiologische Methoden.


• die biochemischen Vorgänge in lebenden Zellen und die Funktionen der wichtigsten biologischen Moleküle zu erklären.

• Versuche eigenständig nach Anleitung in koordinierter Teamarbeit durchzuführen und nach wissenschaftlichen Methoden auszuwerten und zu protokolliere.

3 Inhalte

• Biochemische Arbeitstechniken

o Pufferherstellung, Proteinreinigung

o Elektrophoretische Trennung von Proteinen, Proteinbestimmungsmethoden

o Extraktion und Analytik von pflanzlichen Inhaltstoffen wie z.B. Farbstoffen

• Mikrobiologisches Arbeiten

o Ausstrich von Mikroorganismen (z.B. Saccharomyces) auf Agarplatten

o Medienherstellung, Anzucht und Aufnahme von Wachstumskurven

• Molekularbiologische Methoden

o Polymerase Chain Reaction (PCR)

o Spezifische DNA-Spaltung mit Restriktionsenzymen, Agarosegel

4 Lehrformen

• Einarbeitung in Versuche im Selbststudium




• Formal: Keine

• Inhaltlich: Modul „Biochemie“

6 Prüfungsformen

• Versuchsauswertungen und Versuchsberichte (die Leistungen werden mit „bestanden“ bzw. „nicht bestanden“ bewertet)






• Keine


• Keine Note

10 Modulbeauftragter und hauptamtlich Lehrender



• pdf-Dateien des Praktikumsskripts im Web unter ILIAS


• Kleber, Schlee, Schöpp: Biochemisches Praktikum – Methoden für Studium, Praxis, Forschung; ISBN 3-437-35020


• Bisswanger: Enzymkinetik - Theorie und Methoden, ISBN 978-3527300969



Modul 3.7 - siehe Teil 3 „Schlüsselqualifikationen“



Titel des Moduls: Chemische Verfahrensentwicklung Modul- Nummer

4.1

Workload

150 h

Credits

5



Dauer 1 Semester



Kontaktzeit

60 h

Selbststudium

90 h




Die Studierenden

• kennen die zentralen Aufgaben und Vorgehensweisen in der chemischen Verfahrensentwick-lung und können Sie Dritten erläutern.

• kennen die elementaren Grundlagen der Mess- und Regelungstechnik und können Rege-lungskonzepte benennen.

• sind in der Lage, wichtige sicherheits- und umweltrelevante Fragestellungen zu formulieren.

3 Inhalte

• Grundlagen der Mess- und Regelungstechnik

o Steuern/Regeln, Reglertypen, Zeitverhalten von Übertragungsgliedern, Messgeräte und Regelorgane

• Charakterisierung chemischer Produktionsverfahren

o Verfahrensgliederung, Darstellung durch Fließbilder

• Gesichtspunkte für Verfahrensauswahl

o Stoff-, Energie-, Sicherheit-, Umwelt- und Werkstoffaspekte, Reaktortyp, Wirtschaftlichkeit

• Verfahrensentwicklung

o Sicherheitstechnische und toxikologische Daten, Stoff- und Energiebilanzen, Versuchsan-lagen, Verfahrensoptimierung, Planung und Bau von Anlagen

• Anlagentechnische Sicherheitskonzepte

o Druckentlastungseinrichtungen, Inertisierung, MSR-Einrichtungen

4 Lehrformen



• Keine

6 Prüfungsformen





• Keine










• Baerns / Behr et al.: Technische Chemie, Wiley-VCH

• Reichwein / Hochheimer / Simic: Messen, Regeln und Steuern, Wiley-VCH

• Ignatowitz / Fastert: Chemietechnik, Europa-Lehrmittel

• Vogel, G. Herbert: Verfahrensentwicklung, Wiley-VCH



Titel des Moduls: Analytische Chemie Modul- Nummer

4.2

Workload

150 h

Credits

5



Dauer 1 Semester



Kontaktzeit

60 h

Selbststudium

90 h





• die Prinzipien instrumenteller Analysemethoden zu beschreiben und sie hinsichtlich ihrer Vor- und Nachteile zu vergleichen.

• den prinzipiellen Aufbau der gängigen Analysegeräte zu erklären und analytische Kenngrö-ßen, wie Nachweisgrenze, Auflösung, Reproduzierbarkeit etc. zu diesen in Beziehung zu setzen.

• geeignete Methoden zur Lösung gegebener analytischer Aufgabenstellungen auszuwählen und deren Vor- und Nachteile hinsichtlich der konkreten Aufgabenstellung gegeneinander abzuwägen, und

• die Bedeutung analytischer Methoden in der industriellen Praxis mittels relevanter Beispiele zu illustrieren.

3 Inhalte

• Klassische Methoden der Analytik

o z.B. Farb- und Fällungsreaktionen, Titrationen

• Aufnahme, Verarbeitung, Aus- und Bewertung analytischer Messdaten

• Elektrochemische Analyseverfahren

o Elektrogravimetrie, Konduktometrie, Potentiometrie

• Grundlagen der Molekülsymmetrie

o Symmetrieelemente, Punktgruppen (SCHÖNFLIES-Symbolik)

• Allgemeiner Aufbau von Spektrometern

• Schwingungsspektroskopie

o Infrarot- und Raman-Spektroskopie, Fourier-Transform-Messtechnik

• Elektronen- und Photoelektronen-Spektroskopie

o UV/Vis-Spektroskopie, Fluoreszenz- und Phosphoreszenz-Spektroskopie, AAS, OES

• Chromatographie

o DC/Säulen-LC/Ionenaustauscher; HPLC, GC

• Massenspektrometrie

o Prinzipien, Ionisierungstechniken, Kopplungstechniken: z.B. GC-MS, HPLC-MS

• Kernresonanzspektroskopie

o Prinzipien, NMR-Techniken, Anwendungen



4 Lehrformen



• Formal: keine

• Inhaltlich: Module „Allg. & Anorg. Chem.“, „Org. Chem.“, „Phys. Chem.“ und „Spez. Anorg. Chem.“ sollten bestanden sein

6 Prüfungsformen





• Keine








• Cammann: Instrumentelle Analytische Chemie - Verfahren, Anwendungen, Qualitätssiche-rung, Verlag: Springer

• Otto: Analytische Chemie, Verlag: Wiley-VCH

• Schwedt: Analytische Chemie - Grundlagen, Methoden und Praxis, Verlag: Wiley-VCH

• Skoog, Leary: Instrumentelle Analytik - Grundlagen, Geräte, Anwendungen, Verlag: Springer



Titel des Moduls: Praktikum Reaktionstechnik Modul- Nummer

4.3

Workload

120 h

Credits

4



Dauer 1 Semester


c) P - 4 SWS

Kontaktzeit

32 h

Selbststudium

88 h





• grundlegende reaktions- und regelungstechnische Arbeitstechniken in einem Experiment anzuwenden.

• Versuche nach Anleitung und in Teamarbeit durchzuführen.

• experimentelle Daten zielgerichtet nach vorgegebenen wissenschaftlichen Methoden auszuwerten.

• experimentelle Daten nach vorgegebenen Maßstäben problemorientiert zu interpretieren.


3 Inhalte

• Verweilzeitverteilung für verschiedene kontinuierliche Reaktortypen

o Rührkessel, Rührkesselkaskade, Rohrreaktor

• Umsatzbestimmung einer chemischen Reaktion für verschiedene kontinuierliche Reaktorty-pen

o Rührkessel, Rohrreaktor

• Thermisches Verhalten eines adiabatischen diskontinuierlichen Rührkessels

o Temperatur/Zeit-Verhalten einer exothermen Zersetzungsreaktion

o Bestimmung der Reaktionsenthalpie und der kinetischen Parameter (Stoßfaktor, Aktivie-rungsenergie)

• Wirbelschichtreaktor

o Fluidisierung, Wärmeübergang

• Ionenaustauscher

o Bestimmung der Austauschkapazität, Untersuchung des Durchschlagverhaltens

• Regelungstechnik

o Einfluß unterschiedlicher Reglerarten und der Reglerparametrierung auf eine Temperatur-Regelstrecke

4 Lehrformen





• Keine



6 Prüfungsformen

• Versuchsauswertungen und Versuchsberichte (die Leistungen werden mit „bestanden“ bzw.

„nicht bestanden“ bewertet)




• Keine


• Keine Note






• pdf-Files der Vorlesungsfolien für die Fächer im Web unter ILIAS

• Reschetilowski, Wladimir: Technisch-chemisches Praktikum, Wiley-VCH

• Patat, Franz / Kirchner, Kurt: Praktikum der Technischen Chemie, de Gruyter



Titel des Moduls: Praktikum Analytische Chemie Modul- Nummer

4.4

Workload

120 h

Credits

4



Dauer 1 Semester


P - 4 SWS

Kontaktzeit

40 h

Selbststudium

80 h





• sicher in einem instrumentell-analytischen Labor zu arbeiten, mögliche Gefahren selbststän-dig zu erkennen und diese abstellen.

• analytische Proben zu nehmen und diese zur Analyse vorzubereiten.

• gängige instrumentelle Analysegeräte zu bedienen und mit diesen reproduzierbare Messer-gebnisse zu generieren.

• analytische Kenngrößen, wie Nachweisgrenze, Auflösung, Reproduzierbarkeit mittels praktischer Beispiele zu illustrieren.

• Analyse- und Messergebnisse nach wissenschaftlichen Methoden zu analysieren, zu bewerten und in Ergebnisprotokollen zusammenzufassen.

• im Rahmen kleiner Gruppen Arbeitsprozesse zu definieren, erzielte Einzelergebnisse zu kombinieren und vorausschauend hierbei auftretende Probleme im Team zu lösen.

3 Inhalte

• Nasschemische Analysen

o z.B. erweiterter Trennungsgang der Kationen, Gravimetrie, Maßanalyse

• Elektrochemische Analyseverfahren

• Elektronenanregungsspektroskopie

• Schwingungsspektroskopie

• Chromatographie

o z.B. Dünnschichtchromatographie, Ionenaustauschchromatographie, Gaschromatogra-phie, HPLC

• Massenspektrometrie

• Teilchen-Analytik

o z.B. Laserstreuung, Statische und Dynamische Lichtstreuung

4 Lehrformen


• Gruppenarbeit




• Formal: keine

• Inhaltlich: Module „Allg. & Anorg. Chem.“, „Spez. Anorg. Chem.“ und „Anal. Chem.“ sollten bestanden sein



6 Prüfungsformen

• Kurze mündliche Prüfungen (Testate) und Versuchsberichte (Protokolle) (werden mit „bestanden“/“nicht bestanden“ bewertet)


• Bestandene Modulprüfung (alle Teilprüfungen müssen bestanden sein)


• Keine


• Keine Note










Module 4.5 bis 4.6 – siehe Teil 2 „Wahlpflichtmodule“



Titel des Moduls: Chemische Prozesskunde Modul- Nummer

5.1

Workload

150 h

Credits

5



Dauer 1 Semester



Kontaktzeit

60 h

Selbststudium

90 h




Die Studierenden

• erlangen Kenntnisse zu relevanten industriellen Prozessen und Produktionsanlagen.

• verstehen die Strukturen der chemischen Industrie.

• lernen die Vernetzung der Produktion von Grundstoffen hin zu Folgeprodukten und Fein-chemikalien kennen.

• erlangen die Fähigkeit geeignete Prozesse eigenständig auszuwählen bzw. zu entwickeln.

• erhalten einen Überblick über wirtschaftliche Aspekte der chemischen Produktion.

• verfügen über ein erweitertes Fach- und Hintergrundwissen im beruflichen Umfeld der chemischen Großindustrie.

3 Inhalte

• Organische Chemieprodukte

o Erdöl basierte Grundchemikalien / Crackingprozesse

o Synthesegas auf Basis Gas und Kohle

o Ethylen, Propen und Olefin basierte Zwischenprodukte

o Chlorierte Aliphaten und Aromaten, Polymere und Tenside

• Anorganische Grundstoffe, Massen- und Spezialprodukte

o Säuren, Basen, Chlor, technische Gase, Dünger

o Metalle, Edelmetalle, Alkalimetalle, Katalysatoren

• Technische Verfahren

o Wirtschaftlichkeit von Produktionsanlagen und Produktionsverfahren

o Verfahrensauswahl (Rohstoffe, Energie, Nebenprodukte)

o Aspekte der Verfahrensentwicklung

• Die chemische Industrie

o Vernetzung in der chemischen Industrie, Chemieparks, Verbundstandorte

o Die deutsche chemische Industrie / Chemieproduktion weltweit

• Optional Exkursion zu ausgewählten chemischen Produktionsanlagen



4 Lehrformen

• Seminaristischer Unterricht mit Übungen, optional mit Exkursion


• Formal: Keine

• Inhaltlich: Module „Allgemeine und Anorganische Chemie“, „Organische Chemie“, „Mechani-sche Verfahrenstechnik“, „Thermische Verfahrenstechnik“, „Chemische Reaktionstechnik“

6 Prüfungsformen





• Keine








• Ulfert Onken, Arno Behr: Chemische Prozeßkunde; ISBN 3-13-687601-6;

• Büchner, Schliebs, Winter, Büchel: Industrielle Anorganische Chemie, ISBN 3-527-26572-4;

• K. Weisseremel, H.-J. Arpe: Industrielle Organische Chemie, ISBN 3-527-26731-X;

• Mouljin, Makkee, van Diepen: Chemical Process Technology; ISBN 978-0-471-63062-3;

• Green, Wittcoff: Organic Chemistry Principles & Industry Practice; ISBN 978-3-527-30289-5



Titel des Moduls: Praxis-Projekt 1 Modul- Nummer

5.2

Workload

180 h

Credits

6


Häufigkeit des Angebots SoSe oder WiSe

Dauer 1 Semester


c) P - 6 SWS

Kontaktzeit

90 h

Selbststudium

90 h

Gruppengröße

1 Studierender 2 Lernergebnisse / Kompetenzen

Die Studierenden

• sind in der Lage, eine überschaubare wissenschaftliche Problemstellung unter Anleitung selbstständig praktisch und theoretisch zu lösen.

• verfügen insbesondere im jeweiligen Schwerpunktbereich über vertieftes Fachwissen insbesondere im jeweiligen Schwerpunktbereich.

• können selbstständig die vorgegebenen Aufgaben und Probleme bearbeiten und lösen sowie Transferleistungen erbringen.

• können Abläufe und Ergebnisse begründen und über Sachverhalte umfassend kommunizie-ren.

• können sich Arbeitsziele setzen und reflektieren, sie realisieren und verantworten.

3 Inhalte

• Praktische und theoretische Bearbeitung von Projekten, die in inhaltlichem Zusammenhang mit der Technischen Chemie stehen (bspw. aktuelle Produktionstechnologien, Analyseme-thoden, Werkstoffentwicklungen)

4 Lehrformen

• Projektarbeit, ggf. innerhalb eines Projektteams

• Praktikum, üblicherweise in Zusammenarbeit mit einem Betrieb oder einer Forschungsgrup-pe, die Themen bearbeiten, die für die Technische Chemie relevant sind.

• Das Verhältnis Kontakt-/Selbststudienzeit wird, bei gleichbleibendem Workload, in einem Learning Agreement definiert und kann nach den Erfordernissen des Projektes von den angegebenen Richtwerten abweichen.


• Formal: Keine

• Inhaltlich: Alle Praktika des Studienganges Technische Chemie

6 Prüfungsformen

• Bewerteter Projektbericht

• ggf. Projektpräsentation




• Keine






• Dozenten der Technischen Chemie


• Keine



Module 5.3 bis 5.6 – siehe Teil 2 „Wahlpflichtmodule“



Titel des Moduls: Praxis-Projekt 2 Modul- Nummer

6.1

Workload

450 h

Credits

15



Dauer 1 Semester


c) P - 12 SWS

Kontaktzeit

180 h

Selbststudium

270 h

Gruppengröße


Die Studierenden

• sind in der Lage, selbstständig ein Forschungsthema nach wissenschaftlichen Gesichtspunk-ten zu bearbeiten.

• sind auf die Anforderungen der Bachelorarbeit vorbereitet.

• verfügen insbesondere im Schwerpunktbereich über integriertes Fachwissen insbesondere im Schwerpunktbereich.

• können Arbeitsprozesse übergreifend planen und sie unter umfassender Einbeziehung von Handlungsalternativen aus fachlich benachbarten Bereichen beurteilen sowie umfassende Transferleistungen erbringen.

• können Arbeitsprozesse kooperativ planen und gestalten.

• können komplexe Sachverhalte strukturiert und zielgerichtet darstellen.

• können die Arbeitsziele bewerten, selbstgesteuert verfolgen und verantworten sowie Konsequenzen für die Arbeitsprozesse im Team ziehen.

3 Inhalte

• Praktische und theoretische Bearbeitung von Projekten, die in inhaltlichem Zusammenhang mit der Technischen Chemie stehen (bspw. aktuelle Produktionstechnologien, Analyseme-thoden, Werkstoffentwicklungen, anwendungstechnische Problemstellungen).

• Das Projekt kann in der beruflichen Praxis in Zusammenarbeit mit Partnern durchgeführt werden, aber auch als Projekt am Fachbereich. Die Projektphase findet in enger Abstim-mung mit dem betreuenden Dozenten statt.

• Die Lerninhalte und Aufgabenstellungen werden individuell vor Beginn der Projektphase definiert und festgelegt. In der Projektphase sollen die Studierenden Studiengangs-adäquate berufsqualifizierende Tätigkeiten zur Vorbereitung auf das künftige Berufsfeld ausüben.

4 Lehrformen

• Projektarbeit, ggf. innerhalb eines Projektteams

• Praktikum, üblicherweise in Zusammenarbeit mit einem Betrieb oder einer Forschungsgrup-pe, die Themen bearbeiten, die für die Technische Chemie relevant sind.

• Das Verhältnis Kontakt-/Selbststudienzeit wird, bei gleichbleibendem Workload, in einem Learning Agreement definiert und kann nach den Erfordernissen des Projektes von den angegebenen Richtwerten abweichen.


• Siehe Prüfungsordnung bzgl. maximaler Anzahl der nicht abgeschlossenen Modulprüfungen

6 Prüfungsformen

• Bewerteter Projektbericht

• ggf. Projektpräsentation






• Keine






• Keine



Titel des Moduls: Fakultatives Praxissemester

FP

Workload

900 h

Credits

30

Studien- semester 4. - 7. Sem.


Dauer 1 Semester


P - 26 SWS

Kontaktzeit

390 h

Selbststudium

510 h

Gruppengröße


Die Studierenden

• führen umfassende Arbeiten unter Praxisbedingungen eigenständig oder im Team durch

• können Arbeitsprozesse kooperativ planen und gestalten

• erhalten tiefe Einblicke in die organisatorischen Strukturen und Abläufe der betreuenden Firma bzw. Einrichtung außerhalb der Hochschule

• können komplexe Sachverhalte strukturiert und zielgerichtet darstellen

3 Inhalte

• Praktische und theoretische Bearbeitung von Themen, die in inhaltlichem Zusammenhang mit der Technischen Chemie stehen (bspw. aktuelle Produktionstechnologien, Analyseme-thoden, Werkstoffentwicklungen, anwendungstechnische Problemstellungen)

• Das Praxissemester muss in Zusammenarbeit mit externen Firmen bzw. Einrichtungen außerhalb der Hochschule durchgeführt werden

• Die Lerninhalte und Aufgabenstellungen werden individuell vor Beginn des Praxissemesters mit der/dem betreuenden Dozentin/Dozenten definiert und in einem Learning Agreement festgelegt

• Im Praxissemester sollen die Studierenden studiengangsadäquate, berufsqualifizierende Tätigkeiten zur Vorbereitung auf das künftige Berufsfeld ausüben

4 Lehrformen

• Praktikum in Zusammenarbeit mit externen Betrieben bzw. Einrichtungen außerhalb der Hochschule, die Themen bearbeiten, die für die Technische Chemie relevant sind

• Mentorielle Begleitung des Praxissemesters durch die Dozentinnen und Dozenten in Form von Einzelgesprächen und Gruppenveranstaltungen mit dem Ziel

- die Studierenden auf die Tätigkeit im beruflichen Umfeld und die Erstellung des Projektbe-richts vorzubereiten

- den Studierenden bei Bedarf weitere Orientierung zu geben und ggf. bei der Bewältigung von Schwierigkeiten in der Durchführungsphase zu helfen

- den Studierenden die Möglichkeit zu geben, Ihre Erfahrungen zu reflektieren und sich mit anderen Studierenden auszutauschen

• Das Verhältnis Kontakt/Selbststudienzeit kann bei gleichbleibendem Workload nach den Erfordernissen des Projektes von den angegebenen Richtwerten abweichen




• 75 ECTS (zum Zeitpunkt der Vereinbarung des Learning Agreements)

• Vorzugsweise ab 6. Semester

6 Prüfungsformen

• Abschlussbericht (die Leistungen werden mit „bestanden“/“nicht bestanden“ bewertet)




• Keine


• Keine Note


• Dozentinnen und Dozenten der Technischen Chemie


• Keine



Titel des Moduls: Bachelorarbeit Modul- Nummer

6.2

Workload

360 h

Credits

12



Dauer 1 Semester


a) S - 12 SWS

Kontaktzeit

180 h

Selbststudium

180 h

Gruppengröße



• innerhalb einer vorgegebenen Frist eine individuell abgestimmte, praxisorientierte Aufgabe aus ihrem Schwerpunkt- bzw. Fachgebiet sowohl in ihren fachlichen Einzelheiten als auch in den fachübergreifenden Zusammenhängen nach wissenschaftlichen und fachpraktischen Kriterien und entsprechend den Erfordernissen des Studiengangs Technische Chemie mit gestalterischen Methoden selbständig zu bearbeiten.

• Verfügen insbesondere im Schwerpunktbereich über ein breites und integriertes Wissen einschließlich der wissenschaftlichen Grundlagen und, der praktischen Anwendung des Faches Chemie, insbesondere des Schwerpunktbereiches, sowie eines kritischen Verständ-nisses der wichtigsten Theorien und Methoden.

• Verfügen über ein adäquates Spektrum an Methoden zu Bearbeitung komplexer Probleme aus dem Fach Chemie, insbesondere aus dem Schwerpunktbereich.

• Können in Expertenteams verantwortlich arbeiten.

• Können komplexe fachspezifische Probleme und Lösungen gegenüber Fachleuten argumen-tativ vertreten und mit ihnen weiterentwickeln.

• Können eigenständig Ziele für Arbeitsprozesse definieren, reflektieren und bewerten.

3 Inhalte

• Die Bachelorarbeit ist eine eigenständige Leistung im Gebiet der Angewandten Naturwissen-schaften, insbesondere der Technischen Chemie oder fachnahen Bereichen, mit einer theoretischen, experimentellen, synthetischen, analytischen und/oder technischen Aufga-benstellung, sowie einer nach wissenschaftlichen Regeln dazu abgefassten Beschreibung und Erläuterung einer Lösungsstrategie.

• In fachlich geeigneten Fällen kann sie eine schriftliche Hausarbeit mit fachliterarischem Inhalt sein.

• In der Regel sollte sie einen praktischen Bezug zum Studiengang und seinen Projekten haben.

• Besonders unterstützt wird, dass die Bachelorarbeit bei entsprechender Vereinbarung und Betreuung durch Hochschule und Projektpartner in einem Industriebetrieb durchgeführt wird.

4 Lehrformen

• Eigenständige praxisorientierte Projektarbeit aus allen Bereichen der Angewandten Naturwissenschaften, vorzugsweise aus der Technischen Chemie und einer ihrer vier wähl-baren Schwerpunktrichtungen.

• Die Bachelorarbeit wird in der Regel in der Hochschule oder in einem in- oder ausländischen Unternehmen oder Forschungsinstitut angefertigt, welches einen den Studienzielen entspre-chenden Arbeitsplatz anbietet.

• Während der Bachelorarbeit werden die Studierenden durch mindestens eine Professorin oder einen Professor aus dem Studiengang betreut, die oder der auch anleitet und die Abschlussarbeit beurteilt.




• Siehe Prüfungsordnung

6 Prüfungsformen

• Bachelorarbeit

• Kolloquiums Vortrag


• Siehe Prüfungsordnung


• Keine


• Bachelorthesis: 20%

• Kolloquium: 5%




• Keine



Titel des Moduls: Bachelor-Seminar Modul- Nummer

6.3

Workload

90 h

Credits

3



Dauer 1 Semester


a) S - 2 SWS

Kontaktzeit

30 h

Selbststudium

60 h





• wissenschaftlichen Arbeiten zu recherchieren und inhaltlich auszuwerten.

• Fachdiskussionen zu führen und ihre Auffassungen wissenschaftlich begründet zu vertreten.

• Fachvorträge klar zu strukturieren und in einem vorgegebenen Zeitrahmen zu präsentieren.

3 Inhalte

• Vorträge über aktuelle Ergebnisse im Rahmen von Bachelorarbeiten

• Fachvortrag zu Trends in Industrie und Forschung der Technischen Chemie

• ggf. Vorträge von Dozenten oder Gastvorträge.

4 Lehrformen

• Seminar mit Gruppenarbeit

• Referate und Präsentationen


• Zulassung zur Bachelorarbeit

6 Prüfungsformen

• Ein bewerteter Fachvortrag


• Vortrag über ein vereinbartes Thema

• aktive Teilnahme am Seminar unter Einbringung von Diskussionsbeiträgen


• Keine






• Keine



Teil 2 – Wahlpflichtmodule



Wahlpflichtmodule im Studiengang Technische Chemie

Modul Name ECTS SWS

W1 Kolloidchemie von Dispersionen 5 4 W2 Prozess-Modellierung und -Simulation 5 4 W3 Makromolekulare Chemie 5 4 W4 Polymertechnologie 5 4 W5 Grüne Chemie & Biotechnologie 5 4 W6 Nachhaltige Produktionsverfahren und Biorefinery

Konzepte 5 4

W7 Funktionelle Oberflächen und Grenzflächenchemie 5 4 W8 Innovative Werkstoffe 5 4 W9 Prozessanalytik u. -optimierung 5 4 W10 Umwelt- und Wassertechnologie 5 4 W11 Patentwesen 5 4 W12a Schwerpunkt-Praktikum Prozessoptimierung 4 4 W12b Schwerpunkt-Praktikum Makromolekulare Chemie 4 4 W12c Schwerpunkt-Praktikum Green Chemistry 4 4 W12d Schwerpunkt-Praktikum Material- und Oberflächenche-

mie 4 4

Schwerpunkte im Studiengang Technische Chemie

Schwerpunkt (6 WPf-Module insgesamt)

Vorgeschriebene WPf-Module

Empfohlene WPf-Module*

Prozessanalytik und Prozessoptimierung 1, 2, 9, 12a 10, 11 Makromolekulare Chemie & Polymertechno-logie 3, 4, 8, 12b 1, 11

Green Chemistry und Innovationstechnolo-gien 5, 6, 10, 12c 2, 11

Neue Materialien und funktionalisierte Oberflächen 4, 7, 8, 12d 1, 3

* 2 WPf’s werden vom Lehrkörper empfohlen, sind aber für den Studierenden frei wählbar



Titel des Moduls: Kolloidchemie von Dispersionen Modul- Nummer

W1

Workload

150 h

Credits

5



Dauer 1 Semester



Kontaktzeit

60 h

Selbststudium

90 h




Die Studierenden

• kennen die Bedeutung und das vielfältige Erscheinungsbild disperser Kolloid-Systeme.

• kennen grundlegende präparative Methoden zur Stabilisierung bzw. Destabilisierung kolloidaler Dispersionen.

• sind in der Lage, geeignete analytische Messverfahren auszuwählen, um kolloidale Dispersionen zu charakterisieren.

3 Inhalte

• Elektrostatisch stabilisierte Dispersionen

o Oberflächenladung, diffuse Ionenschicht, Wechselwirkungen (elektrostatisch, van der Waals), DLVO-Theorie

• Stabilität elektrostatisch stabilisierter Dispersionen

o (Koagulations-)Effekte durch Ionen, pH-Wert, Lösemittel, Scherung und Polymere

• Sonstige Stabilisierungsmechanismen von kolloidalen Systemen

• Ausgewählte disperse Kolloidsysteme

• Analytische Untersuchungsmethoden von Kolloiden

o Partikelgröße, Strömungspotential, Zeta-Potential, Stabilitätsmessungen

o Rheologie (Rotations- bzw. Oszillationstests)

4 Lehrformen



• keine

6 Prüfungsformen

• Schriftliche Klausurarbeit und/oder Präsentation und/oder mündliche Prüfung (Prüfungsform und -umfang werden zu Semesterbeginn festgelegt)




• Keine










• Dörfler, Hans-Dieter: Grenzflächen und kolloid-disperse Systeme, Springer

• Lagaly, G. / Schulz, O. / Zimehl, R.: Dispersionen und Emulsionen, Steinkopff

• Cosgrove, Terence: Colloid Science, Wiley

• Müller, Rainer: Zetapotential und Partikelladung in der Laborpraxis, Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft

• Mezger, Thomas: Das Rheologie Handbuch, Vincentz Network



Titel des Moduls: Prozess-Modellierung und -Simulation Modul- Nummer

W2

Workload

150 h

Credits

5



Dauer 1 Semester



Kontaktzeit

60 h

Selbststudium

90 h



2 Lernziele/ Kompetenzen

Die Studierenden

• kennen die Möglichkeiten und Grenzen des Einsatzes der Prozess-Modellierung bzw. –Simulation.

• sind fähig, die Ergebnisse der Modell- und Simulationsrechnungen auf Plausibilität zu prüfen.

• haben die Grundlagen erworben, um einfache Modelle und Simulationen mit Hilfe moderner Computerprogramme zu erstellen.

3 Inhalte

• Grundlagen der Prozess-Modellierung bzw. -Simulation

• Modellbildung, Ermitteln der Modellparameter

• Modellvalidierung

4 Lehrformen



• Keine

6 Prüfungsformen

• Schriftliche Klausur und/oder Präsentation und/oder mündliche Prüfung (Prüfungsform und -umfang werden zu Semesterbeginn festgelegt)




• Keine




• Prof. Dr. J. Wilkens bzw. Berufung „Verfahrenstechnik“



• Weitere Literaturstellen werden vom zu berufenden Dozenten zur Verfügung gestellt.



Titel des Moduls: Wahlpflichtmodul Makromolekulare Chemie Modul- Nummer

W3

Workload

150 h

Credits

5



Dauer 1 Semester



Kontaktzeit

60 h

Selbststudium

90 h




Die Studierenden

• kennen die grundlegendsten Prinzipien der Makromolekularen Chemie.

• verstehen wichtige Begriffe und Zusammenhänge von chemischer Struktur und Eigenschaf-ten polymerer Materialien sowie deren Synthese und Herstellung.

• können den direkten Bezug zum Anwendungsfall herstellen.

3 Inhalte

• Struktur der Makromoleküle

o Grundbegriffe (Klassifizierung, Nomenklatur, Polymerisationsgrad, Molekulargewicht), Konstitution, Konfiguration, Konformation

• Synthese von Makromolekülen

o Kettenwachstumsreaktionen, Stufenwachstumsreaktionen

• Reaktionen an Makromolekülen

• Polymere mit anorganischen Gruppen

• Elastomere und Kautschuke

4 Lehrformen



• Formal: Keine

• Inhaltlich: Module „Organische Chemie“, „Spezielle Organische Chemie“, „Physikalische Chemie“, „Thermische Verfahrenstechnik“

6 Prüfungsformen

• Schriftliche Klausurarbeit, mündliches Kolloquium, Referat, Hausarbeit, oder Vortrag. In Begründeten Ausnahmefällen können andere Prüfungsformen vorkommen. Prüfungsform und –umfang werden zu Semesterbeginn festgelegt.



8 Verwendung des Moduls (in anderen Studiengängen):

• Keine










• M.D. Lechner et al. Makromolekulare Chemie, Birkhäuser, Basel. 4. Aufl., 2010

• J.M.G. Cowie Chemie und Physik der Polymeren, Vieweg, Braunschweig, 1997

• B. Tieke Makromolekulare Chemie, Wiley-VCH, Weinheim, 2. Aufl., 2005

• H.G. Elias Makromoleküle, Wiley-VCH, Weinheim, 2010

• W. Keim Kunststoffe, Wiley-VCH, Weinheim, 2006

• E. Baur, S. Brinkmann, T.A. Osswald, E. Schmachtenberg Saechtling Kunststoff Taschen-buch, Hanser, München, 30. Ausgabe, 2007



Titel des Moduls: Wahlpflichtmodul Polymertechnologie Modul- Nummer

W4

Workload

150 h

Credits

5



Dauer 1 Semester



Kontaktzeit

60 h

Selbststudium

90 h




Die Studierenden

• kennen die grundlegendsten Prinzipien der Polymertechnologie.

• können Polymere charakterisieren und deren Eigenschaftsprofil ermitteln.

• verstehen die Zusammenhänge von chemischer Struktur und Eigenschaftsprofil des polymeren Fertigteils.

• kennen die wichtigsten Synthese- sowie Verarbeitungs- bzw. Herstellverfahren von polymeren Fertigteilen und können den direkten Bezug zum Anwendungsfall herstellen.

3 Inhalte

• Charakterisierung von Makromolekülen

• Polymerisationstechniken

• Polymerlösungen

• Polymerschmelzen und polymere Festkörper

• Verarbeitung von Polymeren

• Verwertung und Recycling von Kunststoffen

4 Lehrformen



• Formal: Keine

• Inhaltlich: Module „Organische Chemie“, „Spezielle Organische Chemie“, „Physikalische Chemie“, „Thermische Verfahrenstechnik“ und „Makromolekulare Chemie“

6 Prüfungsformen

• Schriftliche Klausurarbeit, mündliches Kolloquium, Referat, Hausarbeit, oder Vortrag. In begründeten Ausnahmefällen können andere Prüfungsformen vorkommen. Prüfungsform und –umfang werden zu Semesterbeginn festgelegt.




• Keine










• M.D. Lechner et al. Makromolekulare Chemie, Birkhäuser, Basel. 4. Aufl., 2010

• J.M.G. Cowie Chemie und Physik der Polymeren, Vieweg, Braunschweig, 1997

• B. Tieke Makromolekulare Chemie, Wiley-VCH, Weinheim, 2. Aufl., 2005

• H.G. Elias Makromoleküle, Wiley-VCH, Weinheim, 2010

• W. Keim Kunststoffe, Wiley-VCH, Weinheim, 2006

• E. Baur, S. Brinkmann, T.A. Osswald, E. Schmachtenberg Saechtling Kunststoff Taschen-buch, Hanser, München, 30. Ausgabe, 2007

• W. Michaeli et al. Technologie der Kunststoffe, Hanser, München, 3. Aufl., 2008

Zusatzliteratur:

• G.W. Ehrenstein Faserverbund-Kunststoffe, Hanser, München, 2. Aufl., 2006



Titel des Moduls: Grüne Chemie & Biotechnologie Modul- Nummer

W5

Workload

150 h

Credits

5



Dauer 1 Semester



Kontaktzeit

60 h

Selbststudium

90 h


20 Studierende


Die Studierenden bekommen ein tieferes Verständnis für

• die Konzepte und Prinzipien der Grünen Chemie.

• die Bewertung der Nachhaltigkeit in der chemischen Industrie.

• die Einsatzmöglichkeiten von nachwachsenden Rohstoffen.

• die Anwendungen von homogener und heterogener Katalyse sowie Biokatalyse.

• die Arbeitstechniken der Biotechnologie und Bioverfahrenstechnik.

• industrielle Biotechnologie und chemische Biomasse Konversion anhand von aktuellen Produktionsbeispielen.


• eigenständig eine Präsentation auszuarbeiten und in vorgegebenem Zeitrahmen zu präsentieren und argumentativ zu vertreten.

• in Teamarbeit Aufgabenstellungen bearbeiten und die Sachverhalte der Gruppe gegenüber strukturiert darstellen.

• Fachinformationen kritisch zu bewerten.

3 Inhalte

• Konzepte der Grünen Chemie

o 12 Prinzipien der Grünen Chemie und 12 Prinzipien des Green Engineering

o Responsible Care Initiative, Chemikalienverordnung REACH

• Bewertung der Nachhaltigkeit

o Life Cycle Assessment / Ökoeffizientanalyse

o Bioabbaubarkeit und Toxizität

o Nebenprodukte, Abfälle, Energieeffizienz, Anlagenkosten, Sicherheitsaspekte, Auswir-kungen auf die Umwelt (CO2-Problematik)

• Nachwachsende Rohstoffe

o Quellen, Anbau, Gewinnung, Transport, Verarbeitung

o Biomasse als Rohstoff für Treibstoffe, Chemikalien, Kunststoffe und Werkstoffe

o Rohstoffsituation in Deutschland und global

• Biokatalyse Technologien

o Homogene und heterogene Katalyse: Einführende kinetische Betrachtung und verglei-chende Beispiele aus der Chemie

o Biokatalyse: Enzymklassen, Immobilisierte Biokatalysatoren, Biokatalysator-Design, Stereoselektivität und Spezifität

• Biotechnologie und Bioverfahrenstechnik

o Aufbau und Funktionsweise von Fermentern, Mess- und Regeltechnik



o Downstream Processing in Bioprozessen

o Biotechnologische Grundlagen; Molekularbiologische Methoden zum Design von Produk-tionsorganismen

o Optimierung von biotechnologischen Prozessen

4 Lehrformen

• Seminaristischer Unterricht und Übungen, optional Referat bzw. Präsentation und optional mit Exkursion


• Formal: keine

• Inhaltlich: Module „Organische Chemie“ und „Biochemie“

6 Prüfungsformen

• Schriftliche Klausur und/oder Präsentation und/oder mündliche Prüfung (Prüfungsform und -umfang werden zu Semesterbeginn festgelegt )




• Keine





11 Sonstige Informationen / Literaturempfehlungen (neueste Auflage):



• Chmiel: Bioprozesstechnik; ISBN 978-3-8274-1607-0


• Cavani, Centi, Perathoner, Trifiro: Sustainable Industrial Chemistry; ISBN 978-3-527-31552-9

• Kamm, Gruber, Kamm: Biorefineries – Industrial Processes and Products; ISBN 978-3-527-32953-3

• Sheldon, Arends, Hanefeld: Green Chemistry and Catalysis; ISBN 978-3-527-30715-9

• Höfer: Sustainable Solutions for Modern Economies; ISBN 978-1-84755-905-0

• Rothenberg: Catalysis; ISBN 978-3-527-31824-7

• Ulber, Sell, Hirth: Renewable Raw Materials; ISBN 978-3-527-32548-1



Titel des Moduls: Nachhaltige Produktionsverfahren und Biorefinery Konzepte Modul- Nummer

W6

Workload

120 h

Credits

5



Dauer 1 Semester



Kontaktzeit

60 h

Selbststudium

90 h


20 Studierende


Die Studierenden vertiefen ihr Spezialwissen zu folgenden Themen:

• stoffliche Umsetzung von Biomasse zur Bioenergie Gewinnung.

• Biorefinery Konzepte auf Basis nachwachsender Rohstoffe.

• Ausgewählte Beispiele nachhaltiger Entwicklungen und Produktionsverfahren (z.B. mit DBU Umweltpreis oder Green Presidential Award ausgezeichnete Verfahren).

Die Studierenden

• sind in der Lage eigenständig wissenschaftliche Fragestellungen zu recherchieren, dazu eine Präsentation auszuarbeiten und diese in vorgegebenem Zeitrahmen zu präsentieren und argumentativ zu vertreten.

• können in Teamarbeit Aufgabenstellungen lösen und die Ergebnisse adressatenbezogen darstellen.

3 Inhalte

• Biotreibstoffe und Biorefinery Konzepte

o Bioethanol, Biodiesel, Biogas: Produktionstechnologien, Produktionsmengen, Biomasse Quellen und Prognosen

o „2nd generation Biofuels“ und aktuelle Entwicklungen

o Rohstoffsituation (z.B. Food vs. Fuel Debatte), Algentechnologie

o Thermochemische Konversion – Syngas Prozesse

o Industrielle Zucker und Stärke Plattformen

o Lignocellulose basierte Produkte / Aufschlussverfahren

o Oleochemikalien aus biobasierten Fetten und Ölen

• Ausgewählte Entwicklungen und Produktionsbeispiele, z.B.:

o Biotechnologische Produktion von Aminosäuren und Fruchtsäuren, Milchsäure und Propandiol

o Enzymatische Acrylamid Herstellung, Enzym-Membran Reaktor, trans freie Margarine, chirale Intermediate

o Energieeinsparung durch Enzyme (z.B. Kaltwasch-Enzyme)

o Green Solvents, Ionic Liquids, CO2 basierte Schäume

o Metathese Reaktion, Click Chemistry, Zeolithe, nachhaltige Oxidationsreaktionen

o Biobasiertes Ethylen, Propylenoxid über H2O2 Oxidation



4 Lehrformen

• Seminaristischer Unterricht mit Übungen, optional Referat bzw. Präsentation und optional mit Exkursion


• Formal: keine

• Inhaltlich: Module „Organische Chemie“, „Biochemie“ und „Grüne Chemie & Biotechnologie“ sollten absolviert sein

6 Prüfungsformen

• Schriftliche Klausur und/oder Präsentation und/oder mündliche Prüfung (Prüfungsform und -umfang werden zu Semesterbeginn festgelegt )




• Keine








• Cavani, Centi, Perathoner, Trifiro: Sustainable Industrial Chemistry; ISBN 978-3-527-31552-9

• Kamm, Gruber, Kamm: Biorefineries – Industrial Processes and Products; ISBN 978-3-527-32953-3

• Sheldon, Arends, Hanefeld: Green Chemistry and Catalysis; ISBN 978-3-527-30715-9

• Höfer: Sustainable Solutions for Modern Economies; ISBN 978-1-84755-905-0

• Antranikian: Angewandte Mikrobiologie; ISBN 3-540-24083-7

• Chmiel: Bioprozesstechnik; ISBN 978-3-8274-1607-0




Titel des Moduls: Funktionelle Oberflächen und Grenzflächenchemie Modul- Nummer

W7

Workload

150 h

Credits

5



Dauer 1 Semester



Kontaktzeit

60 h

Selbststudium

90 h





• wesentliche Eigenschaften von Ober- und Grenzflächen qualitativ und quantitativ zu beschreiben.

• die makroskopischen Eigenschaften von Oberflächen mittels derer mikroskopischen und molekularen Struktur zu erklären.

• die Charakteristika chemischer Reaktionen und physikalischer Prozesse an Ober- und Grenzflächen zu beschreiben.

• Beschichtungs- und Oberflächenreinigungstechniken zu beschreiben und geeignete Methoden für spezifische Problemstellungen auszuwählen, und

• Methoden zur Mikro- und Nanostrukturierung von Oberflächen hinsichtlich ihres Anwen-dungsspektrums zu vergleichen.

3 Inhalte

• Reinigung von Oberflächen

• Oberflächenanalysentechniken

o Elektronenmikroskopische Techniken (SEM, TEM), Sekundärionenmassenspektrometrie (SIMS), Auger-Elektronenspektroskopie und –mikroskopie, Röntgenspektroskopische Verfahren, Rastersondenmikroskopie (AFM, CFM), Rasterelektronenmikroskopie (REM), Infrarotspektroskopie- und -mikroskopie (ATR-IR), Bestimmung von Ober- und Grenzflä-chenspannungen

• Adsorption und Desorption

o Physisorption, Chemisorption

• Oberflächenbeschichtungen

o Bindung an Grenzflächen, Lacke, Modifizierung von Oberflächen hinsichtlich Haptik, Glanz, Kratzfestigkeit und chemischer Stabilität

o Sonnenschutzbeschichtungen auf Gebäudeverglasungen, IR-absorbierende Pigmente

o Antistatik- und Leitfähigkeitsbeschichtungen, Displaytechnologie

• Ultradünne Filme und Schichten

• Selbstorganisation an Ober- und Grenzflächen

o Molekülmonoschichten, Langmuir-Isotherme

• Nanomaterialien in der Beschichtungstechnik

o selbstreinigende Oberflächen, Nanoversiegelungen

• Nanostrukturierte Oberflächen in der Technik, Lithographie und Druckverfahren

• Grenzflächenaktive Stoffe, Waschmittel und Tenside

4 Lehrformen





• Formal: Keine

• Inhaltlich: Module „Allg. & Anorg. Chem.“, „Org. Chem.“, „Phys. Chem.“, „Spez. Anorg. Chem.“ und „Anal. Chem.“ sollten bestanden sein.

6 Prüfungsformen

• Schriftliche Klausurarbeit, mündliche Prüfung, und/oder Präsentation (Prüfungsform und -umfang werden zu Semesterbeginn festgelegt)




• Keine




• Prof. Dr. B. Glüsen




• Hofmann, Spindler: Verfahren in der Beschichtungs- und Oberflächentechnik, Verlag: Hanser

• Yildirim Erbil: Surface Chemistry of Solid and Liquid Interfaces, Verlag: Wiley-Blackwell

Zusatzliteratur:

• Dörfler: Grenzflächen und kolloid-disperse Systeme



Titel des Moduls: Innovative Werkstoffe Modul- Nummer

W8

Workload

150 h

Credits

5



Dauer 1 Semester



Kontaktzeit

60 h

Selbststudium

90 h





• die makroskopischen Eigenschaften von Materialien mittels derer atomaren und mikros-kopischen Struktur zu erklären

• Synthese- und Bearbeitungsmethoden für bekannte Materialien vorzuschlagen und zu beschreiben, und

• verschiedene Materialien gegeneinander bzgl. ihrer Eigenschaften und Verwendungs-bereiche abzugrenzen und geeignete Materialtypen für eine gegebene Verwendung auszu-wählen.

3 Inhalte

• Atomarer Aufbau von Festkörpern

o Bindungsarten, Nah- und Fernordnung, Elementarzellen, Bravaisgitter; MILLER-Indizes, Symmetrie im Festkörper

• Röntgenstrukturanalyse

o Beugung am Kristallgitter, BRAGG´sche Gleichung, Aufnahmeverfahren,

• Störungen des atomaren Aufbaus von Festkörpern

o Gitter- und Strukturdefekte, Versetzungen

• Diffusionsprozesse in Festkörpern

o Diffusionsmechanismen, FICK´sche Gesetze

• Mechanische Eigenschaften von Materialien

o Spannung und Dehnung, Elastizität, Härte, thermisches Materialverhalten, Kriechverfor-mung

• Formverfahren

o Kaltverformung, Warmverformung, Entspannungsprozesse

• Erstarrung und Kristallisation

• Phasengleichgewichte und Zustandsdiagramme fester Stoffe, Legierungen

• Wichtige technische Werkstoffe (Auswahl)

o Eisenlegierungen (Stähle), Nichteisenmetalle, Nichtmetallische Werkstoffe, Kohlenstoff-modifikationen, Silicium-haltige Materialien, Anorganische Fasern, Gläser, Keramische Werkstoffe, Emails, Verbundwerkstoffe, Baustoffe

• Nanomaterialien und nanoskalige Werkstoffe

o Synthese- und Prozesstechnologien

• Materialversagen

o Korrosion, Abrieb und Verschleiß, Bruchmechanismen



• Materialprüfverfahren

o Röntgenmethoden, Ultraschall- und magnetische Verfahren

4 Lehrformen



• Formal: keine

• Inhaltlich: Module „Allg. & Anorg. Chem.“, „Org. Chem.“, „Phys. Chem.“, „Spez. Anorg. Chem.“ und „Anal. Chem.“ sollten bestanden sein.

6 Prüfungsformen

• Schriftliche Klausurarbeit, mündliche Prüfung, und/oder Präsentation (Prüfungsform und –umfang werden zu Semesterbeginn festgelegt)




• Keine








• Askeland: Materialwissenschaften, Verlag: Spektrum

• Reissner, Werkstoffkunde für Bachelors, Verlag: Hanser

• Bergmann: Werkstofftechnik 1, Verlag: Hanser



Titel des Moduls: Prozessanalytik und -optimierung Modul- Nummer

W9

Workload

150 h

Credits

5



Dauer 1 Semester



Kontaktzeit

60 h

Selbststudium

90 h




Die Studierenden

• lernen Parameter, Techniken und Methoden der stoffspezifischen Analyse zur Prozessopti-mierung in Fertigungslabor, Prozesstechnik und verschiedenen Ingenieurbereichen kennen und wenden sie in Projektgruppen bei seminaristischen Übungen an.

• kennen die Vorteile und Hindernisse der Entwicklung und des Einsatzes von Prozessanaly-tik.

• entwickeln und bewerten Kriterien zum Einsatz von Labor- oder Prozessanalytik .

• führen Fallstudien zur Prozessoptimierung mittels Prozessanalytik in ausgewählten industriellen Bereichen und Branchen durch.

• wenden Fähigkeiten zur Interpretation von Analysenwerten und zur Validierung von Prozessanalysenverfahren nach wissenschaftlichen Methoden.

3 Inhalte

• Aufgaben der Prozessanalytik in Anwendungsbereichen von Produktion und Fertigung

o Beispiele aus der Element- und Verbindungsanalytik

o großindustrielle Strukturanalytik

o Oberflächen- bzw. Verteilungsanalytik

• Prinzipien und Systeme für kontinuierliche und diskontinuierliche Prozessanalysenverfahren

o der analytische Prozess und seine Besonderheiten bei der Prozessanalytik

o Methoden und Geräte in der Prozessanalytik

o Methodenauswahl- und –entwicklungskriterien

o Überführung von Laboranalytik in Prozessanalysenverfahren

• Ausgewählte Beispiele der Prozessoptimierung durch Prozessanalytik

o für die Umweltgrenzwerteinhaltung (Emmissions- u. Immissionsschutz)

o Energie- u. Resourcenersparnis bei Prozesssteuerung in Produktion und Fertigung

o Produktionskontrolle bei Chemikalien, Halbleitern, Stahl, Lebensmitteln und Pharmaka

• Beurteilung von Analysenergebnissen der Prozessanalytik

o Messprinzipien- und –signale

o Kalibrierung und statistische Bewertung

o Messwertauswertung und chemometrische Ansätze

4 Lehrformen

• Seminaristischer Unterricht, Übungen, Kurzreferate in Projektgruppen, Exkursion




• Formal: Keine

• Inhaltlich: Modul „Analytische Chemie“

6 Prüfungsformen

• Schriftliche Klausurarbeit oder Projektgruppenarbeitskolloquium (Prüfungsform und –umfang werden zu Semesterbeginn festgelegt)




• Keine




• Prof. Dr. A. Rehorek




• Koch, Karl H.: Industrielle Prozessanalytik , Springer 1997

• Kessler, Rudolf W.: Prozessanalytik – Strategien und Fallbeispiele aus der industriellen Praxis, Wiley-VCH 2006



Titel des Moduls: Umwelt- und Wassertechnologie Modul- Nummer

W10

Workload

150 h

Credits

5



Dauer 1 Semester



Kontaktzeit

60 h

Selbststudium

90 h




Die Studierenden

• erwerben Kenntnisse zu Problemen, gesetzlichen Regelungen und Methoden im Bereich der Umwelt- und Wassertechnologien.

• kennen Funktionen und Bausteine der Wasserversorgung und der Wasser- u. Stoffkreisläufe.

• haben technische und methodische Kompetenzen zum Transfer innovativer Technologien im Bereich der Wasser-, Abwasser- und Abfallwirtschaft erworben.

• können verschiedene Betriebsformen sowie Betreiber- u. Kooperationsmodelle nennen und einschätzen.

3 Inhalte

• Einführung in den technischen Umweltschutz: Der Mensch und seine Umwelt

o Umweltprobleme – Ursachen – Folgen – Maßnahmen

o anthropogene Umwelteinwirkung am Beispiel des Wasserkreislaufes

o Besonderheiten beim „Produkt“ Wasser im Vergleich zu anderen Wirtschaftsgütern

o rechtliche Aspekte im Umweltschutz, ökonomische Instrumente

• Systemabbildung

o Bausteine und Funktionen der Wasserversorgung, Abwasserableitung und Abwasserbe-handlung

o Öffentlich-rechtliche und privatrechtliche Organisationsformen

• Technologien der Wasseraufbereitung und Abfallentsorgung

o Klassische physikalische, chemische und biologische Verfahren

o Bausteine und Funktionen der Wasserversorgung, Abwasserableitung und Abwasserbe-handlung

o Prozessstufen der kommunalen und der industriellen Abwasseraufbereitung und Ab-fallentsorgung

o kostenorientierte Vermeidungs- und Optimierungsmöglichkeiten

• Methodik des Technologietransfers von der Idee bis zur Marktreife

o Praxisbeispiele aus der Abfallbehandlung und Reststoffverwertung aus den Bereichen der Biogasanlagen-, Pyrolyse- und Brennstoffzellenentwicklung

o Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen beim Transfer innovativer Technologien

4 Lehrformen

• Seminaristischer Unterricht, Übungen, Kurzreferate in Projektgruppen, Exkursion


• Keine



6 Prüfungsformen

• Schriftliche Klausurarbeit oder Kolloquium zu Projektgruppenarbeit (Prüfungsform und –umfang werden zu Semesterbeginn festgelegt)




• Keine




• Prof. Dr. A. Rehorek ergänzt durch Lehrbeauftragten und/oder Gastpräsentatoren




• Förster, Ulrich: Umweltschutztechnik, Springer 2004



Titel des Moduls: Patentwesen Modul- Nummer

W11

Workload

150 h

Credits

5



Dauer 1 Semester



Kontaktzeit

60h

Selbststudium

90 h




Die Studierenden

• wissen um die strategische Bedeutung von Schutzrechten in der chemischen und pharma-zeutischen Industrie.

• lernen die verschiedenen Arten von Schutzrechten kennen.

• kennen die Kriterien zur Überprüfung der Patentfähigkeit von Erfindungen.

• können eine Patentrecherche durchführen.

• wissen, wie eine Patentbeschreibung aufgebaut ist und was dabei zu beachten ist.

• haben einen Überblick über das Anmelde- und Prüfverfahren von Patenten.

3 Inhalte

• Bedeutung von Schutzrechten

• Arten von gewerblichen Schutzrechten (Patente, Gebrauchs-/Geschmacksmuster, Marken)

• Patentfähigkeit von Erfindungen

• Patentrecherche

• Aufbau von Patentbeschreibungen

• Anmelde- und Prüfverfahren von Patenten in Deutschland, Europa, Japan und USA

• Nutzenbewertung von Patenten

• Unterschiede zwischen Erfindungen in Wissenschaft und Industrie

• Patentstrategien

• Besonderheiten von Biopatenten

4 Lehrformen



• Keine

6 Prüfungsformen

• Prüfungsform und –umfang werden zu Semesterbeginn festgelegt (z.B. schriftliche Prüfung, mündliche Prüfung, Präsentation, Hausarbeit)




• Keine






• Lehrbeauftragter




• Erich Däbritz: Patente, ISBN-10: 3406470416, ISBN-13: 978-3406470417.

• Helmut Sonn, Peter Pawloy, Daniel Alge: Patentwissen leicht gemacht; ISBN-10: 3706407043; ISBN-13: 978-3706407045.



Titel des Moduls: Schwerpunktpraktikum Prozessoptimierung Modul- Nummer

W12a

Workload

120 h

Credits

4


Häufigkeit des Angebots WiSe

Dauer 1 Semester


a) P - 4 SWS

Kontaktzeit

40 h

Selbststudium

80 h





• vorgegebene Versuche nach Anleitung und in Teamarbeit zu entwickeln und durchzuführen.

• grundlegende kolloidchemische Arbeits- und Analysetechniken anzuwenden.

• Prinzipien der Inline-, Online-, Offline- und Atline-Analysentechniken für die Prozessoptimie-rung anzuwenden.

• Exemplarisch die Online-LC und die Online-LC-MS zur Prozessoptimierung einzusetzen.

• experimentelle Daten zielgerichtet nach wissenschaftlichen Methoden auszuwerten.

• experimentelle Daten problemorientiert zu interpretieren.


• einfache Prozessschritte zu modellieren bzw. simulieren.

3 Inhalte

• Kolloidchemisches Praktikum

o Präparative Herstellung von kolloidalen Dispersionen

o Analytische Charakterisierung kolloidaler Dispersionen (Partikelgröße, Zeta-Potential, Trübung, rheologische Kenndaten)

o Stabilisierung und Destabilisierung kolloidaler Dispersionen (Einfluss von pH-Wert, Frem-delektrolyten, Polyelektrolyten)

• Prozessanalytisches Praktikum

o Prozesskontrolle farbiger oder ionischer Produkte mittels Online-LC bzw. Online-IC

o Produkt- und Konkurrenzproduktanalyse mittels GC-MS und Datenbankvergleich

o LC-MS-Kontrolle von mikrobiologischen Prozessen aus dem Trink-, Prozess- oder Ab-wasserbereich

o Summenparametertests wie TOC und AOX in der Prozessanalytik

o Vergleich von Schnelltests und Summenparametern mit stoffspezifischen Prozessanaly-senverfahren

• Praktikum zur Prozess-Modellierung bzw. -Simulation

o Modellierung bzw. Simulation eines im Labor bzw. Technikum verwendeten Verfahrens mit Hilfe geeigneter Software

o Vergleich des Modells bzw. der Simulation anhand von Labor- bzw. Technikums-versuchen



4 Lehrformen





• Formal: Keine

• Inhaltlich: Module „Kolloidchemie von Dispersionen“, „Prozessmodellierung und -simulation“ und „Prozessanalytik und -optimierung“

6 Prüfungsformen

• Versuchsprotokolle, ggf. mündliche Kolloquien (benotete Modulprüfung, Prüfungsform und –umfang werden zu Semesterbeginn festgelegt)




• Keine




• Prof. Dr. A. Rehorek, Prof. Dr. J. Wilkens und Berufung „Verfahrenstechnik“






Titel des Moduls: Schwerpunktpraktikum Makromolekulare Chemie Modul- Nummer

W12b

Workload

120 h

Credits

4



Dauer 1 Semester


a) P - 4 SWS

Kontaktzeit

60 h

Selbststudium

60 h



2 Lernergebnisse / Kompetenzen:

Die Studierenden

• kennen die für Polyreaktionen typischen Labortechniken.

• haben ein grundlegendes Verständnis vom Ablauf von Polymerisationen.

• können Synthesevorschriften erarbeiten angemessen umsetzen.

• können Polymere verarbeiten und charakterisieren.

• wissen um die Bedeutung von sicheren und sauberen Arbeiten im Labor.

• können Ergebnisse nach weitgehend vorgegebenen Maßstäben erbringen und beurteilen.

• können in einer Gruppe mitwirken und punktuell Unterstützung anbieten.

• können ihre Arbeitsumgebung mitgestalten und die Ergebnisse aus den praktischen Arbeiten naturwissenschaftlich adäquat darstellen.

• können eigenständig und verantwortungsbewusst arbeiten und die adäquaten Gerätschaften zur Bearbeitung des jeweiligen Experiments auswählen.

3 Inhalte

• Polyreaktionen

• Synthese makromolekularer Stoffe

• Charakterisierung makromolekularer Stoffe

• Verarbeitung polymerer Werkstoffe

4 Lehrformen


• Gruppenarbeit




• Formal: Siehe Prüfungsordnung

• Inhaltlich: Praktika „Anorganische Chemie“, „Organische Chemie“, „Physikalische Chemie“, Module „Organische Chemie“, „Spezielle Organische Chemie“, „Makromolekulare Chemie“, „Physikalische Chemie“ und „Thermische Verfahrenstechnik“

6 Prüfungsformen

• Versuchsprotokolle, eigenständig synthetisierte Präparate und mündliche Kolloquien

(benotete Modulprüfung)

7 Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten:





• Keine








• D. Braun, H. Cherdron, W.Kern Praktikum der makromolekularen organischen Chemie, Hüthig, Heidelberg, 3. Aufl. 1979

• I.P. Lossew, O.JA. Fedotowa Praktikum der Chemie Hochmolekularer Verbindungen, Akademischer Verlag, Leipzig, 1962



Titel des Moduls: Schwerpunktpraktikum Green Chemistry Modul- Nummer

W12c

Workload

120 h

Credits

4



Dauer 1 Semester


a) P - 4 SWS

Kontaktzeit

40 h

Selbststudium

80 h


20 Studierende 2 Lernergebnisse / Kompetenzen

Die Studierenden erlernen in praktischen Versuchen

• die Synthese von Biotreibstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen.

• nachhaltige chemische Katalyse Verfahren.

• biokatalytische und fermentative Umsetzungen.

• die Bewertung der Nachhaltigkeit der untersuchten Verfahren.


• ihre Praktikumsversuche zeitlich zu planen.

• ihre Arbeit in der Gruppe zu organisieren.

• ihre Versuchsergebnisse kritisch zu analysieren.

3 Inhalte

• Biotreibstoffe

o Synthese von Biodiesel aus Pflanzenöl, Reinigung, analytische Bewertung und anwen-dungstechnische Eigenschaften

o Synthese von Bioethanol aus Zucker, destillative Anreicherung, Trocknung, Analyse und anwendungstechnische Beurteilung

• Nachhaltige chemokatalytische Verfahren

o Synthese eines Tensids auf Basis nachwachsender Rohstoffe

o Metathese-Reaktion mit ungesättigten Lipiden

o Biomasse-Aufschluss

• Biokatalytische und fermentative Verfahren

o Immobilisation eines Biokatalysators

o Enzymatische Estersynthese

o Fermentative Herstellung eines industriell relevanten Produktes

• Kritische Bewertung der durchgeführten Versuche auf Nachhaltigkeit

4 Lehrformen


• Eigenständige Planung des Versuchsablaufs und Durchführung der Versuche im Labor in Kleingruppen unter Anleitung





• Formal: keine

• Inhaltlich: Modul „Grüne Chemie & Biotechnologie“ sowie „Nachhaltige Produktionsverfahren und Biorefinery Konzepte“ vorab oder zeitgleich

6 Prüfungsformen

• Prüfungsform und -umfang werden zu Semesterbeginn festgelegt (benotete Modulprüfung, umfasst z.B. Versuchsberichte, Qualität der synthetisierten Verbindungen, Ausarbeitung und Präsentation eines Versuches)




• Keine






• pdf-Dateien des Praktikumsskripts im Web unter ILIAS


• Roesky / Kennepohl: Experiments in Green and Sustainable Chemistry; ISBN 978-3-527-32546-7.



Titel des Moduls: Schwerpunktpraktikum Material- und Oberflächenchemie Modul- Nummer

W12d

Workload

120 h

Credits

4



Dauer 1 Semester


P - 4 SWS

Kontaktzeit

40 h

Selbststudium

80 h





• sicher und weitgehend selbstständig in einem materialchemischen Labor zu arbeiten, mögliche Gefahren zu erkennen und diese abstellen.

• synthetische sowie analytische Experimente in Eigenarbeit zu planen, im Labor vorzuberei-ten und reproduzierbar durchzuführen.

• definierte Materialien kontrolliert anhand einer allgemeinen Arbeitsanleitung darzustellen.

• den Einfluss der Syntheseprozessparameter auf die Eigenschaften der erhaltenen Materia-lien abzuschätzen und

• die Eigenschaften von Grenz- und Oberflächen durch Wahl und Anwendung grenzflächenak-tiver Stoffe oder Beschichtungen gezielt zu verändern.

3 Inhalte

• Zeolithe, Metallorganische Gerüstmaterialien

• Sol-Gel-Materialien

• Metallorganische Gerüstmaterialien

• Nanoteilchen

• Aufbringen dünner Schichten, Galvanotechnik

• Molekulare Monolagen, Adsorption und Desorption

• Bestimmung und Beeinflussung von Ober- und Grenzflächenspannungen

• Waschmittel und Tenside

• Mikro- und Nanostrukturierung von Oberflächen

4 Lehrformen


• Gruppenarbeit






• Formal: keine

• Inhaltlich: Module „Allg. & Anorg. Chem.“, „Org. Chem.“, „Phys. Chem.“, „Spez. Anorg. Chem.“, „Anal. Chem.“ und „Innov. Mater.“ sollten bestanden sein.

6 Prüfungsformen

• Kurze mündliche Prüfungen (Testate) und Versuchsberichte (Protokolle), ggf. Projektbericht, Lernportfolio und/oder Abschlusskolloquium (benotete Modulprüfung, Prüfungsform und -umfang werden zu Semesterbeginn festgelegt)


• Bestandene Modulprüfung (alle Teilprüfungen müssen bestanden sein)


• Keine




• Prof. Dr. D. Burdinski, Prof. Dr. B. Glüsen





Teil 3 – Schlüsselqualifikationen



Schlüsselqualifikationsmodule im Studiengang Technische Chemie Modul Name ECTS SWS

1.5 Technisches Englisch I und II 4 4 3.7 Informatik und BWL 4 4



Titel des Moduls: Schlüsselqualifikation A Technisches Englisch I und II Modul- Nummer

1.5

Workload

120 h

Credits

4

Studien- semester 1. und 2. Semester

Häufigkeit des Angebots WiSe und SoSe

Dauer 2 Semester


a) V - 4 SWS

Kontaktzeit

60 h

Selbststudium

60 h


60 Vollzeit+20 dual Studierende


Die Studierenden

• sind in der Lage, technisch-wissenschaftliche Texte zu verstehen.

• sind sich der strukturellen Unterschiede zwischen deutscher und englischer Allgemein- und Fachsprache bewusst.

• sind in der Lage, sich aktiv an technisch-wissenschaftlichen Diskussionen zu beteiligen.

• sind in der Lage, eigene Fachtexte, insbesondere im chemischen Bereich, in der Fremdspra-che zu verfassen.

• können technisch-wissenschaftliche und speziell pharmazeutische, chemische Sachverhalte präsentieren.

• können sich Arbeits- und Lernziele setzen, sie reflektieren und verantworten.

• können in Gruppen mitwirken, dabei Anregungen und Kritik aufnehmen und äußern.

• können ihre Lern- und Arbeitsumgebung kooperativ mitgestalten, auch in heterogenen Gruppen.

• können in mündlicher Kommunikation situationsgerecht agieren und reagieren.

3 Inhalte

• Fachspezifisches Vokabular

• Aufbau und Gestaltung wissenschaftlicher Texte (Fachbücher, Fachartikel etc.)

• Strukturelle Unterschiede zwischen deutscher und englischer Fachsprache (typische Fallen bei der Übersetzung und bei der Textproduktion in der Fremdsprache)

• erweitertes fachspezifisches Vokabular, fachtexttypische Phraseologie

• Gestaltung wissenschaftlicher Texte (Fachbücher, Fachartikel)

4 Lehrformen

• Seminaristischer Unterricht und Übungen, ggf. Referate und Projektarbeit



• Keine

6 Prüfungsformen

• Schriftliche Klausurarbeit (zwei benotete Teilprüfungen, Modulnote ergibt sich aus dem Mittelwert beider Teilleistungen)


• Beide Teilprüfungen müssen bestanden sein (bei Nichtbestehen einer Teilprüfung muss nur diese wiederholt werden)




• Keine






• pdf-Files der Unterrichts- und Begleitmaterialien im Web unter ILIAS


• Literaturempfehlungen werden zu Semesterbeginn bekanntgegeben



Titel des Moduls: Schlüsselqualifikation B Informatik und BWL Modul- Nummer

3.7

Workload

120 h

Credits

2

Studien- semester 3. und 4. Semester

Häufigkeit des Angebots SoSe und WiSe

Dauer 2 Semester


a) V – 4 SWS

Kontaktzeit

60 h

Selbststudium

60 h


60 Vollzeit+20 dual Studierende


Teilleistung Informatik, die Studierenden sind in der Lage

• die Prinzipien der Funktionsweise unterschiedlicher Programmpakete zu beschreiben.

• Softwareanwendungen zur Aufnahme, Verarbeitung, Auswertung, Dokumentation und Verwaltung wissenschaftlich-technischer Daten gebrauchen, und

• Datenbanken zur Recherche und Analyse chemischer Informationen zu nutzen.

Teilleistung BWL, die Studierenden

• lernen betriebswirtschaftliche Zusammenhängen, insbesondere in der chemischen Industrie kennen.

• verstehen die wesentlichen betriebswirtschaftlichen Grundbegriffe und Funktionen.

• können Methoden aus den Bereichen Investitionsrechnung sowie Marketing anwenden.

3 Inhalte

Informatik

• Einführung in Microsoft Office

o Anwendungsspektrum und Unterschiede der enthaltenen Programmmodule

o Microsoft Word für die Erstellung wissenschaftlicher und technischer Dokumente

o Microsoft Excel für betriebswirtschaftliche, technische und wissenschaftliche Anwendun-gen

o Microsoft Access

o Grundlegende Prinzipien, Datenbankstruktur, Anwendungsoberflächen

• Chemisch-graphische Software-Anwendungen (z.B. ChemDraw, DS Viewer)

• Programmierung mit allgemeiner (imperativer) Programmiersprache, (z. B. Python)

• Grundlagen und Programmierung relationaler Datenbanken

• Chemische Datenbanken

o z.B. SciFinder, Cambridge Structural Database, Brookhaven PDB, Spektrendatenbanken

• Literaturdatenbanken z.B. Scopus, Pubmed, Web of Knowledge, Espacnet

BWL Betriebswirtschaftslehre

• Grundbegriffe der Betriebswirtschaft

• Rechtsformen von Unternehmen

• Finanzierung und Investition

• Investitionsrechnung

• Marketing und Vertrieb



4 Lehrformen

• Seminaristischer Unterricht, ggf. Referate und Projektarbeit



• Keine

6 Prüfungsformen:

• Schriftliche Klausurarbeit (zwei benotete Teilprüfungen, Modulnote ergibt sich aus dem Mittelwert beider Teilleistungen)


• Bestandene Modulprüfung (bei Nichtbestehen eines Teils muss nur dieser wiederholt werden)


• Keine






• pdf-Files der Unterrichts- und Begleitmaterialien im Web unter ILIAS


Informatik

• Literaturempfehlungen werden zu Semesterbeginn bekanntgegeben

BWL

• J.-P. Thommen und A.-K. Achleitner: Allgemeine Betriebswirtschaftslehre: Umfassende Einführung aus managementorientierter Sicht, ISBN: 978-3834913258

• K. Olfert, H.-J. Rahn: Einführung in die Betriebswirtschaftslehre, ISBN: 978-3470453002



Anhang I. zum Modulhandbuch Grundstruktur des Studienganges Technische Chemie – schematisch

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Anhang II. a Studienverlaufsplan Technische Chemie Vollzeit

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Anhang II. a Studienverlaufsplan Technische Chemie Vollzeit mit Fakultativen Praxissemester

Abbildung des Studienverlaufs des Vollzeitstudiengangs Technische Chemie mit FP

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Anhang III. Modulabhängigkeiten

Modul Name ECTS SWSzur Zulassung zur Modulprüfung notwendigerweise bestandene Module

1. Semester1.1 Allgemeine und Anorganische Chemie 9 81.2 Organische Chemie 5 41.3 Mathematik Grundlagen 5 41.4 Physik Grundlagen 9 81.5 Schlüsselqualifikation A (Teil 1) 4 2

Summe 32 262. Semester

2.1 Physikalische Chemie 9 82.2 Biochemie 5 42.3 Spezielle Mathematik 5 42.4 Thermische Verfahrenstechnik 5 42.5 Praktikum Organische Chemie 4 41.5 Schlüsselqualifikation A (Teil 2) (4) 2


3.1 Spezielle Anorganische Chemie 5 43.2 Mechanische Verfahrenstechnik 5 43.3 Chemische Reaktionstechnik 5 43.4 Spezielle Organische Chemie 5 43.5 Praktikum Verfahrenstechnik 4 43.6 Praktikum Biochemie 4 43.7 Schlüsselqualifikation B (Teil 1) 4 2


4.1 Chemische Verfahrensentwicklung 5 44.2 Analytische Chemie 5 44.3 Praktikum Reaktionstechnik 4 44.4 Praktikum Analytische Chemie 4 43.7 Schlüsselqualifikation B (Teil 2) (4) 24.5 1. Wahlpflichtmodul 5 44.6 2. Wahlpflichtmodul 5 4


5.1 Chemische Prozeßkunde 5 45.2 Praxis-Projekt 1 6 65.3 3. Wahlpflichtmodul 5 45.4 4. Wahlpflichtmodul 5 45.5 5. Wahlpflichtmodul 5 45.6 6. Wahlpflichtmodul (Praktikum) 4 4 siehe Prüfungsordnung


6.1 Praxis-Projekt 2 15 12 maximal 2 nicht abgeschlossene Modulprüfungen6.2 Bachelor-Arbeit 12 12 siehe Prüfungsordnung6.3 Bachelor-Seminar 3 2 Zulassung zur Bachelor Arbeit

Summe 30 26

Documents

Modulhandbuch Technische Chemie - th-koeln.de · 4.4 4 4 Praktikum Analytische Chemie 4 4 3.7 4 4 Schlüsselqualifikation B (Teil 2) (4) 2 4.5 4 4 Wahlpflichtmodul 1 5 4 4.6 4 4 Wahlpflichtmodul