Chemie für Bioverfahrenstechnik

Agrarwissenschaften und Landschaftsarchitektur

Version 4.0 vom 15.05.2015

44B0248

Chemistry

Bioverfahrenstechnik in Agrar- und Lebensmittelwirtschaft (B.Sc.)

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Grundlagenkenntnisse der Chemie sind Voraussetzungen für ein tieferes Verständnis der Bioverfahrenstechnik. Zur Vermittlung dieser Grundkenntnisse wird zunächst eine Einteilung der Materie vorgenommen und der Aufbau der Atome sowie das Periodensystem der Elemente vorgestellt. Anschließend wird auf die chemische Schreibweise und auf das "stöchiometrische Rechnen" eingegangen. Im weiteren Verlauf werden die verschiedenen Bindungsarten (Ionen- und Atombindung, metallische Bindung und die Sekundärbindungsarten wie Wasserstoffbrückenbindung, Dipol-Diplo-Bindung und van der Waals-Bindung) sowie die unterschiedlichen Reaktionstypen (Ionen- und Redoxreaktionen) erläutert. Dabei wird auf das chemische Gleichgewicht und das Massenwirkungsgesetz, das Säure-Base-Konzept und auf die Oxidation und Reduktion eingegeangen. In diesem Zusammenhang werden grundlegende Begriffe wie pH-Wert, Titration, Fällung und Löslichkeitsprodukt erläutert. Anschließend wird eine Einführung in die organische Chemie gegeben. Vorgestellt werden einfache Kohlenwasserstoffe, die funktionellen Gruppen organischer Moleküle, die Grundlagen zur Nomenklatur organischer Verbindungen sowie einfache Reaktionsmechanismen der organischen Chemie (Substitutions-, Additions- und Elimienierungsreaktionen).

• 1.Einteilung der Materie
  1.1 Unterscheidung homogener und heterogener Systeme
  1.2 Elemente und Verbindungen
• 2. Aufbau der Materie
  2.1 Atommodell nach Bohr
  2.2 Einführung des Orbitalbegriffs
• 3. Periodensystem der Elemente (PSE)
• 3.1. Einordnung der Elemente im PSE
  3.2 Charakterisierung der Elementeigenschaften aufgrund ihrer Stellung im PSE
• 4. Chemische Schreibweise und Stöchiometrie
  4.1 Chemische Formelschreibweise
  4.2 Formulierung chemischer Reaktionsgleichungen
  4.3 Grundlagen des stöchiometrischen Rechnens
• 5. Chemische Bindungen
  5.1 Ionen- und Atombindung, metallische Bindung
  5.2 Sekündärbindungen (Wasserstoffbrückenbindung, Diplol-Bindung, van der Waals-Bindung)
• 6. Chemische Reaktionen
• 6. 1 Ionenreaktionen
  6.2 Redoxreaktionen; Oxidation und Reduktion
• 7. Chemsiches Gleichgewicht
  7.1 Massenwirkungsgesetz (MWG)
  7.2 Anwendung des MWG's auf Säure-Basereaktionen
  7.3 Säure- und Basenkonstante, pH-Wert, Titration
  7.4 Löslichkeitsprodukt
• 8. Einführung in die organische Chemie
  8.1 Einfache Kohlenwasserstoffe
  8.2 Funktionelle Gruppen organischer Moleküle
  8.3 Nomenklatur organischer Verbindungen
  8.4 Einfache Reaktionen organischer Moleküle
  
  Praktikum:
• 1. Herstellungen von Lösungen definierten Gehaltes
• 2. Stöchiometrisches Rechnen, Säuren und Basen, Titrationen
• 3. Redoxreaktionen und Löslichkeitsprodukt

Wissensverbreiterung

Wissensvertiefung
Die Studierenden können aufgrund der Stellung eines Elementes im Periodensystem auf dessen Eigenschaften schließen, Reaktionsgleichungen für einfache chemische Reaktionen angeben und einfache, stöchiometrische Rechnungen durchführen.
Können - instrumentale Kompetenz
Die Studierenden, die dieses Modul erfolgreich besucht haben, sind mit den Grundlagen der Arbeitsweise in chemischen Laboratorien vertraut. Sie können Experimente selbständig planen, durchführen und die Versuchsergebnisse dokumentieren.
Können - kommunikative Kompetenz
Die Studierenden können chemische Fachbegriffe und einfache Reaktionen erläutern, darstellen und bewerten. Sie stellen in Laborjournalen die erhaltenen experimentellen Ergebnisse zusammengefasst dar und erlernen damit die Grundlagen des technisch-wissenschaftlichen Berichtswesens.

Können - systemische Kompetenz
Die Studierenden können einfache chemische Experimente durchführen und fachgerecht mit Chemikalien umgehen. Die Ergebnisse durchgeführter Experimente können sie erklären und beurteilen.

Vorlesung, praktische Übungen mit Versuchsprotokollen, Selbststudium

Keine

von Frieling, Petra

von Frieling, Petra

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1. Pfestorf, R., H. Kadner, Chemie: Ein Lehrbuch für Fachhochschulen, Verlag Harri Deutsch, Frankfurt
2. C. E. Mortimer, Chemie. Das Basiswissen der Chemie, Georg Thieme Verlag Stuttgart, New York

• Mündliche Prüfung
• Hausarbeit
• Klausur 2-stündig

Experimentelle Arbeit

Standardprüfungsform: Klausur, 2-stündig (alternative Prüfungsform ggf. vom Prüfer auszuwählen und bei Veranstaltungsbeginn bekannt zu geben)

Grundlegende Kenntnisse der allgemeinen, anorganischen und organischen Chemie. Selbstständiges Aufstellen von Reaktionsgleichungen und Durchführung einfacher stöchiometrischer Berechnungen. Befähigung zur Durchführung einfacher chemischer Reaktionen.

1 Semester

Nur Wintersemester

Deutsch