Benutzer:Bin im Garten/Chemie/Chemiestudium

Chemiestudium

Einleitung

• Dihydrogenmonoxid
• Eigenschaften des Wassers
• Dichteanomalie#Wasser
• Grave (Einheit)
• H₂S-Gang
• Königswasser

Normbedingungen

Die Normbedingungen (nicht: Normalbedingungen!), (auch STP, vom englischen Begriff

Standard Temperature and Pressure

) sind nach DIN 1343:

• Temperatur $T_{n}$ = 273,15 K entsprechend 0 °C und
• Druck $p_{n}$ = 101.325 Pa = 101.325 N/m² = 1013,25 hPa = 101,325 kPa = 1,01325 bar ( = 1 atm)

Chemische Standardbedingungen

In der Chemie werden nach Festlegung durch die IUPAC aus dem Jahre 1982 definiert:

• Temperatur $T_{\mathrm {n} }$ = 273,15 K entsprechend 0 °C und
• Druck $p_{\mathrm {n} }$ = 100.000 Pa = 100.000 N/m² = 1000 hPa = 100 kPa = 1 bar

Hier wird also ein etwas geringerer Druck als Bezug genommen.

Während die Normbedingungen als Bezugsgrößen verwendet werden, von denen ausgehend man umrechnet, werden Standardbedingungen oft verwendet, um Umrechnungen vermeiden zu können. In diesem Sinn ist die IUPAC-Festlegung auf exakt 1 bar moderner und wird insbesondere für die Angabe thermodynamischer Stoffeigenschaften bevorzugt. Für die Angabe einer Gasmenge im Handel gilt in Deutschland die DIN-Variante, siehe Normkubikmeter.

1. Vorlesung und Seminar Allgemeine Chemie (1. Semester)

• Atome
  • subatomare Teilchen (Elementarteilchen),
  • Atomkern
  • Atomhülle
  • Struktur der Atomhülle - Elektronenkonfiguration
  • Kernreaktionen
  • Periodensystem der Elemente
• Chemische Bindungen - Kategorie:Chemische Bindung
  • kovalente Bindung - Atombindung
• dativ - Koordinative Bindung
  • intermolekular - Zwischenmolekulare Kräfte (Ionische Wechselwirkungen, Wasserstoffbrücken,

Dipolkräfte, Van-der-Waals-Kräfte.)

• • metallisch - Metallische Bindung
  • ionisch - Ionische Bindung
• Chemische Reaktionen -- Kategorie:Namensreaktion
• stöchiometrische Grundbegriffe - Stöchiometrie - Kategorie:Chemische Größe
• Gase,
• p-T-Diagramme
• Thermochemie
• Kinetik - Kinetik (Chemie)
• Gleichgewichte - Gleichgewicht (Physik), Chemisches Gleichgewicht
• Säuren und Basen - Säuren, Basen (Chemie)
• Lösegleichgewichte - Löslichkeitsgleichgewicht
• Komplexbildungsgleichgewichte - Komplexbildungsreaktion
• Redoxgleichungen - Redoxreaktion
• [Elektrochemie]]
• Starke Wechselwirkung
• Schwache Wechselwirkung
• Mischungskreuz

Praktikum Allgemeine Chemie

• Elementare Labortechniken (Erhitzen, Kristallisieren,

Bearbeitung von Glasgegenständen, Fällungsreaktionen, Titrationen, Leitfähigkeitsmessungen) - Chemische Arbeitsverfahren, Laborgerät, Chemielabor, Kristallisation, Elektrolytische Leitfähigkeit, Molare Leitfähigkeit, Konduktometrie

• Durchführung von Aufschlussreaktion (Aufschluss (Chemie)) und Redoxreaktionen.

Mathematik (1. und 2. Semester)

• Zahlentheorie
• stetige Funktionen,
• Folgen und Reihen,
• Differential- und Integralrechnung für Funktionen mit einer Variablen und mit mit mehreren Variablen,
• Linienintegral (Kurvenintegral) und Bereichsintegrale (Integralrechnung)
• Differentialgleichungen,
• Analytische Geometrie und Vektorrechnung,
• Matrizen (Matrix (Mathematik)) und Determinanten
• lineare Gleichungssysteme
• Eigenwertprobleme,
• Wahrscheinlichkeitstheorie und Statistik

Vorlesung Analytische Chemie 1 (1. und 2. Semester)

• Analytik (Untersuchungstechniken zur Zusammensetzung von Stoffen)
• Ionenreaktionen in wäßriger Lösung - Äquivalentkonzentration
• Lösevorgänge in Wasser - Lösung (Chemie), Alkalische Lösung,
• Solvationen -- Solvatisierung
• Massenwirkungsgesetz
• Fällungsgleichgewichte - Fällung
• Löslichkeitsprodukt - Löslichkeit
• Säure-Base-Gleichgewichte - Basen (Chemie)#Säure-Base-Gleichgewicht, Säurekonstante#Säure-Base-Reaktion, Säure-Base-Konzepte
• pH-Skala -- pH-Wert
• Hydrolyse
• Puffer
• Oxidation
• Reduktion
• Redoxreaktionen
• Komplexbildung -- Komplexbildungsreaktion, Komplexchemie, Komplexsalze
• Ionenaustauscher
• gravimetrische Bestimmungen -- Gravimetrie (Chemie)
• Titrationen (Säure-Base-Titration, Redoxtitration, komplexometrische Titration).

Vorlesung Analytische Chemie 2 (1. und 2. Semester)

• Quantitative Analyse
• Qualitative Analysen durch Ionenreaktionen (Äquivalentkonzentration, Äquivalentzahl) in wässriger Lösung,
• analytische Gruppentrennungsgänge (praktische Aspekte, HCl-Gruppe (Salzsäuregruppe), H2S-Gruppe (H₂S-Gang), (NH4)2S-Gruppe (Ammoniumsulfidgruppe), Urotropin-Gruppe, Reduktions-Gruppe und lösliche Gruppen), -- Ammoniumcarbonatgruppe, Kationentrennungsgang, Kategorie:Chemisches Analyseverfahren, Kategorie:Nachweisreaktion, Liste von Nachweisreaktionen, Chemische Arbeitsverfahren
• Nachweisreaktionen
• Vorproben
• Anionennachweise -- Liste von Nachweisreaktionen#Anionen, Anion
• Sodaauszug
• Aufschlussreaktionen - Aufschluss (Chemie)

Praktikum Analytische Chemie (1. und 2. Semester)

• Acidimetrie - Säure-Base-Titration
• Ionenaustausch - Ionenaustauscher
• Manganometrie
• Bromatometrie (eine Redox-Titration)
• Iodometrie
• Chelatometrie
• Fällungstitration - Fällung
• Gravimetrie (Chemie)

Praktikum Experimentelle Anorganische Chemie (2. Semester)

• Qualitative Analyse (Vorproben, Nachweisreaktionen für Anionen und Kationen, Trennungsgänge nach analytischen Gruppen, Analyse komplexer Gemische), -- Liste von Nachweisreaktionen#Anionen, Liste von Nachweisreaktionen#Kationen, Trennverfahren (Verfahrenstechnik), H₂S-Gang
• Aufschlussreaktionen
• Identifizierung und Analyse einheitlicher Substanzen,
• Durchführung verschiedener anorganischer Synthesen - Solvothermalsynthese, Kategorie:Chemisch-technisches Verfahren
• Recycling von chemischen Ausgangsmaterialien,
• Chemikalienentsorgung.

Physik Vorlesung (3. und 4. Semester)

• Grundzüge der klassischen Physik (Mechanik, Wärmelehre - Thermodynamik, Elektrizitätslehre - Elektrodynamik, Magnetismus und Optik),
• Atomphysik und Kernphysik
• Definition der Grundgrößen in der Mechanik -- Liste_physikalischer_Größen#Mechanik, Physikalische Größe
• Erhaltungssätze - Erhaltungssatz, Energieerhaltungssatz, Leptonenzahlerhaltung, Baryonenzahlerhaltung, Ladungserhaltung, Drehimpulserhaltung, Impulserhaltungssatz,
• Newtonsche Gesetze
• Schwingungen,
• Grundbegriffe der Elektrizität und des Magnetismus
• elektromagnetische Grundgesetze - Elektromagnetische Welle, Elektrodynamik, Transformator, Satz von Poynting, Kontinuitätsgleichung, Materialgleichungen der Elektrodynamik, Elektrische Ladung, Lorentzkraft, Maxwell-Gleichungen
• elektrische Schaltungen,
• Formen und Speicherung elektrischer Energie -- Magnetismus, Batterie (Elektrotechnik), Batterie-Speicherkraftwerk
• magnetische Phänomene und Magnetische Ordnung, Magnetismus
• elektromagnetische Wellen
• Wellen- und Teilchencharakter des Lichtes -- Welle-Teilchen-Dualismus
• Beugung und Reflektion
• Interferenzeffekte
• Strahlenoptik -- Geometrische Optik
• optische Instrumente -- Kategorie:Optisches Instrument, Mikroskop, Fernglas
• polarisiertes Licht - Polarisation

Vorlesung Physikalische Chemie (2. und 3. Semester)

• Grundlagen der Thermodynamik von reinen Substanzen und einfachen Mischsystemen, -- Physikalische_Chemie#Chemische_Thermodynamik
• Hauptsätze der Thermodynamik -- Thermodynamik#Kurze Zusammenfassung der Hauptsätze
• Grundlagen der Elektrochemie
• Dynamik chemischer Reaktionen -- Kinetik (Chemie)
• quantitative Beschreibung von Transportprozessen und chemischer Reaktionskinetiken,
• Aufbau der Materie -- Materie#Aufbau
• Symmetrieeigenschaften -- Symmetrie (Physik), Supersymmetrie, Symmetrie (Geometrie)
• Spektroskopie

Vorlesung Organische Chemie (2. und 3. Semester)

• Lewis-Formeln -- Elektronenformel
• Bindung -- Chemische Bindung
• Nomenklatur
• Stereochemie
• radikalische Substitution an Alkanen -- Substitutionsreaktion
• nukleophile Substitution und Eliminierung an Aliphaten
• Addition (Additionsreaktion) an Alkene, Alkine, Aromaten, Alkohole, Aldehyde, Ketone, Carbonsäuren und Aminosäuren
• nukleophiler Kohlenstoff, Nukleophilie
• Cycloadditionen
• Heteroaromaten
• Umlagerungen

Vorlesung Experimentelle Organische Chemie

• Grundlagen der NMR-Spektroskopie (1H-, 13C-NMR), - Kernspinresonanzspektroskopie - ¹H- und ¹³C-NMR-Spektroskopie
• Grundlagen der Massenspektrometrie
  • Ionisationsmethoden, - Ionisation, Ionenquelle, Ionen können auf verschiedene Weisen erzeugt werden. Häufig kommen Stoßionisation, insbesondere Elektronenstoßionisation (EI) oder chemische Ionisation (CI), Photoionisation (PI), Feldionisation (FI), Fast Atom Bombardment (FAB), Matrix-unterstützte Laser-Desorption/Ionisation (MALDI) und Elektrospray-Ionisation (ESI) vor. -- Beispiele für Bauformen von Ionenquellen sind

Duoplasmatron (Plasmatron mit zwei Kammern)

Elektron-Zyklotron-Resonanz-Ionenquelle (EZR-Ionenquelle)

Elektronenstrahl-Ionenquelle (EBIS, EBIT, siehe Electron Beam Ion Trap)

Kapillaritron (Kapillarenanode mit Extraktionskathode)

Mikrowellen-Ionenquelle, zum Beispiel mit einem Magnetron

Penning-Ionenquelle für Teilchenbeschleuniger (gleiches Prinzip wie Penning-Vakuummeter)

Sputter-Ionenquelle, insbesondere geeignet zur Erzeugung negativ geladener Ionen für Tandembeschleuniger

• • Fragmentierungsreaktionen -- Fragmentierung (Massenspektrometrie) in der Physik für die Teilung eines Moleküls in kleiner Bruchstücke auf unterschiedlicher Weise in der Massenspektrometrie -- en:Fragmentation (chemistry)
• Grundlagen der IR-Spektroskopie (Infrarotspektroskopie) und UV/VIS-Spektroskopie

Anorganische Chemie

• gruppenweise Besprechung der Chemie der Hauptgruppenelemente -- Hauptgruppe
  • Wasserstoff
  • Edelgase
  • Halogengruppe -- Halogene
  • Stickstoffgruppe
  • Kohlenstoffgruppe
  • Borgruppe
  • Erdalkalimetalle
  • Alkalimetalle
  • Übergangsmetalle (3d-, 4d-, 5d-Metalle) unter Berücksichtigung ihrer Gewinnung,
• Darstellung und industriellen Verwendung,
• moderne Bindungskonzepte -- Chemische Bindung, Kategorie:Chemische Bindung
  • MO-Theorie -- Molekülorbitaltheorie
  • Hypervalenz
  • Hyperkonjugation
• Koordinationschemie -- Komplexchemie, Kategorie:Komplexchemie
  • Liganden,
  • Komplexe (Ein Komplex oder Koordinationsverbindung ist eine chemische Verbindung, bei der ein Zentralatom (Metall-Ion oder Atom) Lücken in seiner Elektronenkonfiguration aufweist, so dass sich ein oder mehrere Moleküle oder Ionen, die Liganden, anlagern können, die jeweils mindestens ein freies Elektronenpaar für die Bindung zur Verfügung stellen.)
  • Kristallfeld -- Kristallfeld- und Ligandenfeldtheorie
  • Ligandenfeldtheorie -- Kristallfeld- und Ligandenfeldtheorie
• Einführung in die metallorganische Chemie und homogene Katalyse
• grundlegende Aspekte der Chemie der inneren Übergangsmetalle ( = 4f- und 5f-Elemente/Lanthanoide und Actinoide).

Modelle in der Chemie

• Vorlesung Stereochemie:
• Geschichte der Stereochemie -- Stereochemie#Geschichtliche_Entwicklung
• Polarisationseigenschaften des Lichts -- Polarisation, Scanning-Laser-Polarimetrie
• Punktgruppen und Molekülsymmetrie -- Stereochemie#Stereochemische_Begriffe
• Chiralität -- Chiralität (Chemie)
• Nomenklatur
• Topizität
• Konfigurationsaufklärung - Konfiguration (Chemie)
• Trennung von Stereoisomeren - Stereoisomere#Stereoisomerie
• stereoselektive Reaktionen und Synthesemethoden,
• Stabilität und Epimerisierung stereogener Elemente.

Vorlesung Computerchemie

• Computerchemie = Chemoinformatik
• Molecular Modeling -- Molekulardesign
• Kraftfelder -- Kraftfeld (Physik), Moleküldynamik
• ab initio-Verfahren -- Computerchemie#ab_initio-Methoden
• Dichtefunktionaltheorie -- Dichtefunktionaltheorie (Statistische Physik), Dichtefunktionaltheorie (Quantenphysik)
• Programme zur Berechnung der Elektronenstruktur -- GAMESS, Elektronenkonfiguration, Wikipedia:Wie erstelle ich Strukturformeln?, Kategorie:Chemiesoftware, GROMACS, GAUSSIAN

Vorlesung Technische Chemie

• Technische Chemie, Chemische Reaktionstechnik, Verfahrenstechnik#Chemische_Verfahrenstechnik
• Schlüsselreaktionen
• Thermodynamik
• Mikro- und Makrokinetik (ideale Reaktoren, reale Reaktoren, Wärmeeffekte) -- Kinetik (Chemie), Makrokinetik, Idealreaktor, Chemischer Reaktor
• Mehrphasenreaktoren (Fluid/Fluid-Reaktionen, Reaktionen mit festen Reaktanden, heterogene Katalyse), -- Stoffstromführung, Edukt
• Dimensionsanalyse und Ähnlichkeitstheorie
• mechanische Verfahrenstechnik (Fluidmechanik (Strömungslehre), Zerkleinern, Trennen disperser Systeme (Dispersion (Chemie)) z. B. durch Sedimentation und Filtration), -- Agglomerieren (Verfahrenstechnik)
• Mischen und Rühren, -- KPG-Rührer, Magnetrührer , Rührer, Rührkessel
• Thermische Verfahrenstechnik -- Verfahrenstechnik#Thermische_Verfahrenstechnik (Wärmeübertragung, Rektifikation, L/L-Extraktion = Liquid-liquid extraction = Flüssig-Flüssig-Extraktion, Feststoffextraktion (ist wahrscheinlich etwas anderes alsFestphasenextraktion), Kristallisation, Trocknung). -- Kategorie:Extraktion

Fachübergreifende Kompetenzen (4. Semester)

• Toxikologie und Rechtskunde:
• Chemikaliengesetz - Chemikaliengesetz (Deutschland)
• Gefahrstoffverordnung
• Chemikalien-Verbotsverordnung
• Pflanzenschutzgesetz
• technische Regeln für Gefahrstoffe -- Technische Regeln#TRGS · Technische Regeln für Gefahrstoffe
• toxikologische und ökologische Eigenschaften von Gefahrstoffen und Gefahrstoffgruppen,
• Erste-Hilfe-Maßnahmen im Labor
• Biochemie:
• Aminosäuren,
• Proteine (Enzyme),
• Kohlenhydrate,
• Lipide (Membranen) -- Zellmembran, Biomembran
• Nukleinsäuren
• metabolische Stöchiometrie - Stoffwechsel
• Energiebilanzierung - Bioenergetik (Biologie), Grundumsatz, Energiebilanz (Ernährung)
• Atmung
• Katabolismus
• Anabolismus

Interessantes

• Substitutionsmuster - ortho, meta, para
• cis-trans-Isomerie - cis, trans