Grundlagen der Chemie für Ingenieure

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Gliederung der Vorlesungen 1 bis 14
Wintersemester 2004/2005

Vorlesung
Gliederung Lehrinhalte
1
1
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
Grundlagen der Chemie
Untersuchungsgegenstand der Chemie
Element und Verbindung bzw. Atome und Moleküle
Aggregatzustand und Phase; Phasendiagramm
Konzentrationsmaße
Grundgesetze der Stöchiometrie
Folie V1-1 Folie V1-2
2
1.6

2
2.1
2.2
2.3

Zustandsgleichung für Gase, Satz von Avagadro

Atombau
Einführung
Hauptbestandteile des Atoms
Radioaktivität
Folie V2-1

3
2.4 Aufbau der Atom- oder Elektronenhülle
Beginn der Bearbeitung: Beleg 1
4
3

4
4.1

Periodensystem der Elemente

Chemische Bindung
Atombindung - Teil 1 (bis Atombindung von Wasserstoff)

5
4.1
4.2
4.3
Atombindung Teil 2
Wasserstoffbrückenbindung - Anomalien des Wassers
Besonderheiten der Atombindung am Beispiel des Kohlenstoffs
Rückgabe: Beleg 1
Folie V5-1
6
4.4
4.5
4.6
Spezielle Art einer Atombindung bei Komplexverbindungen
Ionenbindung
Metallbindung (bis Halbleiter)
Beginn der Bearbeitung: Beleg 2
Folie V6-1 Folie V6-2 Folie V6-3
7
 
5

5.1
5.1.1
5.1.2
5.1.3
5.2

6
6.1
6.1.1

Dotierung von Halbleitern
Anwendung der Thermodynamik auf chem. Reaktionen

Reaktionsenthalpie ΔH
ΔH bei Phasenumwandlungsvorgängen
ΔH bei Verbrennungsreaktionen
ΔH bei Bildungsreaktionen
Freie Reaktionsenthalpie

Chemisches Gleichgewicht
Prinzip vom kleinsten Zwang
Einfluss der Temperatur
Rückgabe: Beleg 2
Folie V7-1 Folie V7-2
8
6.1.2
6.1.3
6.2
6.2.1
6.2.2
6.3

7
7.1
7.1.1

Einfluss des Druckes
Einfluss der Konzentration der Edukte oder Produkte
Beschleunigung und Katalyse
Beschleunigung durch Temperaturerhöhung
Beschleunigung durch Katalyse
Massenwirkungsgesetz (MWG)

Säure - Base - Reaktionen
Definition der Säuren und Basen
Definition nach Arrhenius
Beginn der Bearbeitung: Beleg 3
Folie V8-1

9
7.1.2
7.2
7.3
7.4
7.5
Definition nach Brönsted
Wasser als Ampholyt
Stärke von Säuren und Basen
Besonderheiten der Kohlensäure
pH-Wert
Folie V9-1 Folie V9-2
10
7.6
7.7
7.8
7.9
7.9.1
7.9.2
7.9.3
7.10
7.10.1
7.10.2
7.10.3
7.10.4
Protolyse in Salzlösungen
Pufferlösungen
Saurer Regen
Härte des Wassers
Carbonathärte
Nichtcarbonathärte
Gesamthärte
Hinweise zu technisch wichtigen Säuren und Basen
Schwefelsäure
Salpetersäure
Natriumhydroxid
Ammoniak
Rückgabe: Beleg 3
Folie V10-1 Folie V10-2
11
8
8.1
8.2
8.3
8.4
8.4.1
8.4.2
Redox - Reaktionen
Allgemeingültige Begriffe
Oxidationszahl
Stärke der Oxidations- und Reduktionsmittel
Redoxverhalten der Metalle – Spannungsreihe
Spannungsreihe
Redoxverhalten von Metallen in Säuren
Beginn der Bearbeitung: Beleg 4
Folie V11-1 Folie V11-2  Folie V11-3
12
8.5
8.5.1
8.5.2
8.5.2.1
8.5.2.2
8.5.2.3
8.5.3
8.6
8.6.1
8.6.2
8.6.3
8.6.3.1
8.6.3.2
8.6.3.3
8.6.3.4
8.7
Galvanische Elemente
Galvanische Zelle am Beispiel des Daniell-Elements
Primärelemente
Trockenelement von Leclanchè
Knopfzelle oder Knopfbatterie
Lithiumzelle
Nernstsche Gleichung
Elektrolyse
Vergleich galvanische Zelle und Elektrolysezelle
Faradaysche Gesetze
Elektrolysearten in der Technik
Elektrolyse in wässrigen Salzlösungen
Elektrolyse in Salz- oder Oxidschmelzen
Elektrolytische Raffination von Metallen
Galvanisieren und Eloxieren
Sekundärelemente oder Akkumulatoren
Folie V12-1
13
8.7.1
8.7.2
8.7.3
8.8

9

9.1
9.2

9.3
9.3.1
9.3.2
Bleiakkumulator
Nickel-Cadmium-Akkumulator (NC)
Nickel-Metallhydrid-Akkumulator (N/MH)
Brennstoffelemente

Grundlagen und ausgewählte technisch bedeutsame Stoffe der organischen Chemie
Allgemeines
Typische Reaktionen in der organischen und
Kunststoffchemie
Kohlenwasserstoffe in der Technik
Alkane
Aromatische Kohlenwasserstoffe
Rückgabe: Beleg 4
14
9.3.3
9.3.4
9.4
9.5

10
10.1
10.2
10.2.1
10.2.2
10.2.3
10.3
10.4
Alkene
Alkine (Acetylen)
Vier Stoffklassen mit funktioneller Gruppe
Stoffklasse der Tenside

Grundlagen zur Chemie der Kunststoffe
Allgemeines
Einteilung der Kunststoffe nach dem Herstellungsverfahren
Polymerisation
Polyaddition
Polykondensation
Kunststoff als Werkstoff (thermisches Verhalten)
Stoffe in Vergangenheit und Zukunft
Folie V14-1 Folie V14-2

Achtung!
Zur Prüfungsklausur sind nur die Studenten zugelassen, die die vier vorlesungsbegleitenden Belege termingemäß abgegeben haben. Die Abschlussklausur wird als schriftliche Prüfung (90 min) in der Prüfungszeit nach dem 1. Semester durchgeführt.

Als Hilfsmittel sind erlaubt: Taschenrechner sowie eine kurze Formelsammlung, die im Verlauf des Semesters vorgestellt wird und bei der Klausur zur Verfügung steht.