Modulhandbuch für den Bachelor-Studiengang Angewandte Chemie

Modulteil: Physikalische Chemie I
Dozent: Prof. Dr. Carl-Martin Bell Modul-Nr.: ACB11 Semester: 3
Lehrform: Vorlesung Wochenstunden: 4 LP (nach ECTS): 5
Lernziele
1. Einführung in die Chemische Thermodynamik, die Elektrochemie
und die Atom- und Molekülstruktur.
2. Verständnis und Vermittlung der Fähigkeit zur Anwendung der
Prinzipien und Modelle in der Physikalischen Chemie mit Hilfe
von mathematischen Methoden.
3. Bildung und Fördern des abstrakten Denkvermögens.
Vorlesungsinhalte • Allgemein: Wissenschaftlich korrekte Darstellung in der
Physikalischen Chemie.
• Thermodynamik: Gasgleichungen, Volumenarbeit, SATP-
Bedingungen, Reversibilität, kinetische Gastheorie,
Wärmekapazität, 1. Hauptsatz, Enthalpie- und innere Energieänderungen,
physikalische Umwandlungen, Hesssches Gesetz,
Kirchhoffsches Gesetz, Thermochemie, 2. Hauptsatz, Entropie,
3. Hauptsatz, Gibbssche freie Enthalpie, treibende Kräfte bei
chemischen Reaktionen, Aktivitäten, chemisches Potential,
Gibbs-Duhem Gleichung, chemisches Gleichgewicht,
Gleichgewichtskonstante, van’t Hoff-Gleichung,
Gleichgewichtszusammensetzung, Einfluss von Druck und
Temperatur auf das chemische Gleichgewicht.
• Elektrochemie: Galvanische Zellen, Elektroden,
Elektrolyteigenschaften, Halbzellen/kombinierte Halbzellen,
Redoxreaktionen, Zellpotential, elektromotorische Kraft,
Nernstsche Gleichung, Brennstoffzelle, Bestimmung von
thermodynamischen Größen bei Redoxreaktionen mit
elektrochemischen Methoden
• Atom- und Molekülstruktur: Grundlagen der
Quantenmechanik, Teilchen im eindimensionalen Potentialtopf,
Schrödinger-Gleichung, Wasserstoffatom mit seinem Spektrum
und Orbitalen, chemische Bindung mit Valence-Bond-Theorie
und Molekülorbital-Theorie, UV/VIS-Spektroskopie,
elektronische Rotations- und Schwingungsübergänge in
Molekülen.
Status Pflichtveranstaltung
Sprache Deutsch
Voraussetzungen Physik I und II, Mathematik, Allgemeine Chemie
Arbeitsaufwand und
Leistungspunkte
Präsenzzeit 45 h
Vor- und Nacharbeit 59 h 149 h (= 5 LP)
Prüfungsvorbereitung 45 h
Lernhilfen Tischvorlagen, Formelsammlung, Übungsaufgaben
Prüfungen Eine zweistündige schriftliche Klausur am Ende des Semesters,
Empfohlene
Literatur
während der Prüfungswoche.
1. Atkins, P.W.: Physikalische Chemie, 3.Auflage (2002) Wiley-
VCH
2. Atkins, P. W.: The Elements of Physical Chemistry, Oxford,
ISBN 0-19-855954-2
3. Barrow, G. M.: Physikalische Chemie I, II, III, Vieweg,
ISBN 3-528-23512-8
46