Physikalische Chemie III

Nummer

H026

Leitung

Andreas Zogg, andreas.zogg@fhnw.ch

ECTS

3.0

Unterrichtssprache

Deutsch

Lernziele/Kompetenzen

Studierende...

sind fähig den zweiten Hauptsatz der Thermodynamik auf Mischphasen anzuwenden (3 anwenden)
verstehen das Konzept der partiellen molaren Grössen (2 verstehen)
können das Konzept des chemischen Potentials auf das Gleichgewicht von Mischphasen und das chemische Gleichgewicht anwenden (3 anwenden)
können für einfache Beispiele die Lage des chemischen Gleichgewichts berechnen (3 anwenden)
können einfache Phasendiagramme gas/flüssig interpretieren (2 verstehen)

Inhalt

Eigenschaften von Mischungen

Partielle molare Grössen und das chemisches Potential
ideale Mischungen (z.B. Gesetz von Raoult und Henry)
Aktivitätskoeffizienten
Siedepunkterhöhung, Schmelzpunkterniedrigung
Osmose
Binäre Phasendiagramme von gas/flüssig Gemischen (Dampfdruckdiagramm, Siedediagramm).
Chemisches Gleichgewicht
Abhängigkeit der freien Reaktionsenthalpie von der Zusammensetzung
Beziehung zwischen der Gleichgewichtskonstante und Konzentrationen
Einfluss von äusseren Bedingungen auf das chemische Gleichgewicht: Temperatur (van’t Hoff), und Druck.

Diverse Anwendungsbeispiele mit Matlab und Excel aus der Praxis (z.B. Säure-Base Gleichgewichte, Löslichkeitsprodukte, Mischenthalpien, Lösungsenthalpien, Reaktionstechnik, Elektrochemie).

Erforderliche Vorkenntnisse

Allgemeine und anorganische Chemie Studierende…

können die Bildung von Ionen durch die Aufnahme oder Abgabe von Elektronen aus Atomen und Molekülen formulieren; beherrschen Umrechnungen zwischen Massen und Stoffmengen, das korrekte Formulieren von Reaktionsgleichungen, Reduktions- und Oxidationshalbreaktionen und die Bestimmung von Oxidationszahlen (2 verstehen)
können den Zustand von Gasen mithilfe der idealen Gasgleichung quantitativ ausdrücken; können intermolekulare Kräfte in Flüssigkeiten qualitativ charakterisieren und unterscheiden; können die unterschiedlichen Aggregatzustände der Materie beschreiben (2 verstehen)

Analysis I Studierende…

verstehen den Funktionsbegriff (und können ihn adäquat anwenden) (2 verstehen)
verstehen das Konzept einer Ableitung sowie einer Integration (2 verstehen)
kennen die Grundrechenregeln der Differential- und Integralrechnung (1 kennen)
können die theoretischen Konzepte in Matlab und/oder Excel implementieren (3 anwenden)

Physikalische Chemie II Studierende…

sind fähig den zweiten Hauptsatz der Thermodynamik auf reine Stoffe und einfache chemische Umwandlungen anzuwenden. (3 anwenden)
wissen was ein partielles Integral ist und in welchem Zusammenhang dieses in der physikalischen Chemie angewandt wird. (2 verstehen)
sind fähig die kalorischen Zustandsfunktionen von reinen Stoffen zu berechnen und grafisch darzustellen. (3 anwenden)
sind fähig die Phasengrenzlinien im Druck-Temperatur-Diagramm (p-T-Diagramm) zu berechnen und grafisch darzustellen. (3 anwenden)
wissen was eine numerische Integration ist und in welchem Zusammenhang diese in der physikalischen Chemie angewandt wird. (2 verstehen)

Bibliographie/Literatur

Modulvorbereitung

Kurzlehrbuch Physikalische Chemie; 4. Auflage; Peter W. Atkins und Julio de Paula; ISBN 978-3-527-31807-0

Kursmaterial

Skript Übungsaufgaben mit Lösungen

Lehr- und Lernmethoden

Vorlesung mit Übungsaufgaben

Leistungsbewertung

gemäss Modulverzeichnis in der aktuellen StuPO

Anschlussmodule/-kurse

Praktikum Chemische Prozesstechnik I
Praktikum Chemische Prozesstechnik II
Praktikum Prozesssimulation und Modelling

Bemerkungen

2 x 2 Lektionen / Woche KW 8 bis 18 (10 Wochen im Frühjahr-Semester)