Die Vorlesung gibt eine Einführung in die Elektrochemie. Dabei werden ausgehend von den grundlegenden Zusammenhängen der elektrochemischen Stoffwandlung die wichtigsten Teilprozesse in elektrochemischen Zellen und die experimentellen Methoden zu ihrer Untersuchung behandelt. Die Themenschwerpunkte sind: Triebkräfte elektrochemischer Reaktionen, Transportprozesse und Zusammenhänge zwischen Struktur und Reaktivität an geladenen Grenzflächen. Es schließt sich die Betrachtung wichtiger Anwendungen elektrochemischer Prinzipien in komplexen Prozessen mit einem Ausblick auf die aktuellen Herausforderungen in der Forschung an. Diese Beispiele umfassen die Anwendungen in der der Batterien, den Brennstoffzellen, im Korrosionsschutz, in der elektrochemischen Materialforschung und der Mikrosystemtechnik.
Vorlesung und Übung Strukturaufklärung organischer Moleküle und Praktikum Spektroskopische Methoden finden im Sommersemester statt.
Ausgehend von einem einfachen spektroskopischen Experiment werden zunächst die Phänomenologie und die mikroskopische Interpretation der Lichtabsorption behandelt und dann auf die verschiedenen Wellenlängenbereiche verallgemeinert. Anschließend werden die Wechselwirkungsmöglichkeiten elektromagnetischer Strahlungen mit Materie in den verschiedenen Wellenlängenbereichen systematisch diskutiert und ihre Anwendung zur Strukturaufklärung betrachtet. Besonderes Augenmerk wird auf spektroskopische Untersuchungen von Grenzflächen gerichtet. In diesem Zusammenhang werden die Schwingungsspektren und die Elektronenübergänge innerer Strahlen besonders gründlich diskutiert.
Vorlesung und Übung Strukturaufklärung organischer Moleküle und Praktikum
Spektroskopische Methoden finden im Sommersemester statt.
Durchführung nur bei Bedarf!
Einweisung 21.10.21, 12:00 Uhr in W3 1-156.
Sicherheitsbelehrung 20.10.21, 8:00 Uhr in W3 1-156.
Vorgespräche freitags nach separatem Aushang.
Versuche nach separatem Aushang in der zweiten Semesterhälfte.
Hinweise zum Modul
Prerequisites
Erfolgreicher Abschluss der Module che105, che115, che125, che155
Reference text
Empfohlene Belegung in 3 Semester (WiSe)
Prüfungszeiten
In den Semesterferien nach dem WiSe gemäß separater Ankündigung
Die mündliche Modulprüfung kann erst nach Abschluss des Praktikums abgelegt werden.
Module examination
G
Skills to be acquired in this module
Kenntnisse (Wissen)
Nach dem Besuch der Vorlesungen, der Übungen und des Praktikums kennen die Studierenden die wichtigsten Typen von Elementarreaktionen und die dazugehörigen Zeitgesetze. Sie kennen die wichtigsten experimentellen Techniken zur Ermittlung von Zeitgesetzen. Sie kennen die Zusammenhänge zwischen den Elementarreaktionen für wichtige komplexe Reaktionstypen einschließlich elektrochemischer Reaktionen als Beispiel für heterogene Reaktionen. Die Studierenden wissen für das Beispiel elektrochemischer Reaktionen zwischen thermodynamische Bedingungen, und kinetische Größen und Transportprozesse zu unterscheiden, und diese Phänomene formelhaft beschreiben. Die Studierenden kennen die wichtigsten Prozesse bei der Wechselwirkung von elektromagnetischer Strahlung im infraroten, sichtbaren, ultravioletten Spektralbereich sowie im Bereich der Mikrowellen und der Röntgenstrahlung. Sie kennen das grundlegende Vorgehen, um aus Spektren der jeweiligen Bereiche Strukturinformationen über chemische Verbindungen abzuleiten.
Fertigkeiten (Können)
Die Studierenden sind nach dem Besuch der Vorlesungen, der Übungen und des Praktikums in der Lage, die Dynamik elektrochemischer Prozesse in einfachen Laborexperimenten experimentell zu erfassen, durch Wahl von Versuchs- bzw. Prozessbedingungen gezielt zu steuern, mathematisch zu beschreiben und dabei sinnvolle und zweckbezogene Abstraktionen vorzunehmen. Sie können spektroskopische Techniken zur Untersuchungen einfacher Strukturparameter auswählen, die Techniken durchführen und Strukturinformationen aus den Spektren ableiten. Dabei handhaben sie physikalisch-chemischen Messgeräten und Standardauswerteprogrammen geübt. Die Studierenden können komplexer Vorgänge, insbesondere am Beispiel elektrochemischer Energiewandler und spektroskopischer Experimente gedanklich in formal beschreibbare Teilprozesse zerlegen und die limitierender Faktoren im Ablauf chemischer Reaktionen und ihre technologische Ausnutzung identifizieren. Sie sind mit den spezifischen Aspekten des Arbeitsschutzes an komplexen physikalisch-chemischen Messinstrumenten vertraut.
