Name | Herr Prof. Dr. Renato Zenobi |
Lehrgebiet | Analytische Chemie |
Adresse | Lab. für Organische Chemie ETH Zürich, HCI E 329 Vladimir-Prelog-Weg 1-5/10 8093 Zürich SWITZERLAND |
Telefon | +41 44 632 43 76 |
Fax | +41 44 632 12 92 |
renato.zenobi@org.chem.ethz.ch | |
Departement | Chemie und Angewandte Biowissenschaften |
Beziehung | Ordentlicher Professor |
Nummer | Titel | ECTS | Umfang | Dozierende | |||||||||||||||||
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529-0051-AAL | Analytical Chemistry I Belegung ist NUR erlaubt für MSc Studierende, die diese Lerneinheit als Auflagenfach verfügt haben. Alle anderen Studierenden (u.a. auch Mobilitätsstudierende, Doktorierende) können diese Lerneinheit NICHT belegen. | 3 KP | 6R | D. Günther, R. Zenobi | |||||||||||||||||
Kurzbeschreibung | Introduction into the most important spectroscopical methods and their applications to gain structural information. | ||||||||||||||||||||
Lernziel | Knowledge about the necessary theoretical background of spectroscopical methods and their practical applications | ||||||||||||||||||||
Inhalt | Application oriented basics of organic and inorganic instrumental analysis and of the empirical employment of structure elucidation methods: Mass spectrometry: Ionization methods, mass separation, isotope signals, rules of fragmentation, rearrangements. NMR spectroscopy: Experimental basics, chemical shift, spin-spin coupling. IR spectroscopy: Revisiting topics like harmonic oscillator, normal vibrations, coupled oscillating systems (in accordance to the basics of the related lecture in physical chemistry); sample preparation, acquisition techniques, law of Lambert and Beer, interpretation of IR spectra; Raman spectroscopy. UV/VIS spectroscopy: Basics, interpretation of electron spectra. Circular dichroism (CD) und optical rotation dispersion (ORD). Atomic absorption, emission, and X-ray fluorescence spectroscopy: Basics, sample preparation. | ||||||||||||||||||||
Skript | Script will be provided for factory costs. | ||||||||||||||||||||
Literatur | - R. Kellner, J.-M. Mermet, M. Otto, H. M. Widmer (Eds.) Analytical Chemistry, Wiley-VCH, Weinheim, 1998; - D. A. Skoog und J. J. Leary, Instrumentelle Analytik, Springer, Heidelberg, 1996; - M. Hesse, H. Meier, B. Zeeh, Spektroskopische Methoden in der organischen Chemie, 5. überarbeitete Auflage, Thieme, Stuttgart, 1995 - E. Pretsch, P. Bühlmann, C. Affolter, M. Badertscher, Spektroskopische Daten zur Strukturaufklärung organischer verbindungen, 4. Auflage, Springer, Berlin/Heidelberg, 2001- Kläntschi N., Lienemann P., Richner P., Vonmont H: Elementanalytik. Instrumenteller Nachweis und Bestimmung von Elementen und deren Verbindungen. Spektrum Analytik, 1996, Hardcover, 339 S., ISBN 3-86025-134-1. | ||||||||||||||||||||
Voraussetzungen / Besonderes | Excercises are integrated in the lectures. In addition, attendance in the lecture 529-0289-00 "Instrumental analysis of organic compounts" (4th semester) is recommended. | ||||||||||||||||||||
529-0054-00L | Physikalische und Analytische Chemie | 10 KP | 15P | E. C. Meister, R. Zenobi, M.‑O. Ebert, K. Eyer, B. Hattendorf, T. Segawa, Y. Yamakoshi | |||||||||||||||||
Kurzbeschreibung | Praktische Einführung in wichtige Methoden der physikalischen und analytischen Chemie. | ||||||||||||||||||||
Lernziel | Durchführung ausgewählter physikalisch-chemischer Experimente und Auswertung von Messdaten. Kenntnis der wichtigsten analytisch-chemischen Arbeitstechniken in der Praxis. Abfassen von Versuchsberichten. | ||||||||||||||||||||
Inhalt | Teil Physikalische Chemie: Kurze Rekapitulation der Statistik und Auswertung von Messdaten. Abfassen von Versuchsberichten im Hinblick auf das Publizieren von wissenschaftlichen Arbeiten. Grundlegende physikalisch-chemische Versuche (maximal 6 Versuche aus folgenden Themenkreisen): 1. Phasendiagramme (Siede- und Schmelzdiagramme, Kryoskopie); 2. Elektrochemie und Elektronik; 3. Quantenchemische Untersuchungen; 4. Kinetik; 5. Thermochemie; 6. Schallgeschwindigkeit in Gasen und Flüssigkeiten; 7. Oberflächenspannung. Teil Analytische Chemie: 1. Einführung in die Konzepte der Probennahme, Quantitative Elementanalytik und Spurenanalytik, atomspektroskopische Methoden, Vergleichsmessungen mit elektrochemischen Methoden; 2. Trennmethoden, deren Prinzipien und Optimierung: Vergleich der verschiedenen chromatographischen Methoden, Einfluss der stationären und mobilen Phasen, häufige Fehler/Artefakte, Flüssigchromatographie, Gaschromatographie (Injektionsmethoden). 3. Spektroskopische Methoden in der organischen Strukturaufklärung: Aufnahme von IR- und UV/VIS-Spektren, Aufnahmetechnik NMR. Integriert in das Praktikum sind obligatorische Spektrenübungen 529-0289-00 "Instrumentalanalyse organischer Verbindungen" als praktikums-begleitendes Seminar. | ||||||||||||||||||||
Skript | Versuchsanleitungen sind auf der Webseite erhältlich. | ||||||||||||||||||||
Literatur | Für PC-Teil: Erich Meister, "Grundpraktikum Physikalische Chemie: Theorie und Experimente", 2. Auflage, vdf Hochschul-Verlag an der ETH, Zürich, 2012. Als e-Book erhältlich. | ||||||||||||||||||||
Voraussetzungen / Besonderes | Voraussetzungen: 529-0011-04 "Allgemeine Chemie (Praktikum)" 529-0051-00 "Analytische Chemie I" (3. Semester) 529-0058-00 "Analytische Chemie II" (4. Semester) parallel zum Praktikum oder in einem früheren Semester abgeschlossen. Die Veranstaltung 529-0289-00L "Instumentalanalyse organischer Verbindungen" ist ein integraler Bestandteil dieses Praktikums. Schutzkonzept: https://chab.ethz.ch/studium/bachelor1.html | ||||||||||||||||||||
529-0058-AAL | Analytical Chemistry II Belegung ist NUR erlaubt für MSc Studierende, die diese Lerneinheit als Auflagenfach verfügt haben. Alle andere Studierenden (u.a. auch Mobilitätsstudierende, Doktorierende) können diese Lerneinheit NICHT belegen. | 3 KP | 6R | D. Günther, D. Bleiner, M.‑O. Ebert, G. Schwarz, R. Zenobi | |||||||||||||||||
Kurzbeschreibung | Enhanced knowledge about the elemental analysis and spectrocopical techniques with close relation to practical applications. This course is based on the knowledge from analytical chemistry I. Separation methods are included. | ||||||||||||||||||||
Lernziel | Use and applications of the elemental analysis and spectroscopical knowledge to solve relevant analytical problems. | ||||||||||||||||||||
Inhalt | Combined application of spectroscopic methods for structure determination, and practical application of element analysis. More complex NMR methods: recording techniques, application of exchange phenomena, double resonance, spin-lattice relaxation, nuclear Overhauser effect, applications of experimental 2d and multipulse NMR spectroscopy, shift reagents. Application of chromatographic and electrophoretic separation methods: basics, working technique, quality assessment of a separation method, van-Deemter equation, gas chromatography, liquid chromatography (HPLC, ion chromatography, gel permeation, packing materials, gradient elution, retention index), electrophoresis, electroosmotic flow, zone electrophoresis, capillary electrophoresis, isoelectrical focussing, electrochromatography, 2d gel electrophoresis, SDS-PAGE, field flow fractionation, enhanced knowledge in atomic absorption spectroscopy, atomic emission spectroscopy, X-ray fluorescence spectroscopy, ICP-OES, ICP-MS. | ||||||||||||||||||||
Literatur | general: R. Kellner, J.-M. Mermet, M. Otto, H. M. Widmer (Eds.) Analytical Chemistry, Wiley-VCH, Weinheim, 1998; XRF: R. Schramm, X-Ray Fluorescence Analysis: Practical and Easy, Fluxana, Kleve, 2012; ICP-MS: R. Thomas, Practical Guide to ICP-MS - A Tutorial for beginners, 3rd Edition, CRC Press, Taylor & Francis Group, Boca Raton, 2013 (especially: chapters 1-15, 19 and 21). Separation methods: S. Ahuja (Ed.), Chromatography and Separation Science, Volume 4 of series "Separation Science and Technology", Elsevier Academic Press, San Diego, 2003. K. Robards, P. R. Haddad, and P. E. Jackson, Principle and Practise of Modern Chromatographic Methods, Academic Press, London, 1994. F. Foret, L. Krivankova, and P. Bocek, Capillary Zone Electrophoresis, VCH, Weinheim (1993) | ||||||||||||||||||||
Voraussetzungen / Besonderes | None. | ||||||||||||||||||||
529-0059-00L | Nanoscale Molecular Imaging | 3 KP | 2G | N. Kumar, R. Zenobi | |||||||||||||||||
Kurzbeschreibung | This course will provide fundamental knowledge about the principal analytical techniques for nanoscale molecular imaging. In addition to the basic concepts, students will also learn the application of advanced molecular characterization tools to solve problems in the chemical, biological and material sciences. | ||||||||||||||||||||
Lernziel | This course will provide fundamental knowledge about the principal analytical techniques for nanoscale molecular imaging. In addition to the basic concepts, students will also learn the application of advanced molecular characterization tools to solve problems in the chemical, biological and material sciences. | ||||||||||||||||||||
Inhalt | Nanoscale molecular imaging using fluorescence spectroscopy: - Stimulated emission depletion microscopy (STED) - Saturated structured illumination microscopy (SSIM) - Direct stochastic optical reconstruction microscopy (dSTORM) - Photoactivated localization microscopy (PALM) Nanoscale molecular imaging using Raman spectroscopy: - Scanning near-field optical microscopy (aperture SNOM) - Tip-enhanced Raman spectroscopy (TERS): Based on atomic force microscopy (AFM) & scanning tunnelling microscopy (STM) Nanoscale molecular imaging using infra-red (IR) spectroscopy: - Nanoscale Fourier-transform infrared spectroscopy (Nano-FTIR) - Photo-induced force microscopy (AFM-IR) Nanoscale molecular imaging using ions: - Nanoscale secondary ion mass spectrometry (NanoSIMS) Single molecule imaging techniques: - Scanning probe microscopy: STM & AFM - Ultrahigh vacuum (UHV)-TERS - Cryogenic electron microscopy (Cryo-EM) | ||||||||||||||||||||
Skript | Lecture notes will be made available online. | ||||||||||||||||||||
Literatur | Information about relevant literature will be available in the lecture & in the lecture notes. | ||||||||||||||||||||
Kompetenzen |
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529-0280-00L | Analytical Chemistry Seminar | 0 KP | 1K | R. Zenobi | |||||||||||||||||
Kurzbeschreibung | Analytical Chemistry Seminar | ||||||||||||||||||||
Lernziel | Presentation and discussion of current research topics in analytical chemistry | ||||||||||||||||||||
Inhalt | Presentation and discussion of current research topics in analytical chemistry | ||||||||||||||||||||
529-0289-00L | Instrumentalanalyse organischer Verbindungen | 2 KP | 2G | R. Zenobi, K. Eyer, N. Kumar, Y. Yamakoshi | |||||||||||||||||
Kurzbeschreibung | Übungen zur Interpretation von Molekülspektren | ||||||||||||||||||||
Lernziel | Beherrschung der Praxis der Interpretation von Molekülspektren. | ||||||||||||||||||||
Inhalt | Anhand von Übungsaufgaben können die Teilnehmenden mit Hilfe der Dozenten und Assistenten den selbständigen Umgang mit den Massen-, 1H-NMR-, 13C-NMR-, IR-, und UV/VIS-Spektren erlernen. Zwei Probleme werden dann jeweils von einem Dozenten besprochen. | ||||||||||||||||||||
Skript | Die Aufgabenstellungen werden abgegeben | ||||||||||||||||||||
Literatur | E. Pretsch, P. Bühlmann, M. Badertscher, Spektroskopische Daten zur Strukturaufklärung organischer verbindungen, 5. Auflage, Springer, Berlin/Heidelberg, 2010. | ||||||||||||||||||||
Voraussetzungen / Besonderes | Die Lösungen sind in der darauffolgenden Woche auf dem Internet verfügbar Voraussetzung: 529-0051-00 "Analytische Chemie I (3. Semester)" 529-0058-00 "Analytische Chemie II (4. Semester)" parallel zu diesem Kurs oder in einem früheren Semester abgeschlossen | ||||||||||||||||||||
529-0290-00L | Organic Chemistry (Seminar) | 0 KP | 2S | J. W. Bode, E. M. Carreira, H. Wennemers, R. Zenobi | |||||||||||||||||
Kurzbeschreibung | Seminars on Current Topics in Organic Chemistry, Chemical Biology, and Analytical Chemistry. | ||||||||||||||||||||
Lernziel | Awareness of contemporary trends in science. | ||||||||||||||||||||
529-0299-00L | Organic Chemistry | 0 KP | 1.5K | J. W. Bode, E. M. Carreira, P. Chen, K. Lang, B. Morandi, H. Wennemers, R. Zenobi | |||||||||||||||||
Kurzbeschreibung | Updates on Research and Contemporary Literature in Organic Chemistry and Chemical Biology. | ||||||||||||||||||||
Lernziel | Problem solving in organic chemistry and chemical biology. |