Stephan Hug: Katalogdaten im Herbstsemester 2020

NameHerr Dr. Stephan Hug
E-Mailstephan.hug@usys.ethz.ch
DepartementUmweltsystemwissenschaften
BeziehungDozent

NummerTitelECTSUmfangDozierende
529-2001-02LChemie I Belegung eingeschränkt - Details anzeigen 4 KP2V + 2UJ. Cvengros, J. E. E. Buschmann, P. Funck, S. Hug, E. C. Meister, R. Verel
KurzbeschreibungAllgemeine Chemie I: Chemische Bindung und Molekülstruktur, chemische Thermodynamik, chemisches Gleichgewicht.
LernzielErarbeiten von Grundlagen zur Beschreibung von Aufbau, Zusammensetzung und Umwandlungen der materiellen Welt. Einführung in thermodynamisch bedingte chemisch-physikalische Prozesse. Mittels Modellvorstellungen zeigen, wie makroskopische Phänomene anhand atomarer und molekularer Eigenschaften verstanden werden können. Anwendungen der Theorie zum qualitativen und quantitativen Lösen einfacher chemischer und umweltrelevanter Probleme.
Inhalt1. Stöchiometrie
Stoffmenge und Stoffmasse. Zusammensetzung von Verbindungen. Reaktionsgleichung. Ideales Gasgesetz.
2. Atombau
Elementarteilchen und Atome. Elektronenkonfiguration der Elemente. Periodisches System der Elemente.
3. Chemische Bindung und ihre Darstellung. Raumstruktur von Molekülen. Molekülorbitale.
4. Grundlagen der chemischen Thermodynamik
System und Umgebung. Beschreibung des Zustands und der Zustandsänderungen chemischer Systeme.
5. Erster Hauptsatz
Innere Energie, Wärme und Arbeit. Enthalpie und Reaktionsenthalpie. Thermodynamische Standardbedingungen.
6. Zweiter Hauptsatz
Entropie. Entropieänderungen im System und im Universum. Reaktionsentropie durch Reaktionswärme und durch Stoffänderungen.
7. Gibbs-Energie und chemisches Potential
Kombination der zwei Hauptsätze. Reaktions-Gibbs-Energie.
Stoffaktivitäten bei Gasen, kondensierten Stoffen und gelösten Spezies. Gibbs-Energie im Ablauf chemischer Reaktionen. Gleichgewichtskonstante.
8. Chemisches Gleichgewicht
Massenwirkungsgesetz, Reaktionsquotient und Gleichgewichtskonstante. Gleichgewicht bei Phasenübergängen.
9. Säuren und Basen
Verhalten von Stoffen als Säure oder Base. Dissoziationsfunktionen von Säuren. pH-Begriff. Berechnung von pH-Werten in Säure-Base-Systemen und Speziierungsdiagramme. Säure-Base-Puffer. Mehrprotonige Säuren und Basen.
11. Auflösung und Fällung
Heterogene Gleichgewichte. Lösungsprozess und Löslichkeitskonstante. Speziierungsdiagramme. Das Kohlendioxid-Kohlensäure-Carbonat-Gleichgewicht in der Umwelt.
SkriptOnline-Skript mit durchgerechneten Beispielen.
LiteraturCharles E. Mortimer, CHEMIE - DAS BASISWISSEN DER CHEMIE. 12. Auflage, Georg Thieme Verlag Stuttgart, 2015.

Weiterführende Literatur:
Theodore L. Brown, H. Eugene LeMay, Bruce E. Bursten, CHEMIE. 10. Auflage, Pearson Studium, 2011. (deutsch)

Catherine Housecroft, Edwin Constable, CHEMISTRY: AN INTRODUCTION TO ORGANIC, INORGANIC AND PHYSICAL CHEMISTRY, 3. Auflage, Prentice Hall, 2005.(englisch)
701-1341-00LWater Resources and Drinking Water3 KP2GS. Hug, M. Berg, F. Hammes, U. von Gunten
KurzbeschreibungThe course covers qualitative (chemistry and microbiology) and quantitative aspects of drinking water from the resource to the tap. Natural processes, anthropogenic pollution, legislation of groundwater and surface water and of drinking water as well as water treatment will be discussed for industrialized and developing countries.
LernzielThe goal of this lecture is to give an overview over the whole path of drinking water from the source to the tap and understand the involved physical, chemical and biological processes which determine the drinking water quality.
InhaltThe course covers qualitative (chemistry and microbiology) and quantitative aspects of drinking water from the resource to the tap. The various water resources, particularly groundwater and surface water, are discussed as part of the natural water cycle influenced by anthropogenic activities such as agriculture, industry, urban water systems. Furthermore legislation related to water resources and drinking water will be discussed. The lecture is focused on industrialized countries, but also addresses global water issues and problems in the developing world. Finally unit processes for drinking water treatment (filtration, adsorption, oxidation, disinfection etc.) will be presented and discussed.
SkriptHandouts will be distributed
LiteraturWill be mentioned in handouts