Suchergebnis: Katalogdaten im Frühjahrssemester 2021

Chemieingenieurwissenschaften Bachelor Information
Bachelor-Studium (Studienreglement 2018)
2. Semester
Obligatorische Fächer Basisprüfung
NummerTitelTypECTSUmfangDozierende
529-0012-02LAllgemeine Chemie II (AC)O4 KP3V + 1UJ. Cvengros, H. Grützmacher
Kurzbeschreibung1) Allgemeine Definitionen 2) VSEPR Model 3) Qualitative Molekülorbitaldiagramme
4) Kugelpackungen, Metallstrukturen 5) Strukturen der Hauptgruppenhalbmetalle
6) Strukturen der Nichtmetalle 7) Darstellungen der Elemente 8) Reaktivität der Elemente 9) Ionische Verbindungen 10) Ionen in Lösung 11) Wasserstoffverbindungen 12) Halogenverbindungen 13) Sauerstoffverbindungen 14) Redoxchemie
LernzielVerständnis der grundlegenden Prinzipien der Strukturen, Eigenschaften und Reaktivitäten der Hauptgruppenelemente (Gruppen 1, 2 und 13 bis 18).
InhaltDie Vorlesung ist in 14 Teile gegliedert, in denen grundlegende Phänomene der Chemie der Hauptgruppenelemente diskutiert werden: 1) Einführung in die periodischen Eigenschaften und allgemeine Definitionen –2) VSEPR Modell –3) Qualitative Molekülorbitaldiagramme für einfache anorganische Molekülverbindungen –4) Dichteste Kugelpackungen und Strukturen der Metalle 5) Strukturen der Hauptgruppenhalbmetalle 6) Strukturen der Nichtmetalle 7) Darstellungen der Elemente 8) Reaktivität der Elemente– 9) Ionische Verbindungen 10) Ionen in Lösung 11) Wasserstoffverbindungen 12) Halogenverbindungeen –13) Sauerstoffverbindungen –14) Redoxchemie
SkriptDie Folien der Vorlesung sind auf dem Internet unter Link zugänglich.
LiteraturDer Vorlesungsstoff kann in folgendem Lehrbuch, das auch in Englisch erhältlich ist, nachgelesen werden:
J. Huheey, E. Keiter, R. Keiter, Anorganische Chemie, Prinzipien von Struktur und Reaktivität, 3. Auflage, deGruyter, 2003.

C.E.Housecroft, E.C.Constable, Chemistry, 4th edition, Pearson Prentice Hall, 2010.
Voraussetzungen / BesonderesGrundlagen zum Verständnis dieser Vorlesung ist die Vorlesung Allgemeine Chemie 1.
529-0012-03LAllgemeine Chemie II (OC)O4 KP3V + 1UP. Chen
KurzbeschreibungKlassifizierungen organischer Reaktionen, reaktive Zwischenprodukte: Radikale, Carbokationen, Carbanionen, Säuren und Basen, elektrophile aromatische Substitution, elektrophile Addition an Doppelbindungen, HSAB-Konzept, nukleophile Substitution an sp3-hybridiserten Zentren (SN1-/SN2-Reaktionen), nukleophile aromatische Substitutionen, Eliminierungen, Oxidationen, Reduktionen.
LernzielVerständnis der grundlegenden Reaktivitätsprinzipien und der Beziehung zwischen Struktur und Reaktivität. Kenntnis der wichtigsten Reaktionstypen und ausgewählter Stoffklassen.
InhaltKlassifizierungen organischer Reaktionen, reaktive Zwischenprodukte: Radikale, Carbokationen, Carbanionen, Säuren und Basen, elektrophile aromatische Substitution, elektrophile Addition an Doppelbindungen, HSAB-Konzept, nukleophile Substitution an sp3-hybridiserten Zentren (SN1-/SN2-Reaktionen), nukleophile aromatische Substitutionen, Eliminierungen, Oxidationen, Reduktionen.
Skriptals pdf bei Vorlesungsbeginn erhältlich
Literatur[1] P. Sykes, "Reaktionsmechanismen der Organischen Chemie", VCH Verlagsgesellschaft, Weinheim 1988.
[2] Carey/Sundberg, Advanced Organic Chemistry, Part A and B, 3rd ed., Plenum Press, New York, 1990/1991. Deutsch: Organische Chemie.
[3] Vollhardt/Schore, Organic Chemistry, 2th ed., Freeman, New York, 1994 Deutsche Fassung: Organische Chemie 1995, Verlag Chemie, Wein¬heim, 1324 S. Dazu: N. Schore, Arbeitsbuch zu Vollhardt, Organische Chemie, 2. Aufl. Verlag Chemie, Weinheim, 1995, ca 400 S.
[4] J. March, Advanced Organic Chemistry; Reactions, Mechanisms, and Structure, 5th ed., Wiley, New York, 1992.
[5] Streitwieser/Heathcock, Organische Chemie, 2. Auflage, Verlag Chemie, Weinheim, 1994.
[6] Streitwieser/Heathcock/Kosower, Introduction to Organic Chemistry, 4th ed., MacMillan Publishing Company, New York, 1992.
[7] P. Y. Bruice, Organische Chemie, 5. Auflage, Pearson Verlag, 2007.
529-0012-01LPhysikalische Chemie I: ThermodynamikO4 KP3V + 1UA. Barnes
KurzbeschreibungGrundlagen der chemischen Thermodynamik: Entropie, Chemische Thermodynamik, Zustandsfunktionen, Hauptsätze der Thermodynamik, Zustandsumme, chemische Reaktionen, Reaktionsgrössen, Gleichgewichtsbedingungen, chemisches Potential, Standardbedingungen, ideale und reale Systeme und Gase, Phasengleichgewichte, kolligative Eigenschaften, mit Applikationen zu aktueller Forschung an der ETHZ.
LernzielVerständnis der Entropie und thermodynamischen Grundlagen.
InhaltZustandsgrössen und Prozessgrössen, das totale Differential als mathematische Beschreibung von Zustandsänderungen. Modelle: Das ideale und das reale Gas. Die drei Hauptsätze der Thermodynamik: Empirische Temperatur und thermodynamische Temperaturskala, innere Energie, Enthalpie, Entropie, thermisches Gleichgewicht. Mischphasenthermodynamik: Das chemische Potential. Ideale Lösungen und Mischungen, reale Lösungen und Mischungen, Aktivität, kolligative Eigenschaften. Tabellierung thermodynamischer Standardgrössen. Reaktionsthermodynamik: Reaktionsgrössen und Gleichgewichtsbedingungen, Gleichgewichtskonstante und deren Druck- und Temperaturabhängigkeit. Phasengleichgewichte und Phasendiagramme.
SkriptBeachten Sie die Homepage zur Vorlesung.
LiteraturBeachten Sie die Homepage zur Vorlesung.
Voraussetzungen / BesonderesVoraussetzungen: Allgemeine Chemie I, Grundlagen der Mathematik
402-0044-00LPhysik IIO4 KP3V + 1UT. Esslinger
KurzbeschreibungEinführung in die Denk- und Arbeitsweise in der Physik unter Zuhilfenahme von Demonstrationsexperimenten: Elektrizität und Magnetismus, Licht, Einführung in die Moderne Physik.
LernzielVermittlung der physikalischen Denk- und Arbeitsweise und Einführung in die Methoden in einer experimentellen Wissenschaft. Der Studenten/in soll lernen physikalische Fragestellungen im eigenen Wissenschaftsbereich zu identifizieren, zu kommunizieren und zu lösen.
InhaltElektrizität und Magnetismus (elektrischer Strom, Magnetfelder, magnetische Induktion, Magnetismus der Materie, Maxwellsche Gleichungen)
Optik (Licht, geometrische Optik, Interferenz und Beugung)
Kurze Einführung in die Quantenphysik
SkriptDie Vorlesung richtet sich nach dem Lehrbuch "Physik" von Paul A. Tipler
LiteraturPaul A. Tipler and Gene Mosca
Physik
Springer Spektrum Verlag
401-0272-00LGrundlagen der Mathematik I (Analysis B) Belegung eingeschränkt - Details anzeigen O3 KP2V + 1UL. Kobel-Keller
KurzbeschreibungGrundlagen der mehrdimensionalen Analysis.
Vertiefte Behandlung gewöhnlicher Differentialgleichungen als mathematische Modelle zur Beschreibung von Prozessen. Numerische, analytische und geometrische Aspekte von Differentialgleichungen.
LernzielAnwendungsorientierte Einführung in die mehrdimensionale Analysis. Einfache Modelle kennen und selber bilden und mathematisch analysieren können.
Kenntnisse der grundlegenden Konzepte.
InhaltGrundlagen der mehrdimensionalen Analysis.
Differentialgleichungen als mathematische Modelle zur Beschreibung von Prozessen.
Numerische, analytische und geometrische Aspekte von Differentialgleichungen.
Literatur- G. B. Thomas, M. D. Weir, J. Hass: Analysis 2, Lehr- und Übungsbuch, Pearson-Verlag
- D. W. Jordan, P. Smith: Mathematische Methoden für die Praxis, Spektrum Akademischer Verlag
- M. Akveld/R. Sperb: Analysis I, Analysis II (vdf)
- L. Papula: Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler Bde 1,2,3. (Vieweg)
Weitere Literatur wird in der Vorlesung bekanntgegeben.
401-0622-00LGrundlagen der Mathematik II (Lineare Algebra und Statistik) Belegung eingeschränkt - Details anzeigen O3 KP2V + 1UM. Auer
KurzbeschreibungLineare Gleichungssysteme; Matrizenrechnung, Determinanten; Vektorräume, Norm- und Skalarprodukt; Lineare Abbildungen, Basistransformationen, Ausgleichsrechnung; Eigenwerte und Eigenvektoren.

Zufall und Wahrscheinlichkeit, diskrete und stetige Verteilungsmodelle; Erwartungswert, Varianz, zentraler Grenzwertsatz, Parameterschätzung; Statistisches Testen; Vertrauensintervalle; Regressionsanalyse.
LernzielKenntnisse in Mathematik sind eine wesentliche Voraussetzung für einen quantitativen, und insbesondere für einen computergestützten Zugang zu den Naturwissenschaften. In einem zweisemestrigen 11 Semesterwochenstunden umfassenden (Intensiv-)Kurs werden die wichtigsten mathematischen Grundlagen der Mathematik, nämlich ein- und mehrdimensionale Analysis, Lineare Algebra und Statistik, erarbeitet.
InhaltLineare Gleichungssysteme, Matrizenrechnung, Lineare Abbildungen und Eigenwerte werden als Minimalprogramm der Linearen Algebra behandelt. Ueberbestimmte Gleichungssysteme und die Kleinste Quadrate Methode bilden die Brücke zu einer Einführung in die Statistik am Beispiel der Regression.

Vorlesungshomepage: https://moodle-app2.let.ethz.ch/course/view.php?id=11841
SkriptFür den Teil Lineare Algebra gibt es ein kurzes Skript, das die wichtigsten Begriffe und Resultate ohne Beispiele zusammenfasst. Für eine ausführlichere Darstellung wird auf das Buch von Nipp und Stoffer (siehe unten) verwiesen. Für den Teil Statistik steht ein detailliertes Skript zur Verfügung. Das Buch von Stahel ist als Ergänzung gedacht.
LiteraturFür Lineare Algebra: K. Nipp/D. Stoffer: "Lineare Algebra", vdf, 5. Auflage, 2002.
Für Statistik: W. Stahel, "Statistische Datenanalyse", Vieweg, 5. Auflage, 2008.
Praktika
NummerTitelTypECTSUmfangDozierende
529-0230-00LAnorganische und Organische Chemie I Belegung eingeschränkt - Details anzeigen
Elektronische Belegung nur möglich bis Semesterbeginn.
O8 KP12PB. Morandi, J. W. Bode
KurzbeschreibungPraktikum in Anorganischer und Organischer Chemie I
LernzielSchulung in experimenteller Arbeitstechnik. Verständnis organisch-chemischer Reaktionen durch Experimente.
InhaltTeil I: (ca. 1. Semesterdrittel): Grundoperationen: Erlernen der wichtigsten Grundoperationen in der Reinigung, Trennung, Isolierung und Analytik organischer Verbindungen: Fraktionierende Destillation; Extraktive Trennverfahren; Chromatographie; Kristallisation; IR- (evtl. UV-, 1 H-NMR)-spektroskopische Verfahren zur Strukturermittlung.

Teil II: (2. Semesterdrittel): Organisch-chemische Reaktionen: Herstellung organischer Präparate. Anfänglich ein-, später mehrstufige Synthesen. Präparate beinhalten breite Palette an klassischen und modernen Reaktionstypen.

Teil III: (3. Semesterdrittel): Synthese eines chiralen, enantiomerenreinen Liganden fuer die asymmetrische Katalyse (zusammen mit AOCP II)
Literatur- R. K. Müller, R. Keese: "Grundoperationen der präparativen organischen Chemie"; J. Leonard, B. Lygo, G. Procter: "Praxis der Organischen Chemie" (Übersetzung herausgegeben von G. Dyker), VCH, Weinheim, 1996, ISBN 3-527-29411-2.
Voraussetzungen / BesonderesVoraussetzungen:
- Praktikum Allgemeine Chemie (1. Semester, 529-0011-04/05)
- Vorlesung Organische Chemie I (1. Semester, 529-0011-03)

Schutzkonzept: https://chab.ethz.ch/studium/bachelor1.html
4. Semester
Prüfungsblock I
NummerTitelTypECTSUmfangDozierende
529-0122-00LInorganic Chemistry IIO3 KP3GM. Kovalenko, K. Kravchyk
KurzbeschreibungThe lecture is based on Inorganic Chemistry I and addresses an enhanced understanding of the symmetry aspects of chemical bonding of molecules and translation polymers, i.e. crystal structures.
LernzielThe lecture follows Inorganic Chemistry I and addresses an enhanced understanding of the symmetry aspects of chemical bonding of molecules and translation polymers.
InhaltSymmetry aspects of chemical bonding, point groups and representations for the deduction of molecular orbitals, energy assessment for molecules and solids, Sanderson formalism, derivation and understanding of band structures, densities of states, overlap populations, crystal symmetry, basic crystal structures and corresponding properties, visual representations of crystal structures.
Skriptsee Moodle
Literatur1. I. Hargittai, M. Hargittai, "Symmetry through the Eyes of a Chemist", Plenum Press, 1995;
2. R. Hoffmann, "Solids and Surfaces", VCH 1988;
3. U. Müller, "Anorganische Strukturchemie", 6. Auflage, Vieweg + Teubner 2008
Voraussetzungen / BesonderesRequirements: Inorganic Chemistry I
529-0222-00LOrganic Chemistry IIO3 KP2V + 1UB. Morandi
KurzbeschreibungThis course builds on the material learned in Organic Chemistry I or Organic Chemistry II for Biology/Pharmacy Students. Topics include advanced concepts and mechanisms of organic reactions and introductions to pericyclic and organometallic reactions. The basics or retro- and forward synthesis are also introduced.
LernzielGoals of this course include a deeper understanding of basic organic reactions and mechanisms as well as advanced transformations. Reactive intermediates including carbenes and nitrenes are covered, along with methods for their generation and use in complex molecule synthesis. Frontier molecular orbital theory (FMO) is introduced and used to rationalize pericyclic reactions including Diels Alder reactions, cycloadditions, and rearrangements (Cope, Claisen). The basic concepts and key reactions of catalytic organometallic chemistry, which are key methods in modern organic synthesis, are introduced, with an emphasis on their catalytic cycles and elementary steps. All of these topics are combined in an overview of strategies for complex molecule synthesis, with specific examples from natural product derived molecules used as medicines.
InhaltRedox neutral reactions and rearrangements, advanced transformations of functional groups and reaction mechanisms, carbenes and nitrenes, frontier molecular orbital theory (FMO), cycloadditions and pericyclic reactions, introduction to organometallic chemistry and catalytic cross couplings, protecting groups, retrosynthetic analysis of complex organic molecules, planning and execution of multi-step reactions.
SkriptThe lecture notes and additional documents including problem sets are available as PDF files online, without charge. Link: https://morandi.ethz.ch/education.html
LiteraturClayden, Greeves, and Warren. Organic Chemistry, 2nd Edition. Oxford University Press, 2012.
529-0431-00LPhysikalische Chemie III: Molekulare Quantenmechanik Information Belegung eingeschränkt - Details anzeigen O4 KP4GF. Merkt
KurzbeschreibungPostulate der Quantenmechanik, Operatorenalgebra, Schrödingergleichung, Zustandsfunktionen und Erwartungswerte, Matrixdarstellung von Operatoren, das Teilchen im Kasten, Tunnelprozess, harmonische Oszillator, molekulare Schwingungen, Drehimpuls und Spin, verallgemeinertes Pauli Prinzip, Störungstheorie, Variationsprinzip, elektronische Struktur von Atomen und Molekülen, Born-Oppenheimer Näherung.
LernzielEs handelt sich um eine erste Grundvorlesung in Quantenmechanik. Die Vorlesung beginnt mit einem Überblick über die grundlegenden Konzepte der Quantenmechanik und führt den mathematischen Formalismus ein. Im Folgenden werden die Postulate und Theoreme der Quantenmechanik im Kontext der experimentellen und rechnerischen Ermittlung von physikalischen Grössen diskutiert. Die Vorlesung vermittelt die notwendigen Werkzeuge für das Verständnis der elementaren Quantenphänomene in Atomen und Molekülen.
InhaltPostulate und Theoreme der Quantenmechanik: Operatorenalgebra, Schrödingergleichung, Zustandsfunktionen und Erwartungswerte. Lineare Bewegungen: Das freie Teilchen, das Teilchen im Kasten, quantenmechanisches Tunneln, der harmonische Oszillator und molekulare Schwingungen. Drehimpulse: Spin- und Bahnbewegungen, molekulare Rotationen. Elektronische Struktur von Atomen und Molekülen: Pauli-Prinzip, Drehimpulskopplung, Born-Oppenheimer Näherung. Grundlagen der Variations- und Störungtheorie. Behandlung grösserer Systeme (Festkörper, Nanostrukturen).
SkriptEin Vorlesungsskript in Deutsch wird erhältlich sein. Das Skipt ersetzt allerdings NICHT persönliche Notizen und deckt nicht alle Aspekte der Vorlesung ab.
529-0058-00LAnalytische Chemie IIO3 KP3GD. Günther, D. Bleiner, T. Bucheli, M.‑O. Ebert, G. Schwarz
KurzbeschreibungVertiefung in den wichtigsten elementaranalytischen und spektroskopischen Methoden sowie ihrer Anwendung in der Praxis, aufbauend auf der Vorlesung Analytische Chemie I. Vorstellung der wichtigsten Trennmethoden.
LernzielPraxisnahe Anwendung und Vertiefung des spektroskopischen und elementaranalytischen Grundwissens der Vorlesung Analytische Chemie I.
InhaltPraxis des kombinierten Einsatzes spektroskopischer Methoden zur Strukturaufklärung und praktischer Einsatz elementaranalytischer Methoden. Komplexere NMR-Methoden: Aufnahmetechnik, analytisch-chemische Anwendungen von Austauschphänomenen, Doppelresonanz, Spin-Gitter-Relaxation, Kern-Overhauser-Effekt, analytisch-chemische Anwendungen der experimentellen 2D- und Multipuls-NMR-Spektroskopie, Verschiebungsreagenzien. Anwendung chromatographischer und elektrophoretischer Trennverfahren: Grundlagen, Arbeitstechnik, Beurteilung der Qualität eines Trennsystems, van-Deemter-Gleichung, Gaschromatographie, Flüssigchromatographie (HPLC, Ionenchromatographie, Gelpermeation, Packungsmaterialien, Gradientenelution, Retentionsindex), Elektrophorese, elektroosmotischer Fluss, Zonenelektrophorese, Kapillarelektrophorese, isoelektrische Fokussierung, Elektrochromatographie, 2D-Gelelektrophorese, SDS-PAGE, Field Flow Fractionation, Vertiefung in Atomabsorptions-Spektroskopie, Atomemissions-Spektroskopie und Röntgenfluoreszenz-Spektroskopie, ICP-OES, ICP-MS.
SkriptEin Skript zur Vorlesung wird den Studierenden digital zur Verfügung gestellt.
LiteraturLiteraturlisten werden in der Vorlesung verteilt.
Voraussetzungen / BesonderesÜbungen zur Spektreninterpretation und zu den Trennmethoden erfolgen im Rahmen der Vorlesung. Zusätzlich wird die Veranstaltung 529-0289-00 "Instrumentalanalyse organischer Verbindungen" (4. Semester) empfohlen.

Voraussetzung: 529-0051-00 "Analytische Chemie I (3. Semester)"
529-0625-00LChemieingenieurwissenschaftenO3 KP3GW. J. Stark
KurzbeschreibungDie Vorlesung Chemieingenieurwissenschaften vermittelt die Grundlagen zur Produktions- und Prozessplanung. Neben Reaktorenwahl, Reaktionsführung und Skalierung werden aktuelle Probleme grosstechnischer Prozesse und neue Syntheseverfahren behandelt. Heterogene Katalyse und Transport von Impuls, Masse und Energie verbindet den erarbeiteten Stoff mit der chemisch/biologischen Grundausbildung.
LernzielDie Vorlesung Chemie und Bio-Ingenieurwissenschaften im 4. Semester vermittelt Chemikern, Chemieingenieuren, Biochemikern und Biologen die Grundlagen zur Produktions- und Prozessplanung. Zuerst werden verschiedene Reaktoren, einzelne Prozess- und Verfahrensschritte sowie grosstechnische Aspekte von Chemikalien und Reagenzien eingeführt und anhand von aktuellen Produktionsbeispielen zusammengefügt. Betrachtungen im Bezug auf Materialverbrauch, Energiekosten und Nebenproduktbildung zeigen, wo modernes Engineering einen grossen Beitrag zur umweltfreundlichen Produktion leisten kann. In einem zweiten Teil werden chemische und biologische Vorgänge in Reaktoren, Zellen oder Lebewesen aus einer neuen Sichtweise behandelt. Transport von Impuls, Masse und Energie werden zusammen eingeführt und bilden eine Basis zum Verständnis von Strömungen, Diffusionsvorgängen und Wärmetransport. Mittels dimensionsloser Kennzahlen werden diese Transportvorgänge in die Planung der Produktion eingeführt und ein Ueberblick in die Grundoperationen der chemischen und biochemischen Industrie gegeben. Eine Einführung in heterogene Katalyse verbindet den erarbeiteten Stoff mit der chemisch/biologischen Basis und illustriert wie durch enges Zusammenspiel von Transport und Chemie/Biologie neue, sehr leistungsfähige Prozesse entwickelt werden können.
InhaltElemente einer chemischen Umsetzung: Vorbereitung der Ausgangsstoffe, Reaktionsführung, Aufarbeitung/Rückführung, Produktreinigung; Kontinuierliche, halbkontinuierliche und diskontinuierliche Prozesse; Materialbilanzen: Chemische Reaktoren und Trennprozesse, zusammengesetzte und mehrstufige Systeme; Energiebilanzen: Chemische Reaktoren und Trennprozesse, Enthalpieänderungen, gekoppelte Material- und Energiebilanzen; Zusammengesetzte Reaktionen: Optimierung der Reaktorleistung, Ausbeute und Selektivität; Stofftransport und chemische Reaktion: Mischungseffekte in homogenen und heterogenen Systemen, Diffusion und Reaktion in porösen Materialien; Wärmeaustausch und chemische Reaktion: Adiabatische Reaktoren, optimale Betriebsweise bei exothermen und endothermen Gleichgewichtsreaktionen, thermischer Runaway, Reaktordimensionierung und Massstabvergrösserung (scale up).
SkriptVorlesungsunterlagen können über die Homepage (www.fml.ethz.ch) bezogen werden.
LiteraturLiteratur und Lehrbücher werden am Anfang der Vorlesung bekannt gegeben.
Praktika
NummerTitelTypECTSUmfangDozierende
529-0054-00LPhysikalische und Analytische ChemieO10 KP15PE. C. Meister, R. Zenobi, M.‑O. Ebert, K. Eyer, B. Hattendorf, Y. Yamakoshi
KurzbeschreibungPraktische Einführung in wichtige Methoden der physikalischen und analytischen Chemie.
LernzielDurchführung ausgewählter physikalisch-chemischer Experimente und Auswertung von Messdaten.
Kenntnis der wichtigsten analytisch-chemischen Arbeitstechniken in der Praxis.
Abfassen von Versuchsberichten.
InhaltTeil 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.
SkriptVersuchsanleitungen sind auf der Webseite erhältlich.
LiteraturFür 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 / BesonderesVoraussetzungen:
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
6. Semester
Obligatorische Fächer
Prüfungsblock IV
NummerTitelTypECTSUmfangDozierende
529-0192-00LIndustrial Chemistry
Ersatz für 529-0502-00L Catalysis
O4 KP3GJ. A. van Bokhoven, M. Ranocchiari
KurzbeschreibungIn der Vorlesung wird beschrieben, wie die wichtigsten Chemikalien und Zwischenprodukte sowohl aus chemischer Sicht als auch aus der Perspektive chemischer Technologie/Verfahrenstechnik hergestellt werden. Reaktionsmechanismen bis zum Reaktordesign werden abgedeckt.
LernzielVermitteln der Grundlagen der Reaktionsmechanismen und Reaktordesign der wichtigsten Chemikalien und Zwischenprodukte.
InhaltDie allermeisten Zwischenprodukte und Chemikalien stammen aus Kohle, Öl oder Gas. Die Entwicklung dieser Prozesse über einen Zeitraum von mehr als hundert Jahren hat zu faszinierenden chemischen Prozessen geführt. In der Vorlesung wird beschrieben, wie die wichtigsten Chemikalien und Zwischenprodukte sowohl aus chemischer Sicht als auch aus der Perspektive chemischer Technologie/Verfahrenstechnik hergestellt werden. Reaktionsmechanismen bis zum Reaktordesign werden abgedeckt.
SkriptZusätzliche Unterlagen werden auf der Webseite publiziert:
http://www.vanbokhoven.ethz.ch/education.html
LiteraturHans-Jürgen Arpe, Industrial Organic Chemistry, 5th Edition, Wyley-VCH, 2010

G. P. Chiusoli, P. M. Maitlis, Metal-catalysis in Industrial Organic Processes, RSC Publishing, 2008
529-0633-00LHeterogeneous Reaction EngineeringO4 KP3GJ. Pérez-Ramírez, C. Mondelli
KurzbeschreibungHeterogeneous Reaction Engineering equips students with tools essential for the optimal development of heterogeneous processes. Integrating concepts from chemical engineering and chemistry, students will be introduced to the fundamental principles of heterogeneous reactions and will develop the necessary skills for the selection and design of various types of idealized reactors.
LernzielAt the end of the course the students will understand the basic principles of catalyzed and uncatalyzed heterogeneous reactions. They will know models to represent fluid-fluid and fluid-solid reactions; how to describe the kinetics of surface reactions; how to evaluate mass and heat transfer phenomena and account for their impact on catalyst effectiveness; the principle causes of catalyst deactivation; and reactor systems and protocols for catalyst testing.
InhaltThe following components are covered:
- Fluid-fluid and fluid-solid heterogeneous reactions.
- Kinetics of surface reactions.
- Mass and heat transport phenomena.
- Catalyst effectiveness.
- Catalyst deactivation.
- Strategies for catalyst testing.

These aspects are exemplified through modern examples.
For each core topic, assignments are distributed, corrected, and discussed.
The course also features an industrial lecture.
SkriptScript and booklet of exercises as well as links to the Zoom recordings of the lectures are available in the corresponding Moodle course.
LiteraturH. Scott Fogler: Elements of Chemical Reaction Engineering, Prentice Hall, New Jersey, 1992

O. Levenspiel: Chemical Reaction Engineering, 3rd edition, John Wiley & Sons, New Jersey, 1999

Further relevant sources are given during the course.
151-0926-00LSeparation Process Technology IO4 KP3GM. Mazzotti, A. Bardow
KurzbeschreibungEmpirische Berechnungsmethoden, basierend auf dem Stoffaustausch und den Phasengleichgewichten von Gas/Flüssig- und Flüssig/Flüssig-Systemen mit idealer und nicht-idealer Thermodynamik.
LernzielEmpirische Berechnungsmethoden, basierend auf dem Stoffaustausch und den Phasengleichgewichten von Gas/Flüssig- und Flüssig/Flüssig-Systemen mit idealer und nicht-idealer Thermodynamik.
InhaltMethoden zur nicht-empirischen Auslegung von Gleichgewichtstrennstufen idealer und nichtidealer Systeme, basierend auf Stoffübergangsphänomenen und dem Phasengleichgewicht. Die betrachteten Themen: Einführung in die Trennprozesstechnologie; Gas/Flüssig- und Flüssig/Flüssig-Phasengleichgewichte; Flash Verdampfung von Zwei- und Mehrstoffsystemen; Gleichgewichtsstufen und deren Kaskadenschaltungen; Gasabsorption und Strippingprozesse; Kontinuierliche Destillation: Auslegungsmethoden für Zwei- und Mehrstoffsysteme, Apparate für kontinuierliche Prozessführung, azeotrope Destillation, Apparate für Gas/Flüssig-Prozesse.; Flüssig/Flüssig-Extraktion. Die Vorlesung wird durch eine web-basierte interaktive Lernumgebung (HyperTVT) ergänzt.
SkriptVorlesung Notizien
LiteraturTreybal "Mass-transfer operations" oder Seader/Henley "Separation process principles" oder Wankat "Equilibrium stage separations" oder Weiss/Militzer/Gramlich "Thermische Verfahrenstechnik"
Voraussetzungen / BesonderesVoraussetzungen: Stoffaustausch

Die Vorlesung wird durch eine web-basierte interaktive Lernumgebung (HyperTVT) ergänzt:
http://www.spl.ethz.ch/
Prüfungsblock V
NummerTitelTypECTSUmfangDozierende
529-0031-00LRegelungstechnikO3 KP3GR. Grass
KurzbeschreibungPrinzip der Regelung. Modellierung dynamischer Systeme. Zustandsraumdarstellung, Linearisierung. Laplace Transformation, Systemantworten. Regelkreis - Idee der Rückführung. PID-Regler. Stabilität, Routh-Hurwitz Kriterium, Frequenzgang, Bode-Diagramm. Störgrössenaufschaltung, Kaskadenregelung. Mehrvariablensysteme. Anwendungsbeispiele für die Regelung von Reaktoren.
LernzielVermittlung von fachübergreifenden Konzepten und Methoden zur mathematischen Beschreibung und Analyse von dynamischen Systemen. Konzept der Rückführung, Entwurf von Regelungen für Eingrössen- und Mehrgrössenstrecken.
InhaltProzessautomatisierung. Prinzip der Regelung. Modellierung dynamischer Systeme - Beispiele. Zustandsraumdarstellung, Linearisierung, analytische/numerische Lösung. Laplace Transformation, Systemantworten für Systeme 1. und 2. Ordnung. Regelkreis - Idee der Rückführung. PID-Regler, Ziegler-Nichols Einstellung. Stabilität, Routh-Hurwitz Kriterium. Frequenzgang, Bode-Diagramm. Feedforward Compensation/Störgrössenaufschaltung, Kaskadenregelung. Mehrvariablensysteme (Uebertragungsmatrix, Zustandsraumdarstellung), Mehrschlaufenregelung, Problem der Kopplung, Relative Gain Array, Entkoppelungskompensator. Sensitivität auf Modellunsicherheit. Anwendungsbeispiele für die Regelung von Reaktoren und Destillationskolonnen.
SkriptLink

Zugang zu Online-Content und Vorlesungsübertragung über RT-FS21.slack.com
Literatur- "Feedback Control of Dynamical Systems", 4th Edition, by G.F. Franklin, J.D. Powell and A. Emami-Naeini; Prentice Hall, 2002.
- "Process Dynamics & Control", by D.E. Seborg, T.F. Edgar and D.A. Mellichamp; Wiley 1989.
- "Process Dynamics, Modelling & Control", by B.A. Ogunnaike and W.H. Ray;
Oxford University Press 1994.
Voraussetzungen / BesonderesAnalysis II , Lineare Algebra.

MATLAB wird zur Systemanalyse und Simulation eingesetzt.
151-0940-00LModelling and Mathematical Methods in Process and Chemical EngineeringO4 KP3GM. Mazzotti
KurzbeschreibungEinführung in die Modellierungstechniken und mathematischen Methoden für nichtnumerische Lösungen von Gleichungen in der chemischen Verfahrenstechnik.
LernzielEinführung in die Modellierungstechniken und mathematischen Methoden für nichtnumerische Lösungen von Gleichungen in der chemischen Verfahrenstechnik.
InhaltFormulierung und Bearbeitung von mathematischen Modellen, Auswertung und Präsentation von Resultaten, Matrizen und deren Anwendung, Nichtlineare, gewöhnliche Differentialgl. erster Ordnung u. Stabilitätstheorem, Partielle Differenzialgleichungen erster Ordnung, Einführung in die Störungstheorie, Fallstudien: Mehrdeutigkeiten und Stabilität eines kontinuierlichen Rührkessels; Rückstandskurvendiagramme für einfache Destillation; Dynamik von Chromatographiekolonnen; Kinetik und Dynamik von oszillierenden Reaktionen.
Skriptkein Skript
LiteraturA. Varma, M. Morbidelli, "Mathematical methods in chemical engineering," Oxford University Press (1997)
H.K. Rhee, R. Aris, N.R. Amundson, "First-order partial differential equations. Vol. 1," Dover Publications, New York (1986)
R. Aris, "Mathematical modeling: A chemical engineer’s perspective," Academic Press, San Diego (1999)
529-0580-00LSicherheit, Umweltaspekte und Risikomanagement Information O4 KP3GS. Kiesewetter, K. Timmel
KurzbeschreibungÜberblick über den Einfluss betrieblicher / prozess- und produktbezogener Aktivitäten auf die Umwelt und den Menschen, über erforderliche Risikoabschätzungen und Sicherheitsvorkehrungen sowie Hinweise auf die Schweizer Gesetzgebung (Umwelt/Arbeitssicherheit)
LernzielGrundverständnis für die Auswirkungen betrieblicher Tätigkeiten auf Mensch und Umwelt; Schärfung des Bewusstseins für Risiken und Sicherheitsbelange
InhaltRisikoanalysen – wozu braucht es eine Risikoanalyse? Kennenlernen der Hilfsmittel zur Erarbeitung einer Risikoanalyse, Besprechung konkreter Beispiele; Hinweise zu weiteren Hilfsmitteln; Hinweise gesetzliche Grundlagen , Bereiche Umwelt und Arbeitssicherheit. Aufbau einer Sicherheitsorganisation in einem Unternehmen, an einer Hochschule.
SkriptWird bei der ersten Vorlesung zur Verfügung gestellt.
LiteraturErgänzungsliteratur wird im Skript angegeben.
Voraussetzungen / BesonderesIm Rahmen der Vorlesung wird eine Gruppenarbeit im Sinne eines Leistungselementes durchgeführt, die benotet wird. Die Schlussnote setzt sich wie folgt zusammen: Gruppenarbeit (Gewichtung 30%) und schriftlicher Prüfung (70%)
Praktika und Fallstudien
NummerTitelTypECTSUmfangDozierende
529-0549-02LCase Studies in Process Design IIO3 KP3AG. Guillén Gosálbez
KurzbeschreibungAusgehend von Teil I der Fallstudie werden für zentrale Reaktions- und Aufarbeitungsschritte vertiefte Modellierungen durchgeführt. Dabei werden Betriebsparameter optimiert, Apparate dimensioniert, Material- und Energiebilanzen erstellt, und Sensitivitäten untersucht. Besonderes Gewicht wird auf das frühzeitige Erkennen von Problemen und Optimierungsmöglichkeiten gelegt.
Lernziel- Anwendung des Stoffes aus den Vorlesungen
- Modellierung von Einheitsoperationen
- Problemzentriertes Vorgehen (Anwendung verschiedener Methoden auf den selben Gegenstand)
- Projektarbeit (Planung, Teamarbeit)
- Berichterstattung und Vortragstechnik
InhaltAusgehend von einer vorgegebenen Prozessvariante (vgl. Teil I) werden in der Fallstudie Teil II für zentrale Reaktions- und Aufarbeitungsschritte vertiefte Modellierungen durchgeführt. Dabei werden Betriebsparameter bestimmt, Verfahrensweisen evaluiert und optimiert, Apparate dimensioniert, Material- und Energiebilanzen erstellt, und die Sensitivität hinsichtlich der wichtigsten Parameter untersucht. Besonderes Gewicht wird auf das frühzeitige Erkennen von Problemen und Optimierungsmöglichkeiten hinsichtlich Produktqualität, Produktivität, Ökonomie sowie Umweltschutz und Sicherheit gelegt. Die gewonnenen Erkenntnisse werden dann im dritten Teil der Fallstudie im Rahmen des Gesamtprozesses weiter untersucht.
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