Grundlagen der Verfahrenstechnik 1 - Phasengleichgewichte und Grenzflächen (VT1-ChTh-GF)7.5 ECTS
(englische Bezeichnung: Foundations of Process Engineering 1 - Phase Equilibria and Interfaces)
(Prüfungsordnungsmodul: Grundlagen der Verfahrenstechnik 1 Phasengleichgewichte und Grenzflächen)

Lehrveranstaltungen:

• • Chemische Thermodynamik für CBI, CEN, LSE und ET
    (Vorlesung, 2 SWS, Wolfgang Arlt, Mo, 14:15 - 15:45, H7)
  • Tutorium 'Chemische Thermodynamik für CBI, CEN, LSE und ET (Ch Th)'
    (Tutorium, 1 SWS, Anatol Leinweber et al.)
  • Übung zu Chemische Thermodynamik
    (Übung, 1 SWS, Anatol Leinweber et al., Mi, 18:15 - 19:45, H11)
  • Grenzflächen in der Verfahrenstechnik
    (Vorlesung, 2 SWS, Nicolas Vogel et al., Mi, 14:15 - 15:45, H11; Fr, 10:15 - 11:45, H12; im Wechsel mit Übung)
  • Seminar zur Feststoff- und Grenzflächenverfahrenstechnik
    (Hauptseminar, 2 SWS, Cornelia Damm et al., 11:00 - 12:30, Raum n.V.; gesonderte Ankündigung, s. Aushang (Lehrstuhl für Feststoff- und Grenzflächenverfahrenstechnik, Cauerstraße 4))
  • Übung zu Grenzflächen in der Verfahrenstechnik
    (Übung, 1 SWS, Doris Segets et al., im Wechsel mit Vorlesung)

Inhalt:

Phasengleichgewichte:

Thermodynamische Beschreibung von Zwei- und Dreistoffgemischen: Dampf-Flüssigkeit, Flüssigkeit-Flüssigkeit, Feststoff-Flüssigkeit, osmotischer Druck. Modellierung dieser Phasengleichgewichte mit Aktivitäten und Fugazitäten. Anwendung dieser Phasengleichgewichte in Trennverfahren. Chemische Gleichgewichte mit Aktivitäten und Fugazitäten.

Grenzflächen:

• Einführung in Bedeutung von Grenzflächen in Natur und Technik

• Thermodynamik der Grenzflächen

• Keimbildung und Kristallwachstum

• Molekulare Wechselwirkungen

• Adsorption

• Adhäsion

• Kolloidale Partikelsysteme

• Detergenzien, Emulsionen und Schäume

• Biomoleküle und Zellen

Lernziele und Kompetenzen:

Die Studierenden:

• kennen grundlegende thermodynamische Begriffe und Gleichungen

• beschreiben thermodynamisch Mehrkomponentengemische

• modellieren Phasengleichgewichte

• beschreiben thermodynamisch Zustandsänderungen und Reaktionsgleichungen

• wenden die thermodynamischen Grundlagen zur Auslegung thermischer Trennverfahren an

• verfügen über Grundkenntnisse zur physikalischen und chemischen Beschreibung von Grenzflächen (z.B. zur Benetzung, zur Keimbildung, Adsorption, Adhäsion und zur Stabilität kolloidaler Systeme)

• erklären entsprechende Ansätze und wenden diese auf Fragen der Verfahrenstechnik an

• analysieren grenzflächenbestimmte Prozesse im Zusammenhang mit verfahrenstechnischen Herausforderungen und erarbeiten entsprechende Lösungsansätze

Literatur:

Phasengleichgewichte:
1a) Jürgen Gmehling, Bärbel Kolbe, Michael Kleiber, Jürgen Rarey : Chemical Thermodynamics for Process Simulation (new edition in English only, old edition in German) Signatur: T80/3 F 32
1b) Jürgen Gmehling, Bärbel Kolbe: „Thermodynamik” (old edition in German); Signatur: T80/3 F 11
2.) J. M. Smith, Hendrick C. Van Ness, Michael Abbott Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics, Signatur: T80/6 K 7
3.) Elias I. Franses “Thermodynamics with Chemical Engineering Applications“ Signatur: T00/ciw8-59

Grenzflächen:

• Lehrbuch: Butt, H.-J., Graf, K.; Kappl, M.; Physics and Chemistry of Interfaces, Wiley-VCH, Berlin 2013, ISBN 978-3-527-41216-7

• Lehrbuch: Israelachvili J.; Intermolecular and Surface Forces, Rev. 3rd Edition, Academic Press, ISBN: 9780123919274

• Lehrbuch: Stokes, Robert J. / Evans, D. Fennell; Fundamentals of Interfacial Engineering, 1997; John Wiley & Sons; ISBN 978-0-471-18647-2

• Lehrbuch: Adamson, A., Physical chemistry of surfaces, Wiley-VCH, 1997

• Lehrbuch: Hunter, R. J., Introduction to modern colloid science, Oxford University Press, 1993

• Lehrbuch: Lyklema, J., Fundamentals of interface and colloid science, Elsevier, 2005

Organisatorisches:

Das Modul wird erstmals im SS 2017 angeboten

Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:

1. Life Science Engineering (Bachelor of Science)
   (Po-Vers. 2015w | TechFak | Life Science Engineering (Bachelor of Science) | Bachelorprüfung | Grundlagen der Verfahrenstechnik 1 Phasengleichgewichte und Grenzflächen)

Studien-/Prüfungsleistungen:

Grundlagen der Verfahrenstechnik 1 - Phasengleichgewichte und Grenzflächen (Prüfungsnummer: 20721)

(englischer Titel: Foundations of Process Engineering 1 - Phase Equilibria and Interfaces)

Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 120, benotet

Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %

Erstablegung: SS 2017, 1. Wdh.: WS 2017/2018

1. Prüfer:

Arlt/Peukert

Termin: 09.08.2017, 15:00 Uhr, Ort: Tentoria
Termin: 27.03.2018, 08:00 Uhr, Ort: H 10 TechF
Termin: 11.10.2018, 08:00 Uhr, Ort: Tentoria