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 (VL)
    (Vorlesung, 2 SWS, Matthias Thommes et al., Fr, 14:15 - 15:45, KS I; Die Vorlesung im SS 2021 wird online stattfinden. Nähere Informationen zur Vorlesung , Übung, Tutorien werden über das entsprechende StudOn Portal vermittelt. Sie können sich über folgenden Link im Studon Portal anmelden: StudOn-Kurs: https://www.studon.fau.de/crs3777265_join.html . (Direktbeitritt möglich für Bachelorstudenten der Fächer: Chemie- und Bioingenieurwesen, Chemical Engineering - Nachhaltige Chemische Technologien, Energietechnik, Life Science Engineering; Für alle anderen: Antrag mit Bestätigung) Die erste ZOOM online Vorlesung wird am Freitag, den 23.04.21 umd 14:15 stattfinden)
  • Chemische Thermodynamik (TUT)
    (Tutorium, 1 SWS, Tutoren)
  • Chemische Thermodynamik (UE)
    (Übung, 1 SWS, Matthias Thommes et al., Mi, 12:15 - 13:45, KS I)
  • Grenzflächen in der Verfahrenstechnik
    (Vorlesung, 2 SWS, Nicolas Vogel, Mo, 16:15 - 17:45; im Wechsel mit Übung - Bitte melden Sie sich bei Studon unter dem Link: https://www.studon.fau.de/crs3708067.html an. Die erste Zoom Vorlesung findet am 19.04.2021 statt und die Einladungsemail wird über den StudOn Kurs versendet.)
  • Übung Grenzflächen in der Verfahrenstechnik
    (Übung, 1 SWS, Nicolas Vogel et al., Mo, 12:15 - 13:45; Die erste Zoom Vorlesung findet am 19.04.2021 statt und die Einladungsemail wird über den StudOn Kurs versendet.)

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. Chemie- und Bioingenieurwesen (Bachelor of Science)
   (Po-Vers. 2015w | TechFak | Chemie- und Bioingenieurwesen (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | 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 2021, 1. Wdh.: WS 2021/2022

1. Prüfer:

Thommes/Peukert

Termin: 07.10.2021, 11:00 Uhr, Ort: s. Aushang
Termin: 12.04.2022, 08:00 Uhr, Ort: H 11
Termin: 05.10.2022
Termin: 05.10.2022