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

Lehrveranstaltungen:

• • Chemische Thermodynamik (VL)
    (Vorlesung, 2 SWS, Matthias Thommes et al., Mi, 14:15 - 15:45, H7; Die Vorlesung wird online stattfinden, bis eine Präsenzlehre wieder möglich sein wird. Nähere Informationen zur Vorlesung werden über das entsprechende StudOn Portal vermittelt. Wir bitten Sie, sich daher möglichst bis zum 20.04.20 im StudOn Portal anzumelden. Für die Vorlesung Chemische Thermodynamik im Sommersemester 2020 gibt es einen neuen StudOn Kurs. Sie können über folgenden Link beitreten: https://www.studon.fau.de/crs2975943_join.html)
  • Chemische Thermodynamik (TUT)
    (Tutorium, 1 SWS, Tutoren)
  • Chemische Thermodynamik (UE)
    (Übung, 1 SWS, Matthias Thommes et al., Di, 14:15 - 15:45, H9)
  • Grenzflächen in der Verfahrenstechnik
    (Vorlesung, 2 SWS, Nicolas Vogel et al., Mi, 16:15 - 17:45, H11; im Wechsel mit Übung - Link to the StudOn page: https://www.studon.fau.de/crs2919284.html)
  • Übung zu Grenzflächen in der Verfahrenstechnik
    (Übung, 1 SWS, Nicolas Vogel et al., Mo, 12:15 - 13:45, H9; 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:
Das Modul ist im Kontext der folgenden Studienfächer/Vertiefungsrichtungen verwendbar:

1. Chemical Engineering - Nachhaltige Chemische Technologien (Bachelor of Science)
   (Po-Vers. 2015w | TechFak | Chemical Engineering - Nachhaltige Chemische Technologien (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Grundlagen der Verfahrenstechnik 1 - Phasengleichgewichte und Grenzflächen)
2. Chemie- und Bioingenieurwesen (Bachelor of Science)
   (Po-Vers. 2015w | TechFak | Chemie- und Bioingenieurwesen (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Grundlagen der Verfahrenstechnik 1 - Phasengleichgewichte und Grenzflächen)
3. Life Science Engineering (Bachelor of Science)
   (Po-Vers. 2015w | TechFak | Life Science Engineering (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 2020, 1. Wdh.: WS 2020/2021

1. Prüfer:

Thommes/Peukert

Termin: 22.10.2020, 11:00 Uhr, Ort: Tentoria
Termin: 30.03.2021, 08:00 Uhr, Ort: H 11
Termin: 07.10.2021, 11:00 Uhr, Ort: s. Aushang
Termin: 12.04.2022, 08:00 Uhr, Ort: H 11