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Prof. Dr. Klaus Kümmerer

Sustainable Chemistry 4: Modeling of Chemicals - Properties and Targeted Design


The module covers the background and practical application of substance evaluation using computer-based methods. Due to

improvements in computational power, computer-based methods have changed the traditional way to engage in experimental science.

Quantitative structure-activity relationship (QSAR) models link a property or effect, such as boiling point or toxicity, to parameters

associated with chemical structure. These models can be used to assess chemical substances within the so-called in silico approach

(as an analogy to the in vitro and in vivo approach).

After a basic introduction, this module mainly focuses on the practical application and applicability of in silico software and assessment.

Ziel: You will acquire substantive knowledge about:

- Database searches

- Basics of the in-silico approach

- Advantages and drawbacks of in-silico assessment

- The practical application of different in silico-software

- In silico approaches for regulatory purpose

Lecture: Sustainable and organic environmental chemistry


Basics of organic chemistry (substance groups, functional groups, physicochemical properties such as reactivity, solubility, boiling point etc.) will be discussed using examples of important chemical substances and everyday products considering their chemistry and use (e.g. fuel, natural gas, solvents, pesticides, synthetic materials, flame retardants, medical drugs, scents, sugars, amino acids, dyes). The lecture will cover the basics for understanding the occurrence and behavior of organic chemicals in the environment. Additionally, the importance of the chemical industry (including sustainable development) and resource relevant topics referring to organic chemistry and to aspects of sustainable chemistry will be covered.

Ziel: The lecture will demonstrate the importance of (organic) chemistry for the economy, society, and sustainability. Therefore, basic knowledge of organic chemistry and the environmental behavior of organic chemical substances is necessary. In particular, this includes the following topics:

• The connection between the structure and properties of organic chemical substances (“Structure and function”)

• Examples of reaction mechanisms

• Functional groups,

• Importance of chemical products as well as aspects of organic resources (selected organic natural substances, fossil fuels)

• Understanding of environmental topics in reference to „organic chemistry”

• Important groups of organic pollutants and their properties

• Properties of organic substances and their importance for retention and behavior in the environment,

• Typical processes of environmental chemistry

• Aspects of sustainable chemistry

Resources, materials, products and sustainable chemistry


Sustainable Chemistry Research Colloquium


In dem Seminar soll die aktuelle Forschungsarbeit der Doktorandinnen und Doktoranden reflektiert und diskutiert werden.

Ziel: Ziel ist es, Kompetenzen zur Methodik, Ergebnisbewertung, sowie aktuellen Fragestellungen der nachhaltigen Chemie und aktueller Forschung sowie Problembehandlung zu erwerben und zu vertiefen sowie eine größere Sicherheit bei der Präsentation eigener Ergebnisse z.B. auf Tagungen zu bekommen.

Dr. rer. nat. Marco Reich

Seminar related to the sustainable and organic chemistry laboratory course_GESS


The seminar accompanying the corresponding practical exercise builds on and deepens the knowledge acquired in the lecture „Sustainable and organic environmental chemistry”.

Ziel: Systematic preparation for the specific lab experiments in order to achieve a better understanding of the background of the experiments and evaluation of results.

Seminar related to the sustainable and organic chemistry laboratory course _ group UWI


Das Seminar zum Praktikum “nachhaltige und organische Umweltchemie” baut auf erworbenen Kenntnissen der Vorlesung “organische Grundlagen der Umweltchemie und nachhaltigen Chemie” auf und vertieft diese.

Ziel: Gezielte Vorbereitung auf die einzelnen Versuche begleitend zum Praktikum und Verständnis der Hintergründe zu den Verfahren und Reaktionen.

Sustainable Chemistry 4: Modeling of Chemical Properties and Fate (exercise)


The module covers the background and practical application of substance evaluation using computer-based methods. Due to

improvements in computational power, computer-based methods have changed the traditional way to engage in experimental science. Quantitative structure-activity relationship (QSAR) models link a property or effect, such as boiling point or toxicity, to parameters associated with chemical structure. These models can be used to assess chemical substances within the so-called in silico approach (as an analogy to the in vitro and in vivo approach).

After a basic introduction, this module mainly focuses on the practical application and applicability of in silico software and assessment.

Ziel: - Database searches

- Basics of the in-silico approach

- Advantages and drawbacks of in-silico assessment

- The practical application of different in silico-software

- In silico approaches for regulatory purpose

Sustainable Chemistry 4: Modeling of Chemicals - Properties and Targeted Design


The module covers the background and practical application of substance evaluation using computer-based methods. Due to

improvements in computational power, computer-based methods have changed the traditional way to engage in experimental science.

Quantitative structure-activity relationship (QSAR) models link a property or effect, such as boiling point or toxicity, to parameters

associated with chemical structure. These models can be used to assess chemical substances within the so-called in silico approach

(as an analogy to the in vitro and in vivo approach).

After a basic introduction, this module mainly focuses on the practical application and applicability of in silico software and assessment.

Ziel: You will acquire substantive knowledge about:

- Database searches

- Basics of the in-silico approach

- Advantages and drawbacks of in-silico assessment

- The practical application of different in silico-software

- In silico approaches for regulatory purpose

Sustainable and organic chemistry laboratory course _ group A3


Im Laborpraktikum werden Versuche zu Themen, die typisch sind für die nachhaltige und organische (Umwelt)Chemie durchgeführt und dienen der Vertiefung des Stoffes der Vorlesung, sowie der Demonstration des Charakters einer Experimentalwissenschaft.

Ziel: Begleitend zu den Lehrveranstaltungen werden praktische Fähigkeiten vertieft und das Verständnis chemischer Sachverhalte sowie sicheres Arbeiten mit unterschiedlichen Chemikalien verstärkt geschult.

Erlernen der wissenschaftlichen Dokumentation durch Führen eines Laborjournals.

Dr. Wolf-Ulrich Palm

Practical Course Physical Chemistry


• Konzepte physikalisch-chemischer Experimente

• Aufnahme von Daten

• Führen eines Laborjournals, wissenschaftliche Protokollierung

• Experimentelle Überprüfung grundlegender Gesetzmäßigkeiten wie die Massenerhaltung, Bestimmung einer chemischen Formel, Avogadrozahl

• Gasgesetze

• Thermodynamik

• Verdünnte Lösungen

• Elektrochemie

• Kinetik

Ziel: Die Studierenden erwerben wissenschaftlich fundierte sowie in Teilen vertiefte Kenntnisse zur physikalischen Chemie. Sie bearbeiten Fragestellungen aus der physikalischen Chemie selbstständig und erörtern diese in der Gruppe. Spezifische Methoden der Physikalischen Chemie werden in dem Experimentalpraktikum vermittelt.

Seminar Practical Course Physical Chemistry


• Darstellung und Diskussion physikalisch-chemischer Experimente und Aufnahme von Daten

• Besprechung der im Praktikum durchzuführenden Versuche

• Inhalte s. a. Praktikum Physikalische Chemie

Ziel: Diskussion physikalisch-chemischer Sachverhalte

Vortrag, Präsentation

Fehler bei Funktionsausführung: ID in der Datenbank unbekannt!

M. A., Wiss. Mitarb. Friederike Scheller

General Chemistry


In der Vorlesung werden einführende Themen der allgemeinen und anorganischen Chemie unter Berücksichtigung ihrer historischen Entwicklung behandelt. Zum Aufbau dieses Grundwissens gehören Themen wie Atombau, Periodensystem, chemische Bindungen, Reaktionsgleichungen (Säuren und Basen, Redox, u.a.), Stöchiometrie, Elektrochemie, Thermodynamik und Kinetik.

Ziel: Die Studierenden entwickeln grundlegende chemische Kenntnisse zu den (Basis)Konzepten:

• Stoff-Teilchenkonzept

• Struktur-Eigenschaftskonzept,

• Konzept der chemischen Reaktion,

• Energiekonzept (Grundlagen)

und können sie anwenden.

General Chemistry


Übungen zu den Themen: Atombau, Periodensystem, chemische Bindungen, Reaktionsgleichungen (Säuren und Basen, Redox, u.a.), Stöchiometrie, Elektrochemie, Thermodynamik und Kinetik.

Ziel: Die Studierenden verfügen über erstes strukturiertes und systematisiertes chemisches Fachwissen und können erste Anwendungen durchführen.

Die Studierenden entwickeln grundlegende chemische Kenntnisse zu den (Basis)Konzepten

• Stoff-Teilchenkonzept,

• Struktur-Eigenschaftskonzept,

• Konzept der chemischen Reaktion,

• Energiekonzept (Grundlagen)

weiter.

Lab Experiment


– Durchführung und Auswertung von quantitativen Bestimmungen mittels maßanalytischer und photometrischer Verfahren

– Möglichkeiten der Charakterisierung organischer Substanzen

– Diskussion ausgewählter Substanzklassen und entsprechender Synthesen

– Anwendung fachspezifischer Verfahren (z.B. Extraktion und Chromatographie)

– Mechanismen organisch-chemischer Reaktionen

– Beschreibung der Struktur-Eigenschafts-Beziehungen

Ziel: Die Studierenden

– vertiefen naturwissenschaftliche Denk-und Arbeitsweisen

– führen maßanalytische und photometrische Bestimmungen durch und werten diese aus

– führen Synthesen organischer Verbindungen durch

– bestimmen und interpretieren ausgewählte Eigenschaften organischer Verbindungen

– wenden spezifische präparative und analytische Methoden in einem Experimentalpraktikum an

Lab Experiments


– Durchführung und Auswertung von quantitativen Bestimmungen mittels maßanalytischer und photometrischer Verfahren

– Möglichkeiten der Charakterisierung organischer Substanzen

– Diskussion ausgewählter Substanzklassen und entsprechender Synthesen

– Anwendung fachspezifischer Verfahren (z.B. Extraktion und Chromatographie)

– Mechanismen organisch-chemischer Reaktionen

– Beschreibung der Struktur-Eigenschafts-Beziehungen

Ziel: Die Studierenden

– vertiefen naturwissenschaftliche Denk-und Arbeitsweisen

– führen maßanalytische und photometrische Bestimmungen durch und werten diese aus

– führen Synthesen organischer Verbindungen durch

– bestimmen und interpretieren ausgewählte Eigenschaften organischer Verbindungen

– wenden spezifische präparative und analytische Methoden in einem Experimentalpraktikum an

experimenting in chemistry lessons


Aufbauend auf den im Bachelorstudium erworbenen Kompetenzen wählen die Studierenden Experimente eigenständig aus, erproben sie und entwickeln sie weiter. Die Studierenden konzipieren problemorientierte Schulexperimentalvormittage für Schülerinnen und Schüler und führen sie mit abschließender Reflektion durch.

Themen sind dabei:

• Rolle des Experiments in der Erkenntnisgewinnung

• Stellung des Experiments im Unterricht

• Umgang mit unerwarteten Ergebnissen

• Methoden des Experimentalunterrichts

• Konzeption und Evaluation von Experimentalanleitungen/Problemstellungen für offenes Experimentieren

• Sicherheitsbestimmungen beim Experimentieren

Ziel: Die Studierenden erweitern und vertiefen ihre Kenntnisse über die Konzeption und Planung, Durchführung sowie Analyse und Reflexion von Chemieunterrichtssequenzen mit Experimenten.

Dr. Oliver Olsson

Masterforum sustainable chemistry, environmelntal chemistry and ecology


In dem Seminar soll die aktuelle Forschungsarbeit der MasterstudentInnen reflektiert und diskutiert werden.

Wir werden zu Beginn des Semesters die weitere Planung mit allen Teilnehmenden diskutieren.

Ziel: Ziel ist es, Kompetenzen im Bereich Präsentation, Ergebnisbewertung und Problembehandlung zu erzielen sowie eine größere Sicherheit bei der Präsentation zu bekommen.

Contribution of Sustainable Chemistry to the reduction of micropollutants in aquatic systems


Im Rahmen des Seminars, werden zunächst Strategien und Ansätze, im Sinne der Nachhaltigen Chemie, erarbeitet, die den Eintrag von Spurenstoffen in die aquatische Umwelt vermeiden. Ausgehend vom Einsatz/Verbrauch von Chemikalien und Arzneiwirkstoffen, resultierender Emissionsquellen, Ausbreitung und Verbleib in aquatischen Systemen werden relevante Stoffgruppen, Produkte und Anwendungen ermittelt bei denen mögliche integrative und nachhaltige Strategien greifen können.

An ausgewählten Fallbeispielen (Stoffgruppen, Produkte und Anwendungen) greift das Seminar diese Inhalte auf und prüft und entwickelt Maßnahmen an der Quelle um hier gezielt den Stoffeintrag zu reduzieren oder sogar zu vermeiden (Desk-Top Study). Hierbei nutzt das Seminar neueste Erkenntnisse/Erfahrungen aus der laufenden Forschung am Institut für Nachhaltige Chemie und Umweltchemie und international verfügbarer Studien!

Ziel: Das übergeordnete Ziel, ist die Entwicklung von fachwissenschaftlichen und interdisziplinären Kompetenzen im Bereich eines nachhaltigen Wasserressourcenmanagements, indem Aspekte der Wassergütebewirtschaftung mit dem Ansatz der Nachhaltigen Chemie kombiniert werden.

Teilziele:

- Fachwissenschaftliche Recherche und Auswertung von Literaturdaten

- Darstellung und wissenschaftliche Diskussion der erhobenen Daten.

- Maßnahmen pro Fallbeispiel erarbeiten und auf mögliche regionalen Umsetzung prüfen.

- Aufbereitung und Austausch der Erkenntnisse mit Akteuren aus der Praxis

Chemical, social and sustainable aspects of water sciences


In der Veranstaltung wird Wasser als Ressource unter verschiedenen Gesichtspunkten entlang seines Nutzungszyklus betrachtet. Die Hauptthemenblöcke beschäftigen sich u.a. mit

- der Verfügbarkeit von (sauberem) Wasser: Mengen, Qualität, Gesundheitsaspekte

- der Schadstoffhydrologie: Umweltprozessen und Stofftransport in aquatischen Systemen

- der Wassergütewirtschaft: Eintrag und Verbleib von Mikro-Schadstoffen sowie Grundlagen zu natürlichen und technischen Maßnahmen zur Wasserreinhaltung

- Wirkung von Mikroschadstoffen insbesondere Ökotoxikologie, Mutagenität und Gentoxizität

- den Möglichkeiten von Modellierung zur Simulation von Stoffeigenschaften, Stoffeinträgen und Stoffausbreitung

Diese Veranstaltung baut auf die Lehrinhalte der Veranstaltung "Experimente zum biochemischen Abbau umweltrelevanter Substanzen" auf und geht vertiefend auf Bewertung, Wirkung und möglicher Maßnahmen von Schadstoffeinträgen in die aquatische Umwelt ein.

This seminar examines the resource water from different perspectives.

The main topics will be:

- availability of (clean) water: quantity, health

- contaminant hydrology: environmental transport, transfer and transformation processes

- water quality management and water quality control

- toxicological effects of micropollutants especially mutagenicity, genotoxicity and ecotoxicity

- computational Modelling as applicable tool for the estimation of chemical properties, environmental concentrations and environmental fate micropollutants

The seminar builds upon the course contents of “Experiments on the bio-chemical degradation of environmentally relevant substances” and focuses on the assessment, impact and potential measures in the case of pollution in the aquatic environment.

Ziel: Die Studierenden sollen neben Kenntnissen über Wasser als eine der wichtigsten Ressourcen, die Bedeutung der Verwendung und Reinigung von Wasser, dessen Verfügbarkeit und deren Rolle auf regionalen und globalem Maßstab lernen einzuschätzen. Dabei gilt es soziale und politische Aspekte interdisziplinär mit zu berücksichtigen. Des Weiteren werden im Kurs die Wirkungen von Spurenschadstoffen auf die Umwelt besprochen. Darüber hinaus sollen die Studierenden lernen wo und wie sie zuverlässige Informationen zum Thema Wasser und Spurenschadstoffen beschaffen können (Nutzung von Literaturdatenbanken, Faktendatenbanken etc.)

Neben Vorlesungen und Seminaren zu einzelnen Themen können praktische Übungen (experimentell und am Computer) durchgeführt werden.

Aspects of Current Chemical Research


Es werden aktuelle Forschungsthemen aus dem Bereich der Umweltchemie und Nachhaltigen Chemie diskutiert und in Form von Referaten ergänzend erarbeitet und im Kurs vorgestellt. Darüber hinaus wird die Anwendbarkeit der Themen sowie eine mögliche Umsetzung im Schulunterricht diskutiert. Themen sind unter anderem Kontaminanten in der Umwelt, z.B. Arzneimittel in der aquatischen Umwelt. Darüberhinaus werden Quellen für die Informationssuche und deren Validität besprochen und Kriterien erarbeitet, um Informationen zu bewerten.

Ziel: Die Studierenden werden in die Lage versetzt, Fachinformationen zu interpretieren und didaktisch aufzuarbeiten.

Sustainable Chemistry Research Colloquium


In dem Seminar soll die aktuelle Forschungsarbeit der Doktorandinnen und Doktoranden reflektiert und diskutiert werden.

Ziel: Ziel ist es, Kompetenzen zur Methodik, Ergebnisbewertung, sowie aktuellen Fragestellungen der nachhaltigen Chemie und aktueller Forschung sowie Problembehandlung zu erwerben und zu vertiefen sowie eine größere Sicherheit bei der Präsentation eigener Ergebnisse z.B. auf Tagungen zu bekommen.

Further information about courses you will find the academic portal myStudy.