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Chair for Sustainable Chemistry and Material Resources

 

 

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Prof. Dr. Klaus Kümmerer

Research studies in sustainable chemistry


In diesem Praktikum können Studierende an einem aktuellen Forschungsprojekt eines Doktoranden teilhaben. Sie werden einen Nachmittag pro Woche in freier Absprache mit dem Doktoranden im Labor arbeiten.

Ziel: Die Studierenden bekommen in diesem Praktikum einen Einblick in aktuelle Forschungsfragen und -arbeiten. Im Unterschied zu Praktika ist die Arbeit nicht vorbestimmt sondern von den Ergebnissen der einzelnen Versuche abhängig.

Undergrads research Studies in Sustainable Chemistry


In diesem Praktikum können Studierende in einem aktuellen Forschungsprojekt eines Doktoranden teilhaben. Sie werden einen Nachmittag pro Woche in freier Absprache mit dem Doktoranden in der Abteilung im Labor arbeiten.

Ziel: Die Studierenden bekommen in diesem Praktikum einen Einblick in aktuelle Forschungsfragen und -arbeiten. Im Unterschied zu Praktika ist die Arbeit nicht vorbestimmt sondern von den Ergebnissen der einzelnen Versuche abhängig.

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

Sustainable Chemistry 1: Concepts of Sustainable Chemistry


Übungen zu:

- Auswahl nachhaltigerer Chemikalien

- Beurteilung von Synthesen

- Synthese mit einem TEMPO-Derivat als Katalysator

- Effizente Reaktionsführungen mit Hilfe der Mikroreaktortechnik

- keine vertieften chemischen Kenntnisse für das Parktikum erforderlich, wenn Sie sich unsicher sind, ob Ihre Kenntnisse ausreichen, wenden Sie sich an Herrn Dr. Rich oder Prof. Kümmerer

Ziel: Studierende lernen, die Nachhaltigkeit einer chemischen Reaktion besser einzuschätzen und beim Einsatz von Chemikalien eine Vielzahl von Parametern zu berücksichtigen. Nicht nur die stöchiometrische Ausbeute einer Reaktion ist das was zählt! Welche Ausgangsmaterialien werden benötigt? Können diese aus nachwachsenden Rohstoffen gewonnen werden? Werden giftige Nebenprodukte bei der Reaktion gebildet und wie kann ihre Bildung vermieden werden? Wieviel Abfall entsteht im Gesamtprozess und wie steht es mit dem Energieverbrauch? Können die benutzten Lösungsmittel und Katalysatoren wiedergewonnen werden? Werden diese Fragen schon am Anfang chemischer Forschung und Technologieentwicklung gestellt, kann dies zu mehr Effizienz und Nachhaltigkeit in der Chemie führen.

Sustainable Chemistry 1: Concepts of Sustainable Chemistry (Lecture)


Chemistry is not only a science subject but also a very important industry sector worldwide. Without Chemistry our present standard of life would be possible – just think of medical drugs, pesticides, synthetics, detergents, fertilizers, and other products - last but not least fossil fuels and materials for electronics and renewable energy. Wihout a more sustainable chemistry there will be no sustainbale development.

However, many people perceive chemistry as negative, particularly under the pollution aspect. In the more developed parts of the world the unintentional emissions in the environment do not play an important role any more, thanks to legal regulations and technical procedures that avoid or eliminate emissions. Since the 1990ies it has become clear that on the one hand chemical products cause the major emissions of the chemical industry.

Chemistry as a science but also an industrial sector is indispensible to reach the Sustainable development Goals. A more comprehensive view on chemistry is needed, e.g. the entire life cycle of a chemical product from the raw materials production until its disposal at the end of its usage phase must be reviewed.

The young and highly innovative field of sustainable chemistry has been developed from this perception. It will be outlined in an interdisciplinary approch in the lectures of this module. While sustainable chemistry is often perceived as green chemistry, based on the reduction of waste and energy use for chemical syntheses, the lecture will introduce a more comprehensive approach on sustainable chemistry.

The focus is on the following topics:

- The realm of sustainable chemistry

- Resources and sustainable chemistry

- Green reactions and syntheses

- Criteria and guiding principles for sustainable chemicals, materials and products

- Benign by Design

- Dissipation

- Sustainable management of substance flows and material flows

- New business models

- The framework of Strategic Approach to International Chemicals Management (SAICM)

- Chemistry related international conventions

Ziel: Understanding the difference between conventional chemistry, green chemistry and sustainable chemistry as well as the key approaches and concepts of sustainable chemistry and its importance as well as its contribution to sustainability and sustainable developement goals (SDGs) of UNEP) along the full life cycle of chemicals including business models. It includes practical exercises which can be done without detailed knowledge in chemistry.

Dr. Oliver Olsson

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.

Environmental 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.

Masterforum sustainable chemistry, environmelntal chemistry and ecology


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

Im Wintersemester 2020/2021 bieten wir das Masterforum nur als Onlineveranstaltung an. Wir werden zu Beginn des Semesters ein Onlinemeeting einrichten und 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.

Dr. rer. nat. Marco Reich

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

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

Research studies in sustainable chemistry


In diesem Praktikum können Studierende an einem aktuellen Forschungsprojekt eines Doktoranden teilhaben. Sie werden einen Nachmittag pro Woche in freier Absprache mit dem Doktoranden im Labor arbeiten.

Ziel: Die Studierenden bekommen in diesem Praktikum einen Einblick in aktuelle Forschungsfragen und -arbeiten. Im Unterschied zu Praktika ist die Arbeit nicht vorbestimmt sondern von den Ergebnissen der einzelnen Versuche abhängig.

Undergrads research Studies in Sustainable Chemistry


In diesem Praktikum können Studierende in einem aktuellen Forschungsprojekt eines Doktoranden teilhaben. Sie werden einen Nachmittag pro Woche in freier Absprache mit dem Doktoranden in der Abteilung im Labor arbeiten.

Ziel: Die Studierenden bekommen in diesem Praktikum einen Einblick in aktuelle Forschungsfragen und -arbeiten. Im Unterschied zu Praktika ist die Arbeit nicht vorbestimmt sondern von den Ergebnissen der einzelnen Versuche abhängig.

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.

Fehler bei Funktionsausführung: ID in der Datenbank unbekannt!Fehler bei Funktionsausführung: ID in der Datenbank unbekannt!Fehler bei Funktionsausführung: ID in der Datenbank unbekannt!Further information about courses you will find the academic portal myStudy.