Module Studium Chemie

Klicken Sie bitte in die einzelnen Felder für eine Beschreibung der Kurse. Module sind farblich gekennzeichnet.
(CH) = Kurse der Vertiefungsrichtung Chemie
(BC) = Kurse der Vertiefungsrichtung Biologische Chemie

Modulübersicht

Diese Modultafel ist gültig ab 19. September 2017

Modul Legende

Kultur, Gesellschaft, Sprache

Chemie, Biologie, Chemieingenieurwesen

Mathematik, Physik, Informatik

Praktika und selbständige Arbeiten

Vertiefungsstudium (CH) oder (BC)

Semester 1, Semester ECTS: 29

Englisch 1

Englisch 1

  • ECTS: 2

Englisch ist als internationales Kommunikationsmittel in den Bereichen Wissenschaft, Technologie und Wirtschaft von grosser Bedeutung. Gute Englischkenntnisse sind von grossem Vorteil, nicht nur für die Arbeitswelt, sondern auch während des Studiums. Die Studierenden lernen in diesem 4-semestrigen Kurs sich fliessend auf Englisch zu verständigen und in ihrem Fachbereich selbstbewusst und effizient zu kommunizieren. Sie arbeiten auch mit Fachtexten und Artikeln zu aktuellen Themen und verfassen eigene Texte. Dabei bereiten sie sich auf die Arbeitswelt oder auf das Master-Studium vor. Um diese Ziele zu erreichen, wird der Englischunterricht auf drei verschiedenen Niveaus durchgeführt. Die inhaltlichen Schwerpunkte sind Grammatik und Vokabular (auch fachspezifisch), Hören und Sprechen sowie Lesen und Schreiben.

Kultur, Gesellschaft, Sprache 1

Kultur, Gesellschaft, Sprache 1

  • ECTS: 3

Zum Studium an der ZHAW in Wädenswil gehört neben der Aneignung von Fachwissen auch Allgemeinbildung in einem weiten Sinn. KGS steht für Kultur, Gesellschaft, Sprache. Der KGS-Unterricht dient der Vermittlung von kultureller Kompetenz und historisch-politischem Bewusstsein und unterstützt die Studierenden darin, sich im Feld aktueller gesellschaftlicher Auseinandersetzungen zu orientieren. KGS 1 umfasst Themen wie zum Beispiel , «Das Fremde», «Transparenz und Geheimnis», «Politisches System Schweiz», «Kulturgeschichte der Natur», «Charakter und Entwicklung». Ausserdem lernen die Studierenden Anforderungen an wissenschaftliches Arbeiten und Schreiben kennen und setzen diese in einer schriftlichen Arbeit um.

Allgemeine Chemie 1

Allgemeine Chemie 1

  • ECTS: 4

Die Allgemeine Chemie dient der umfassenden Einführung in chemische Grundprinzipien, die im Verlauf des Studiums durch spezielle Kurse in Anorganischer, Organischer, Physikalischer und Analytischer Chemie sowie durch Praktika vertieft werden. Sie baut auf dem erworbenen Chemieverständnis aus Lehre und Mittelschule auf und ist in zwei Kurse geteilt. Wir beginnen mit der Begriffswelt der Atome und Moleküle. Zum chemischen Alphabet gehört sowohl der Umgang mit Masseinheiten wie dem Mol – das «Dutzend der Chemiker» – als auch der Umgang mit chemischen Formeln und Reaktionen. Im Weiteren wird der Aufbau der Atome und des chemischen Periodensystems behandelt. Bei der Auseinandersetzung mit Molekülen begegnen wir verschiedenen Modellvorstellungen: von Atomtheorien bis hin zu verschiedenen Bindungskonzepten wie Ionenbindung, Kovalente Bindung, Molekülstrukturen und Molekülorbitale. Es folgen Theorien zu zwischenmolekularen Kräften und es werden Bindungen und Strukturen von Festkörpern besprochen. Daran schliesst sich die Erörterung des chemischen Gleichgewichtes und chemischer Reaktionen in Wasser, wie Fällungsreaktionen, Säure-Base-Reaktionen und Redoxreaktionen an. Ergänzt werden die Kursinhalte durch Beispiele aus der aktuellen Forschung.

Analytische Chemie 1

Analytische Chemie 1

  • ECTS: 2

Die Studierenden erlernen in einem ersten Teil die Systematik und Grundoperationen des analytischen Prozesses Probenahme, Aufarbeitung, Messung, Auswertung) und die Validierung analytischer Verfahren (Auswertung, Messunsicherheit, Empfindlichkeit, Nachweisgrenzen). Anschliessend werden die mathematischen und thermodynamischen Grundbegriffe der Analytischen Chemie systematisch eingeführt. Zum Schluss wird eines der wichtigsten Analytischen rennverfahren, die Chromatographie (GC und HPLC) behandelt und ihre physikalischen Grundlagen als auch die technologischen Aspekte diskutiert. Integriert in die Vorlesung sind Übungen. Zum Selbststudium stehen viele Übungen in Form von E-learning-Modulen via Internet zur Verfügung.

Biologie

Biologie

  • ECTS: 2

Die Biologie befasst sich mit den unterschiedlichen Organisationsformen und -stufen des Lebens. Für das Studium wichtig sind vor allem Prozesse auf der zellulären und molekularen Ebene und deshalb werden folgende Themen bearbeitet: Die Zelle als Grundbaustein des Lebens (Aufbau und Strukturen), Mikroskopie, Grundprinzipien des Stofftransports, des Stoffwechsels und der Vererbung.

Informatik 1

Informatik 1

  • ECTS: 3

Information und Datenverarbeitung bilden die Basis jedes Unternehmens. Der Informatikunterricht soll die Studierenden anleiten, die Standardwerkzeuge der Informatik professionell einzusetzen. Die Studierenden lernen, die gebräuchlichsten Computerwerkzeuge des Ingenieurs, der Ingenieurin zu beherrschen und problemadäquat einzusetzen. Der Informatikunterricht fördert das Verständnis für den Umgang mit Daten und bildet die Grundlage für die strukturierte Aufbereitung und Präsentation von Daten und Informationen. Der Informatikunterricht soll die Studierenden befähigen, Fachausdrücke aus dem Umfeld der Informationstechnologie zu verstehen und zu hinterfragen. Die Studierenden besitzen nach Besuch des Informatikunterrichtes Kompetenzen in den Bereichen Textautomation mit Word, Datenanalyse, Datenaufbereitung und Lösungssuche mit Excel, Grundlagen einer relationalen Datenbank am Beispiel Access, Grundlagen der Programmierung am Beispiel VBA oder VB.

Mathematik 1

Mathematik 1

  • ECTS: 4

Die Modellierung von Systemen gehört heute zu den wichtigsten Einsatzgebieten der Mathematik. Anhand solcher Modelle können Verhalten von Systemen, wie bspw. die zeitliche Abhängigkeit der Konzentration des Produktes bei einer Reaktion, vorausgesagt werden. Die Studierenden kennen grundlegende mathematische Werkzeuge der mathematischen Modellbildung sowie der Modellanalyse. Sie sind in der Lage, einfache Modelle von Hand zu untersuchen.

Physik 1

Physik 1

  • ECTS: 4

Die Technik spielt im modernen Alltag eine wichtige Rolle. Das Fundament der Technik gründet auf physikalischen Gesetzmässigkeiten. Es ist somit notwendig, die Grundlagen der Physik zu kennen, um die Funktionsweise von Erfindungen wie Solarzellen, Flugzeug, Computer oder das Zustandekommen eines Regenbogens zu verstehen. Die Studierenden kennen nach Kursabschluss die grundlegenden Begriffe der Physik und die physikalischen Grundgesetze. Der Fokus liegt dabei auf der kinematischen Betrachtungsweise.

Praktikum Allgemeine Chemie 1

Praktikum Allgemeine Chemie 1

  • ECTS: 5

Ziel dieses ersten Praktikums ist, Sie in die selbständige Bearbeitung von kleineren Aufgabenstellungen aus allen Bereichen der Chemie einzuführen. In der Regel erhalten Sie als Aufgabenstellung nicht eine fertige Vorschrift, sondern eine Problemstellung mit Literaturhinweisen. Der Vorbereitung und Planung Ihrer Experimente kommt dabei ein grosses Gewicht zu. Sie lernen dabei, eigene Ideen und Lösungsansätze zu entwickeln und Vertrauen in diese zu fassen. Aber keine Angst, kommen Sie einmal nicht weiter, steht Ihnen ein Coach zur Verfügung. Die wesentlichen Lerninhalte sind: Arbeiten mit der chemischen Literatur, Planen von Versuchen, Durchführen der Versuche aus der analytischen und synthetischen Chemie, Verfassen von adressatgerechten Dokumentationen, Präsentieren Ihrer Ergebnisse.

Semester 2, Semester ECTS: 31

Englisch 2

Englisch 2

  • ECTS: 2

Englisch ist als internationales Kommunikationsmittel in den Bereichen Wissenschaft, Technologie und Wirtschaft von grosser Bedeutung. Gute Englischkenntnisse sind von grossem Vorteil, nicht nur für die Arbeitswelt, sondern auch während des Studiums. Die Studierenden lernen in diesem 4-semestrigen Kurs sich fliessend auf Englisch zu verständigen und in ihrem Fachbereich selbstbewusst und effizient zu kommunizieren. Sie arbeiten auch mit Fachtexten und Artikeln zu aktuellen Themen und verfassen eigene Texte. Dabei bereiten sie sich auf die Arbeitswelt oder auf das Master-Studium vor. Um diese Ziele zu erreichen, wird der Englischunterricht auf drei verschiedenen Niveaus durchgeführt. Die inhaltlichen Schwerpunkte sind Grammatik und Vokabular (auch fachspezifisch), Hören und Sprechen sowie Lesen und Schreiben.

Kultur, Gesellschaft, Sprache 2

Kultur, Gesellschaft, Sprache 2

  • ECTS: 2

Zum Studium an der ZHAW in Wädenswil gehört neben der Aneignung von Fachwissen auch Allgemeinbildung in einem weiten Sinn. KGS steht für Kultur, Gesellschaft, Sprache. Der KGS-Unterricht dient der Vermittlung von kultureller Kompetenz und historisch-politischem Bewusstsein und unterstützt die Studierenden darin, sich im Feld aktueller gesellschaftlicher Auseinandersetzungen zu orientieren. KGS 2 umfasst Themen wie zum Beispiel «Psychologie in Literatur und Film», Schreibwerkstatt», «Ethik in Wissenschaft und Gesellschaft». Den Studierenden wird bewusst, dass Kunst- und Kulturgüter gesellschaftlich relevant sind. Der Unterricht fördert ausserdem die Fähigkeit, Argumentationen plausibel zu entwickeln und angemessen zu formulieren. Zum Kurs KGS 2 gehören auch die sogenannten Kulturtage. Diese finden gewöhnlich in einer Stadt des nahen Auslandes statt und bieten die Möglichkeit, selbständig ein kleines Projekt zu verfolgen und verschiedene Methoden, wie z.B. Interviews oder Literaturrecherchen, praktisch anzuwenden.

Allgemeine Chemie 2

Allgemeine Chemie 2

  • ECTS: 4

Die Allgemeine Chemie 2 schliesst sich der Allgemeinen Chemie 1 an. Im Wesentlichen erfolgt die Erörterung der Thermodynamik und von Gleichgewichten gefolgt von der Beschreibung der dynamischen Natur von chemischen Vorgängen durch die Kinetik. In der Thermodynamik wird den Studierenden ein Verständnis für die Zusammenhänge von chemischer Arbeit, verschiedenen Formen von Energie und der Entropie vermittelt, mit denen chemische Gleichgewichte quantitativ beschrieben werden können. Darüber hinaus werden die Zusammenhänge mit Redoxreaktionen und elektrochemischen Vorgängen hergestellt. Der Begriff Temperatur wird eingeführt und es werden Eigenschaften von Gasen und Phasenumwandlungen untersucht. In der chemischen Kinetik wird die Dynamik chemischer Reaktionen durch geeignete Geschwindigkeitsgesetze beschrieben. An geeigneter Stelle werden Bezüge zu biochemischen Vorgängen gebildet. Ergänzt werden die Kursinhalte durch eine Einführung in die Nuklearchemie.

Analytische Chemie 2

Analytische Chemie 2

  • ECTS: 2

Dieser Kurs behandelt die Relevanz des chemischen Gleichgewichtes in der Analytischen Chemie, wobei Gleichgewichte verschiedenster Art behandelt werden: Säure-Base-Reaktionen, Fällungen, Redoxprozesse, Komplexbildung. Zum Schluss werden titrimetrische Verfahren eingeführt und anhand von Beispielen zu den im ersten Teil behandelten Gleichgewichtsprozessen diskutiert. Integriert in die Vorlesung sind Übungen. Zum Selbststudium stehen viele Übungen in Form von E-learning-Modulen via Internet zur Verfügung.

Organische Chemie 1

Organische Chemie 1

  • ECTS: 2

Die Vielfalt der Verbindungen in der Organischen Chemie kann systematisch strukturiert werden, indem man sie nach funktionellen Gruppen ordnet. Funktionelle Gruppen sind entscheidend für die Stoffeigenschaften und für die organisch-chemische Reaktivität der Kohlenstoffverbindungen. Im Laufe des Studiums werden die Studierenden eine ganze Reihe funktioneller Gruppen kennenlernen. Im Kurs Organische Chemie 2 werden zunächst solche funktionellen Gruppen besprochen, deren Reaktionsverhalten sich zum Vermitteln grundlegender Reaktionsmechanismen eignen. Die Studierenden kennen nach Kursabschluss die Chemie der Alkene und der Halogenalkane sowie die sich daraus ableitenden Reaktionstypen wie Substitutions- und Eliminierungsreaktionen.

Mikrobiologie 1

Mikrobiologie 1

  • ECTS: 2

Trotz der Kleinheit sind die Mikroorganismen sehr wichtig. Einige erschweren uns zwar das Leben als Krankheitserreger, aber ohne die grosse Mehrheit und deren vielfältigen Fähigkeiten und Leistungen könnten wir gar nicht existieren. Um die Bedeutung der Mikroorganismen für Mensch und Umwelt zu erkennen, werden wir uns mit der Vielfalt der Mikroorganismen und deren unterschiedlichen Eigenschaften und Stoffwechselleistungen beschäftigen, mit Beispielen aus der Ökologie, Gesundheit und insbesondere der Biotechnologie.

Zellbiologie 1

Zellbiologie 1

  • ECTS: 2

Um die Interaktionen von biologischen Systemen mit Chemikalien oder Materialien verstehen zu können, gilt es zunächst, zellbiologisches Grundlagenwissen aufzubauen. Da humane Zellen im Fokus relevanter Entwicklungen in der pharmazeutischen und medizintechnischen Industrie stehen, liegt der Fokus der Vorlesung auf dem tieferen Verständnis von menschlichen Zellen und Geweben. Die Prozesse, welche bei der Zellteilung wie auch dem Zelltod ablaufen, aber auch der Aufbau von Geweben und die Funktionsweise des menschlichen Immunsystems werden thematisiert. Sie erhalten ein umfassendes Verständnis der biologischen Vorgänge, um den Einfluss von äusseren Parametern auf humane Zellen beurteilen zu können. Neben den theoretischen Betrachtungen werden auch 2 praktische Kurseinheiten durchgeführt.

Mathematik 2

Mathematik 2

  • ECTS: 6

Die beiden technisch wichtigsten Anwendungen der Mathematik sind die Modellbildung und die Datenanalyse. Aufgrund von theoretischen Überlegungen werden Modelle gebildet, welche anschliessend mittels Datenanalyse verifiziert oder verworfen werden können. Die Studierenden können einfache Modelle aufstellen und analysieren. Sie sind in der Lage, eine Modellannahme mittels Experimenten zu testen.

Physik 2

Physik 2

  • ECTS: 4

Das chemische Labor bedient sich vielerlei physikalischer Prozesse. Beispielhaft erwähnt sei in diesem Zusammenhang die Analyse von Substanzen mittels NMR-Spektroskopie oder die Auftrennung von Substanzen mittels Destillation. Um diese Methoden verstehen zu können, sind vertiefte physikalische Kenntnisse Voraussetzung. Die Studierenden haben nach dem Kursabschluss grundlegende Kenntnisse der Wellenoptik und der elektrischen resp. magnetischen Felder. Sie sind in der Lage, einfache Probleme zu modellieren und zu analysieren.

Praktikum Analytische Chemie 1

Praktikum Analytische Chemie 1

  • ECTS: 5

Das zweiteilige Analytische Grundpraktikum (Analytische Chemie 1 & 2) ist ein Einführungspraktikum in einige instrumentalanalytische Methoden. Es geht nicht darum, auf einem Gerät zum Experten zu werden, sondern darum, eine Übersicht über wichtige instrumentelle Analysetechniken zu erhalten. Wesentlich dabei ist das Kennenlernen des Funktions- und Messprinzips der verwendeten Geräte. Weiter soll die Auswertung und Beurteilung von Messdaten intensiv praktiziert werden. Dazu kommt das selbständige Inbetriebnehmen von vorher unbekannten Geräten in möglichst kurzer Zeit sowie das Verfassen klarer und präziser Untersuchungsberichte. Im 1. Teil des Praktikums (Analytische Chemie 1) wird ein «Spaziergang» durch die Grundzüge verschiedenster instrumentanalytischer Methoden angeboten. Pro Gerät stehen 2 – 3 Labortage zur Verfügung. Dabei können die folgenden Techniken erprobt werden: Chromatographie (GC, HPLC, IC, TLC), Spektroskopie (IR, UV/VIS, AAS, AES), Elektroanalytik (Potentiometrie), Polarographie, Voltammetrie, Automatisierung (Fliessinjektionsanalyse).

Semester 3, Semester ECTS: 30

Englisch 3

Englisch 3

  • ECTS: 2

Englisch ist als internationales Kommunikationsmittel in den Bereichen Wissenschaft, Technologie und Wirtschaft von grosser Bedeutung. Gute Englischkenntnisse sind von grossem Vorteil, nicht nur für die Arbeitswelt, sondern auch während des Studiums. Die Studierenden lernen in diesem 4-semestrigen Kurs sich fliessend auf Englisch zu verständigen und in ihrem Fachbereich selbstbewusst und effizient zu kommunizieren. Sie arbeiten auch mit Fachtexten und Artikeln zu aktuellen Themen und verfassen eigene Texte. Dabei bereiten sie sich auf die Arbeitswelt oder auf das Master-Studium vor. Um diese Ziele zu erreichen, wird der Englischunterricht auf drei verschiedenen Niveaus durchgeführt. Die inhaltlichen Schwerpunkte sind Grammatik und Vokabular (auch fachspezifisch), Hören und Sprechen sowie Lesen und Schreiben.

Kommunikation und Präsentation

Kommunikation und Präsentation

  • ECTS: 2

Kommunizieren ist schön, aber kommunizieren ist nicht einfach. Dieser Kurs zeigt, wie sich Kompliziertes in verständlichen Worten sagen lässt. Dabei lernen die Teilnehmenden, wie eine gute Geschichte aufgebaut ist und wie sich Spannung erzeugen lässt. Dabei dienen die besten Redner der Welt als Vorbild. Vorträge von Steve Jobs, Al Gore und viele anderen werden analysiert. Die Lehren daraus setzen die Teilnehmenden in ihren eigenen Präsentationen um. Diese werden gefilmt und danach im Klassenverband besprochen. Dabei schauen wir nicht nur auf die Verständlichkeit, sondern auch auf die nonverbale Kommunikation. Die theoretischen Grundlagen dazu werden im Vorfeld behandelt. Ferner sind Argumentationstechniken, Kommunikation in Krisen und der Umgang mit Journalisten Teil des Kurses.

Biochemie 1

Biochemie 1

  • ECTS: 2

Das Wissen über die molekularen Grundlagen der Lebensvorgänge ist in den letzten Jahren geradezu explosionsartig angewachsen. Vor 25 Jahren war kein einziges Genom sequenziert und kein einziges Membranprotein war kristallographisch aufgelöst. Heute werden wöchentlich neue Genomsequenzen bekannt gegeben, neue Proteinstrukturen sogar noch häufiger. Eine Vielzahl der Nobelpreisträger in Chemie haben auf dem Gebiet der Biochemie gearbeitet, so auch die Preisträger aus dem Jahr 2009, die den Preis für die Aufklärung der Struktur und Funktion der Ribosomen bei der Proteinbiosynthese erhalten haben. Auch im Jahr 2012 wurde der Nobelpreis für Chemie für biochemische Untersuchungen an G-gekoppelten Rezeptoren verliehen. Im Kurs Biochemie 1 werden die Strukturen, die Eigenschaften und Aufgaben der wichtigsten Biomoleküle - der Proteine, Kohlenhydrate, Lipide und Nucleinsäuren - erläutert. Im Fall der Proteine werden insbesondere dreidimensionale Strukturen und deren Bedeutung für die Funktion besprochen. Die Studierenden kennen nach Abschluss des Kurses die Strukturen und die Bedeutung der vier Stoffklassen der Biomoleküle.

Physikalische Chemie 1

Physikalische Chemie 1

  • ECTS: 2

Die Physikalische Chemie im Grenzbereich zwischen Chemie und Physik behandelt chemische Phänomene mit physikalischen Methoden. In diesem Kurs werden die Grundlagen der chemischen Reaktionskinetik vorgestellt. Die chemische Reaktionskinetik befasst sich mit der Frage «Wie ändern sich die Konzentrationen von Stoffen, die an einer (bio)chemischen Reaktion beteiligt sind, im Verlaufe der Zeit?» Um diese recht einfache Frage zu beantworten, muss zuerst das Konzept der Elementarreaktionen eingeführt werden. Dazu werden Begriffe wie Molekularität, Reaktionsordnung, Konzentrationsabhängigkeit und Halbwertszeit vorgestellt. Beobachtbare Reaktionen sind aus Elementarreaktionen zusammengesetzt. Bei einfachen zusammengesetzten Reaktionen wird das Konzept der Quasistationarität und des Quasigleichgewichts an praxisrelevanten Beispielen erläutert. Um den zeitlichen Ablauf einer Reaktion zu verstehen (und nicht nur zu messen), muss diese in Elementarreaktionen zerlegt werden. Daraus kann man Geschwindigkeitsgesetze erhalten, die beschreiben, wie Reaktionsgeschwindigkeiten von Parametern (z.B. Konzentrationen) abhängen. Bedauerlicherweise gibt es keine «Tachometer» für Reaktionsgeschwindigkeiten, weshalb man aus Messgrössen (Absorbanz, Druck, pH-Wert, elektrische Leitfähigkeit etc.) die Geschwindigkeiten indirekt ermitteln muss. Es werden Methoden zur Bestimmung der Geschwindigkeitsgesetze und zur korrekten Auswertung von Messdaten behandelt. Abschliessend wird auf Modelle zur Temperaturabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit eingegangen.

Analytische Chemie 3

Analytische Chemie 3

  • ECTS: 2

Die Analytische Chemie widmet sich im 3. und 4. Semester den instrumentellen Analysenverfahren. Neben den spektrometrischen Grundlagen werden die anorganische Elementanalytik und insbesondere die instrumentellen Methoden in der organischen Strukturanalyse vermittelt. Lernziel ist einerseits das Verständnis der analytischen Konzepte der instrumentellen Methoden, andererseits soll die Strukturaufklärung von organischen Verbindungen anhand von Spektren geübt werden. Die einzelnen Analysenverfahren werden anhand ihrer physikalischen Grundverfahren behandelt. Da die gewonnene chemische Information immer in engem Zusammenhang mit der gerätetechnischen Umsetzung des physikalischen Grundprinzips steht, wird die Gerätetechnik detailliert erörtert. Die isolierte Spektreninterpretation organischer Verbindungen ist als chemisches Kreuzworträtsel aufzufassen. Neben dem analytischen Handwerk der Spektreninterpretation soll deshalb die Kombinationsfähigkeit geschult werden: denn Plausibilitätsbetrachtungen sind eine Grundvoraussetzung für die erfolgreiche Bearbeitung von komplexen analytischen Fragestellungen in der Praxis.

Organische Chemie 2

Organische Chemie 2

  • ECTS: 2

Die Vielfalt der Verbindungen in der Organischen Chemie kann systematisch strukturiert werden, indem man sie nach funktionellen Gruppen ordnet. Funktionelle Gruppen sind entscheidend für die Stoffeigenschaften und für die organisch-chemische Reaktivität der Kohlenstoffverbindungen. Im Laufe des Studiums werden die Studierenden eine ganze Reihe funktioneller Gruppen kennenlernen. m Kurs Organische Chemie 2 werden zunächst solche funktionellen Gruppen besprochen, deren Reaktionsverhalten sich zum Vermitteln grundlegender Reaktionsmechanismen eignen. Die Studierenden kennen nach Kursabschluss die Chemie der Alkene und der Halogenalkane sowie die sich daraus ableitenden Reaktionstypen wie Substitutions- und Eliminierungsreaktionen.

Prozess- und Verfahrenstechnik

Prozess- und Verfahrenstechnik

  • ECTS: 4

Die Bedeutung der chemischen Industrie ist vor allem für die Export- und Hightechorientierte Schweiz enorm. Dieser Kurs soll die Grundlagen für die darauf aufbauenden Fächer wie Chemieingenieurtechnik, Industrielle Chemie (in der Vertiefungsrichtung «Chemie») bzw. Bioprozesstechnik (in der Vertiefungsrichtung «Biologische Chemie») legen: neben der Darstellung von Apparaten und Anlagen, der Erstellung und Berechnung von Stoff- und Energiebilanzen werden die verschiedenen Betriebsweisen von Anlagen sowie deren Misch- und Verweilzeitverhalten analysiert. Wichtige Aspekte der Reaktionstechnik wie Selektivität, Ausbeute und Umsatz werden behandelt. Dazu kommt eine grundsätzliche Vorstellung technischer Reaktoren inklusive Bioreaktoren, die quantitative Behandlung von Stoff- und Energietransfer und des Leistungseintrages in Reaktionsgemische. Von Steriltechnik müssen heute auch Chemiker zumindest Basiswissen mitbringen und die Aspekte der Massstabsveränderung (Scale up & Scale down) sind für beide Vertiefungsrichtungen wichtig. Die Studierenden sollen danach unterschiedlich detaillierte Schemata lesen und verstehen können sowie die möglichen Betriebsweisen von Anlagen samt Vor- und Nachteilen kennen. Sie sollen Bilanzen selbständig erstellen und berechnen können, die Einflüsse von Misch- oder Verweilzeitverhalten auf Umsatz, Ausbeute und Selektivität abschätzen und beurteilen können. Zudem sollen sie eine sichere Prozessführung aufgrund kalorischer Daten oder Berechnungen gewährleisten können.

Chemie-Informatik

Chemie-Informatik

  • ECTS: 2

Wie zitiert man richtig? Gegenwärtig eine sehr wichtige Frage, weil in der Presse vermehrt Plagiate aufgedeckt werden, mit teils dramatischen Konsequenzen für die beteiligten Forschenden. Die Studierenden lernen die wichtigsten Standardwerke der chemischen Literatur in einem historischen Kontext kennen. Wichtige Quellen (Primär-, Sekundär- und Tertiärquellen) werden vorgestellt und deren Bedeutung erläutert. Das Arbeiten mit modernen Datenbanken wird am Beispiel von Sci-Finder, ISI Web of Knowledge etc. erlernt, wobei Vor- und Nachteile einzelner Quellen herausgearbeitet werden. Der Kurs soll eine erste Einführung in typische Suchanforderungen und Suchstrategien innerhalb der (biologischen) Chemie geben. Mit Unterstützung von externen Referierenden werden Grundkenntnisse in der Patentliteratur und zum Patentwesen vermittelt. Einzelne Recherchen werden in wichtigen Patentdatenbanken durchgeführt. In einem zweiten Teil wird eine kurze Einführung in die chemiespezifische Informatik (Datenbanken, Simulation, Visualisierung, Versuchsplanung etc.) gegeben. Dazu gehört auch Grundwissen der Informatik, Umgang mit Struktur-, Spektren- und Proteindatenbanken, statistische Versuchsplanung (DoE) sowie erste Grundlagen von ab initio und einfachen semiempirischen Methoden.

Industrielle Chemie 1 (CH)

Industrielle Chemie 1 (CH)

  • ECTS: 2

Gegenstand der Industriellen Chemie ist die chemische Produktion und alles, was dazugehört. Im ersten Teil der Vorlesung wird zunächst die chemische Industrie vorgestellt, um dann – ausgehend von den Rohstoffen – den chemischen Stammbaum mit seinen chemischen Prozessen kennen zu lernen. Gerade in der aktuellen Situation, d.h. der Suche nach alternativen Rohstoffen und Energien, ist es ausserordentlich hilfreich, diesen chemischen Stammbaum in seiner Komplexität zu begreifen. Nach einer Diskussion der verschiedenen organischen Rohstoffe wie Kohle, Erdöl, Erdgas und nachwachsende Rohstoffe werden die organischen Grundchemikalien behandelt. Der Weg führt dann über organische Zwischenprodukte, anorganische Grund- und Massenprodukte zu chemischen Fertigprodukten. Stets geht es dabei um die verschiedenen Verfahren der Herstellung, deren Charakteristika und Verknüpfung.

Mikrobiologie 2 (BC)

Mikrobiologie 2 (BC)

  • ECTS: 2

Interessante und wichtige Aspekte der Mikrobiologie werden weiter vertieft. Dazu gehören nicht-zelluläre Lebewesen wie Viren, Aufbau von Bakterien und die Funktionen ihrer Zellbestandteile. Die Studierenden befassen sich mit den Strukturen, Eigenschaften und Bedeutungen von Mikroorganismen. Als Vorbereitung zum anschliessenden Praktikum beschäftigen wir uns mit Identifikationsstrategien und der Biosicherheit.

Zellbiologie 2 (BC)

Zellbiologie 2 (BC)

  • ECTS: 2

In diesem Kurs werden zwei Schwerpunkte gesetzt. Zum einen wird in Anknüpfung an das Wissen, welches in Zellbiologie 1 aufgebaut wurde, ein tieferes Verständnis der molekularen Abläufe regulatorischer Prozesse innerhalb menschlicher Zellen aufgebaut. Dazu gehören die Kontrolle der Zellteilung, die Signaltransduktion und die elektrische Signalweiterleitung an Neuronen. Zu den theoretischen Grundlagen werden Artikel besprochen, die zur Generierung dieses Wissens geführt haben. Zum anderen wird der theoretische Hintergrund des im folgenden Semester anstehenden Praktikums erarbeitet. Anhand von Originalliteratur werden die Themen in Gruppenarbeiten analysiert und diskutiert. Das Ziel ist es, die theoretischen Grundlagen in Richtung der praktischen Anwendung verständlich zu machen.

Praktikum Analytische Chemie 2

Praktikum Analytische Chemie 2

  • ECTS: 5

Im 2. Teil des Analytischen Praktikums (Analytische Chemie 2) werden pro Gruppe nur noch drei Projekte bearbeitet, in denen vertieft mit einer der obigen Methoden gearbeitet werden kann und zusätzlich die folgenden Aspekte berücksichtigt werden: Massenspektrometrie, Kernresonanzspektroskopie, Umweltanalytik, Projektmanagement und Arbeitsplanung, Probenaufarbeitung, Verfassen von Berichten.

Praktikum Organische Chemie 1

Praktikum Organische Chemie 1

  • ECTS: 5

Die Organische Chemie ist eine experimentelle Wissenschaft. Deshalb nimmt die Ausbildung der Studierenden im Labor zum sicheren synthetischen Arbeiten eine zentrale Rolle innerhalb der organisch-chemischen Lehre ein. Im Praktikum Organische Chemie 1 haben die Studierenden die Aufgabe, unter Anleitung eine mehrstufige Synthese durchzuführen und über ihre Arbeit einen Bericht zu verfassen. Um die organisch-chemischen Hintergründe der durchgeführten Synthese zu verstehen, lernen die Studierenden den Gebrauch elektronischer Literaturdatenbanken. Neben der Synthese nimmt die Analytik eine wichtige Rolle im Praktikum ein. Hervorzuheben ist dabei die NMR-Spektroskopie, die im Labor von den Studierenden eingesetzt wird und deren theoretischen Hintergründe in einem praktikumsbegleitenden Seminar vertieft werden.

Semester 4, Semester ECTS: 28

Englisch 4

Englisch 4

  • ECTS: 2

Englisch ist als internationales Kommunikationsmittel in den Bereichen Wissenschaft, Technologie und Wirtschaft von grosser Bedeutung. Gute Englischkenntnisse sind von grossem Vorteil, nicht nur für die Arbeitswelt, sondern auch während des Studiums. Die Studierenden lernen in diesem 4-semestrigen Kurs sich fliessend auf Englisch zu verständigen und in ihrem Fachbereich selbstbewusst und effizient zu kommunizieren. Sie arbeiten auch mit Fachtexten und Artikeln zu aktuellen Themen und verfassen eigene Texte. Dabei bereiten sie sich auf die Arbeitswelt oder auf das Master-Studium vor. Um diese Ziele zu erreichen, wird der Englischunterricht auf drei verschiedenen Niveaus durchgeführt. Die inhaltlichen Schwerpunkte sind Grammatik und Vokabular (auch fachspezifisch), Hören und Sprechen sowie Lesen und Schreiben.

Personalführung

Personalführung

  • ECTS: 2

Gute Führung ist eine Kunst im Sinne einer Fertigkeit, etwas mit anderen Menschen gemeinsam zu erreichen, Einfluss auszuüben, ohne dabei zu (ver-)führen, und so in einer Beziehung mit Menschen/Kunden zu stehen. In den Vorlesungen lernen die Studierenden die wichtigsten Fertigkeiten kennen, die erforderlich sind, um andere, aber auch sich selbst zu führen. Die Vorlesungen sollen auch eine Bereicherung für diejenigen sein, die nie beabsichtigen eine Führungsfunktion zu übernehmen. Sie erfahren, wie Kommunikation wirkt, wie Konflikte konstruktiv gelöst werden können, wie Gruppen funktionieren, wie sinnvoll es ist, andere zu motivieren aber auch wie sie sich bewerben oder wie sie mit Stress umgehen können. Führung bedeutet häufig, Stellung zu beziehen, sich für eine Sache und andere Menschen einzusetzen und dabei authentisch und transparent zu bleiben.

Biochemie 2

Biochemie 2

  • ECTS: 2

Charakteristische Vorgänge des Lebens wie Wachstum, Teilung oder Bewegung sind offenkundig mit einem Umsatz von Energie verbunden. Selbst im Ruhezustand erbringt der menschliche Organismus eine Leistung von etwa 100 Watt. Die biochemische Beschreibung des Lebens basiert daher unweigerlich auf der Thermodynamik. Im Kurs Biochemie 2 werden die Energiegewinnung und Energieverwendung im Stoffwechsel besprochen. Da Glucose ein Schlüsselmolekül bei der Deckung des Energiebedarfs bei vielen Organismen ist, wird zunächst ein umfassender Überblick zur Funktionsweise und Regulation des Kohlenhydratstoffwechsels vermittelt. So werden Glykolyse, Gluconeogenese, Glykogenstoffwechsel, Pentosephosphatweg, Tricarbonsäurezyklus und oxidative Phosphorylierung behandelt. Dabei werden viele Verbindungen zur Physiologie des Menschen hergestellt, ebenso wird die Bedeutung des Stoffwechsels z.B. bei der Anzucht von scherichia coli oder Säugerzellen klar. Die Studierenden können nach Abschluss des Kurses die Prinzipien der Bioenergetik und die verschiedenen Wege des Kohlenhydratstoffwechsels sowie deren Regulation erläutern.

Physikalische Chemie 2

Physikalische Chemie 2

  • ECTS: 2

Im Kurs Physikalische Chemie 2 wird die chemische Reaktionskinetik abgeschlossen mit Beiträgen zu diffusionskontrollierten Reaktionen, homogener und heterogener Katalyse und der Enzymkinetik (Grundlagen und praktische Aspekte wie Anfangsgeschwindigkeitsmethode, Derivatisierung, gekoppelte Assays, Enzymtitration, pre-steady state Kinetik (burst) etc.). Danach werden die Grundlagen der chemischen Thermodynamik eingeführt. Dazu gehören zunächst mathematische Begriffe wie «totales Differential», Zustandsfunktionen, Zustandsvariablen und Konzepte hermodynamischer Systeme, Temperatur, thermisches Gleichgewicht etc. Danach werden thermische und kalorische Zustandsgleichungen vorgestellt. Mit der Besprechung der thermodynamischen Hauptsätze erfolgt die Beschreibung der für die Chemie wichtigen thermodynamischen Grössen (innere Energie, Enthalpie, Entropie, Gibbsenergie etc.); ihre experimentelle Bestimmung wird anhand von Wärmekapazitätsmessungen erläutert. In der chemischen Thermodynamik wird das chemische Potential vorgestellt.

Analytische Chemie 4

Analytische Chemie 4

  • ECTS: 2

Die Analytische Chemie widmet sich im 3. und 4. Semester den instrumentellen Analysenverfahren. Neben den spektrometrischen Grundlagen werden die anorganische Elementanalytik und insbesondere die instrumentellen Methoden in der organischen Strukturanalyse vermittelt. Lernziel ist einerseits das Verständnis der analytischen Konzepte der instrumentellen Methoden, andererseits soll die Strukturaufklärung von organischen Verbindungen anhand von Spektren geübt werden. Die einzelnen Analysenverfahren werden anhand ihrer physikalischen Grundverfahren behandelt. Da die gewonnene chemische Information immer in engem Zusammenhang mit der gerätetechnischen Umsetzung des physikalischen Grundprinzips steht, wird die Gerätetechnik detailliert erörtert. Die isolierte Spektreninterpretation organischer Verbindungen ist als chemisches Kreuzworträtsel aufzufassen. Neben dem analytischen Handwerk der Spektreninterpretation soll deshalb die Kombinationsfähigkeit geschult werden: denn Plausibilitätsbetrachtungen sind eine Grundvoraussetzung für die erfolgreiche Bearbeitung von komplexen analytischen Fragestellungen in der Praxis.

Organische Chemie 3

Organische Chemie 3

  • ECTS: 2

Im Fokus des Kurses Organische Chemie 3 steht die Chemie der Alkene, Alkohole und Ether. Diese funktionellen Gruppen zeichnen sich durch vielfältige Möglichkeiten der organisch-chemischen Transformationen aus. Alkohole z. B. finden eine breite Anwendung als Lösungsmittel, als Intermediate in komplexen Umsetzungen oder als interessante Zielverbindungen. Die Studierenden kennen nach Kursabschluss eine Reihe von Synthesen, um Alkene, Alkohole bzw. Ether herzustellen sowie diese in weitere funktionelle Gruppen umzuwandeln. Anhand dieser funktionellen Gruppen werden grundlegende Reaktionstypen wie Additionsreaktionen, organisch-chemische Redoxreaktionen bzw. metallorganische Reaktionen vermittelt.

Anorganische Chemie

Anorganische Chemie

  • ECTS: 2

In dieser Vorlesung der Anorganischen Chemie liegt der Fokus auf der Stoffchemie. Die metallischen, halbleitenden, aber auch nichtmetallischen Elemente mit ihren spezifischen Eigenschaften spielen in unserem heutigen und wohl auch zukünftigen Alltag eine unerlässliche Rolle: angefangen von Aluminium über Siliciumhalbleiter bis zum Wasserstoff als Energieträger. Systematisch werden die verschiedenen Elemente der Hauptgruppen vorgestellt. Dabei wird neben dem Vorkommen, der Gewinnung und der Verwendung der Elemente auch die Systematik im Periodensystem, d.h. Ähnlichkeiten und Unterschiede im chemischen Verhalten betrachtet. Vorausgesetzt werden in diesem Kurs elementare Kenntnisse aus der Allgemeinen Chemie über den Aufbau des Periodensystems, Bindungsmodelle, Strukturen und Thermodynamik von Festkörpern, Säuren / Basen und Oxidation/Reduktion. Während der Vorlesung werden exemplarisch konkrete Fragestellungen in Form von Übungen zu den unterschiedlichen Themen bearbeitet.

Chemieingenieurtechnik 1

Chemieingenieurtechnik 1

  • ECTS: 2

Dieser Kurs wird in die Themen mechanische Verfahrenstechnik und Transportvorgänge unterteilt. Ersteres deckt unter anderem Zerkleinerungsmethoden, Trennverfahren und die Analyse polydisperser Systeme ab. Im Hauptteil des Kurses werden Transportvorgänge besprochen. Kenntnisse über Stoff- und Wärmetransport, sowie ein Verständnis der Impulsübertragung sind fundamental, um verschiedene Austauschvorgänge in einem Reaktionssystem zu verstehen oder Apparate wie Wärmeaustauscher auszulegen.

Modellbildung und Simulation

Modellbildung und Simulation

  • ECTS: 2

Im Vordergrund stehen Modellbildung, -analyse und -simulation. Ein weiterer wichtiger Inhalt ist die Parameterschätzung durch Vergleich mit experimentellen Daten. Am Ende des Kurses sollten die Studierenden einfache Prozesse selbständig modellieren und simulieren können. Computersimulationen sollen als effiziente Hilfe zur Beurteilung, Planung und Optimierung von Prozessen (Verfahren) angewendet werden und das Zusammenspiel zwischen Computersimulation und experimenteller Untersuchung beurteilt werden können.

Industrielle Chemie 2 (CH)

Industrielle Chemie 2 (CH)

  • ECTS: 2

Während im 1. Teil der Vorlesung der stoffchemische Stammbaum der Chemieindustrie gezeichnet wurde, geht es in diesem Teil vor allem um die Verfahrensentwicklung. Die Verfahrensentwicklung ist zentral für die chemische Industrie, da sie die Art und Weise der Herstellung von Chemikalien festlegt und damit über den wirtschaftlichen Erfolg der Unternehmen und schliesslich der Industrie entscheidet. Es werden einerseits die verschiedenen Aspekte der Verfahrensauswahl, wie stoffliche Gesichtspunkte, Energieaufwand, Sicherheit, Umwelt und Betriebsweise diskutiert. Andererseits werden aber auch die Planung und der Bau von Anlagen angesprochen. Neben der reinen Wirtschaftlichkeit von Verfahren und Anlagen wird auch die inhärente Sicherheit, die Ökoeffizienz und die gesellschaftliche Akzeptanz thematisiert.

Bioprozesstechnik 1 (BC)

Bioprozesstechnik 1 (BC)

  • ECTS: 2

Die Besonderheiten von biologischen Produktionsprozessen gegenüber klassisch chemischen Prozessen werden an prominenten Beispielen aufgezeigt. Daneben werden diverse Übersichten über einige typische Gesamt-Bioverfahren dargestellt. Zudem werden unter praxisrelevanten Aspekten verschiedene Medientypen für mikrobielle, animale und pflanzliche Biosysteme besprochen, insbesondere die Problematik der Löslichkeit, Stabilität und Sterilität. Wachstum und Produktbildung werden zunächst anhand des einfachen Monod-Modells und einfacher Modifikationen diskutiert und die jeweiligen Lösungen der Bilanzansätze für die in Industrie und F&E-relevanten Prozessführungsarten hergeleitet und analysiert; das sind Batch-, Fed-batch-, kontinuierliche Verfahren mit und ohne Zellrückhaltung und speziellen Regelprinzipien. Stoffbilanzen, insbesondere aber Gas- und Kohlenstoffbilanzen werden als objektive Basis für die quantitative Auswertung und Beurteilung experimenteller Daten eingeführt. Die Studierenden sollten danach die wichtigsten Grundelemente von Bioprozessen wie Medien, Bilanzierungsmethoden, einfache Modelle zur Beschreibung des Wachstums und der Produktbildung kennen und anwenden können. Insbesondere Planung und Auswertung von Bioprozessen sowie (bio-)prozess- und (bio-)verfahrenstechnische Aspekte sollten beherrscht werden.

Molekulare Genetik (BC)

Molekulare Genetik (BC)

  • ECTS: 2

Die Herstellung von Enzymen, pharmazeutischen Wirkstoffen oder beispielsweise Biotreibstoffen kann mit Hilfe gentechnischer Verfahren vereinfacht werden. Eine Basis für die dabei eingesetzten Verfahren ist die molekulare Genetik. Die Kenntnisse über die molekularbiologischen Vorgänge innerhalb bakterieller und eukaryontischer Zellen werden in diesem Kurs vermittelt. Die Studierenden sollen anschliessend darauf aufbauend die grundlegenden Werkzeuge und Vorgehensweisen erlernen, die es erlauben, Gene aus einem Ursprungsorganismus zu isolieren, zu modifizieren und die entsprechenden Proteine rekombinant im Bakterium Escherichia coli als Expressionssystem herzustellen.

Praktikum Organische Chemie 2 (CH)

Praktikum Organische Chemie 2 (CH)

  • ECTS: 6

Nachdem den Studierenden im Praktikum Organische Chemie 1 die nötigen praktischen Fähigkeiten vermittelt wurden, organisch-chemische Synthesen sicher durchzuführen, steht im Praktikum Organische Chemie 2 das selbstständige synthetische Arbeiten im Vordergrund. Bei der Durchführung von mehrstufigen organisch-chemischen Synthesen werden von den Studierenden anhand ihrer individuellen Synthesen Problemlösungsstrategien erarbeitet. Neben den vertieften organisch-chemischen Synthesekompetenzen erhalten die Studierenden auch eine praktikumsbegleitende theoretische Ausbildung auf dem Gebiet der NMR-Spektroskopie. Das theoretische Verständnis der durchgeführten Synthesen wird durch den Gebrauch elektronischer Literaturdatenbanken unterstützt. Das Verfassen eines Praktikumsberichtes über die durchgeführten Synthesen trägt der Bedeutung der Dokumentation wissenschaftlicher Arbeit Rechnung.

Praktikum Chemieingenieurtechnik (CH)

Praktikum Chemieingenieurtechnik (CH)

  • ECTS: 4

Im Praktikum Chemieingenieurtechnik werden verschiedene Gesetze beispielsweise aus der Wärme- und Strömungslehre veranschaulicht. Es wird die Möglichkeit geboten, grössere Unit Operations in Betrieb zu nehmen und die unterschiedlichen Problematiken zwischen Labor- und Pilotanlagen zu erfahren. Dabei sollen auch Simulationsprogramme unterstützend eingesetzt werden. Mit den praktischen Arbeiten soll der theoretische Stoff aus der Vorlesung Prozess- und Verfahrenstechnik sowie aus Chemieingenieurtechnik umgesetzt werden. Es soll ein Grundverständnis für grössere Anlagen erarbeitet werden.

Praktikum Mikro- und Zellbiologie (BC)

Praktikum Mikro- und Zellbiologie (BC)

  • ECTS: 6

Dieses Praktikum gliedert sich in zwei Teile: einen mikrobiologischen und einen zellbiologischen. In der ersten Hälfte beschäftigen wir uns mit verschiedenen mikrobiellen Arbeitstechniken, wobei Bakterien und Pilze aus dem Boden, der Luft und dem Wasser untersucht werden. Kultivierung, Anreicherung und Isolation bestimmter Organismen und quantitative und qualitative Untersuchungen werden durchgeführt. In der anderen Hälfte wenden wir aktuelle Methoden der animalen und humanen Zellkulturtechnik praktisch an. Dabei lenken wir das Augenmerk auf relevante Forschungsthemen, welche in der Vergangenheit als Projekte in der Fachstelle durchgeführt wurden. Dabei erhält jede Gruppe ein eigenes abgegrenztes Projekt, welches sie selbständig planen und durchführen muss. Am Ende werden die Daten präsentiert und ein Bericht verfasst.

Semester 5, Semester ECTS: 28

Biochemie 3 (CH)

Biochemie 3 (CH)

  • ECTS: 2

Aufbauend auf den Kenntnissen zur Bioenergetik und dem Kohlenhydratstoffwechsel (Kurs Biochemie 2) werden im Kurs Biochemie 3 die wichtigsten Aspekte, Funktionen und Reaktionen des Lipid-, Protein- und Nukleinsäure-Stoffwechsels bearbeitet und diskutiert. Im Anschluss werden noch ausgewählte bioanalytische Methoden (Protein- und Nukleinsäure-Analytik) vorgestellt. Abschliessend wird die Herstellung und Anwendung von industriell genutzten Enzymen behandelt. Die Studierenden haben nach Abschluss des Kurses einen Überblick über den Fettsäure-, Aminosäure- und Nucleotid-Stoffwechsel. Sie können die Bedeutung von Enzymen bei industriellen Prozessen erläutern und sind in der Lage, ausgewählte Analyseverfahren von Biomolekülen darzustellen.

Biochemie 3 (BC)

Biochemie 3 (BC)

  • ECTS: 2

Im Kurs Biochemie 3 der Vertiefung Biologische Chemie werden die anabolen und katabolen Reaktionen im Stoffwechsel bei der Synthese und dem Abbau der komplexen Biomoleküle Lipide, Proteine und Nucleinsäuren detailliert besprochen. Die Kenntnisse der biochemischen Reaktionswege dienen dabei als Grundlage für das Verständnis physiologischer Vorgänge. An ausgewählten Stoffwechselerkrankungen, wie z.B. Diabetes und ihren Therapien wird dabei das Verständnis der komplexen physiologischen Zusammenhänge erweitert. Anschliessend werden Funktion, Struktur und Klassifizierung von Enzymen und wichtigen Coenzymen besprochen. An ausgewählten Beispielen werden die molekularen Reaktionsmechanismen der Enzymkatalyse erarbeitet. Die Studierenden verstehen nach Abschluss des Kurses die Reaktionen und die Regulation des Fettsäure-, Aminosäure- und Nucleotidstoffwechsels und können molekulare Mechanismen der Enzymkatalyse darstellen.

Physikalische Chemie 3 (BC)

Physikalische Chemie 3 (BC)

  • ECTS: 2

Im Kurs Physikalische Chemie 3 werden verschiedene, in der Praxis verwendete Referenzsysteme und Konventionen (chemische, biochemische, umweltchemische) des chemischen Potentials, speziell bei Lösungen und Mischungen, aufbauend auf dem Kurs Physikalische Chemie 2, vorgestellt und erläutert. Das chemische Gleichgewicht und dessen quantitative Beschreibung (Druck- und Temperaturabhängigkeit) mit Hilfe der Gibbsenergie sind Gegenstand des vorletzten Kapitels. Die einführenden Grundlagen der Elektrochemie mit einigen speziellen Anwendungen aus der biologischen Richtung und der aktuellen Forschung bilden den Abschluss der Ausbildung in physikalischer Chemie für Studierende der biologischen Vertiefungsrichtung.

Physikalische Chemie 3 (CH)

Physikalische Chemie 3 (CH)

  • ECTS: 2

Im Kurs Physikalische Chemie 3 werden neben molaren und partiellen molaren Grössen die Reaktionsgrössen eingeführt. Referenzzustände für thermodynamische Berechnungen sowie der Umgang mit Quellen thermodynamischer Daten werden erläutert. Es werden verschiedene, in der Praxis verwendete Referenzsysteme und Konventionen (chemische, biochemische, umweltchemische) des chemischen Potentials bei Lösungen, Gasen und bei Mischungen, aufbauend auf dem Kurs Physikalische Chemie 2, vorgestellt und erläutert. Das chemische Gleichgewicht und dessen quantitative Beschreibung (Druck- und Temperaturabhängigkeit) werden an praxisrelevanten Beispielen besprochen, wobei der Gibbsenergie eine ausgezeichnete Rolle zukommt.

Qualitätsmanagement in Life Sciences

Qualitätsmanagement in Life Sciences

  • ECTS: 2

Der qualitativ hohe Anspruch an die Produkte, die in Betrieben der Biowissenschaften hergestellt werden, ergeben sich insbesondere aus den Vorgaben von Behörden wie dem Schweizerischen Heilmittelinstitut (Swissmedic) oder der amerikanischen Food and Drug Administration (FDA). Der Kurs thematisiert die Bedeutung eines funktionierenden Qualitätsmanagements für den Erfolg einer Unternehmung. In der Vorlesung werden die organisatorischen und technischen Anforderungen für die Akkreditierung von Analysenlabors im gesetzlich nicht geregelten Bereich nach ISO 17025 vorgestellt. Anhand der Elementanalytik werden Verfahrensvalidierungen und Funktionskontrollen von Analysengeräten behandelt. Dazu wird auf die Strukturierung eines Qualitätshandbuchs (QHB) und die Erstellung von Geräte- und Verfahrens-Standardarbeitsanweisungen (StAA) eingegangen. In der zweiten Vorlesungshälfte liegt der Schwerpunkt auf den Anforderungen (Normen, Richtlinien, Gesetze) für den Aufbau der gebräuchlichsten Qualitätsmanagement-Systeme der Biowissenschaften und der Pharmabranche. Insbesondere wird auf Unterschiede bei der praktischen Umsetzung des Qualitätsmanagements im gesetzlich geregelten Bereich (Pharma, Kosmetik, Lebensmittel) inklusive der Harmonisierungsbemühungen für Medikamente und Wirkstoffe eingegangen. Zudem wird die Terminologie und die Methodik des Risikomanagements eingeführt und deren Bedeutung für eine Unternehmung besprochen.

Organische Chemie 4

Organische Chemie 4

  • ECTS: 2

Im Mittelpunkt des Kurses Organische Chemie 4 steht die Chemie der Aldehyde und der Ketone. Diese werden auch als Carbonylverbindungen bezeichnet. Die Chemie der Carbonylverbindungen ist durch deren elektrophile wie auch nucleophile Eigenschaften äusserst vielfältig. Man spricht bei der Carbonyl-Chemie auch vom «Rückgrat» der organischen Chemie. Die Studierenden kennen nach Kursabschluss eine Reihe von Synthesen, um Aldehyde und Ketone herzustellen bzw. in andere funktionelle Gruppen umzuwandeln. Dies beinhaltet Additions-Eliminationsreaktionen an der Carbonylgruppe sowie Reaktionen über Enolate, Redoxreaktionen und Umlagerungen. Dieser Kurs führt hin zum darauffolgenden Kurs über Carbonsäurederivate und Peptide.

Bioanorganische Chemie

Bioanorganische Chemie

  • ECTS: 2

Aufbauend auf der Anorganischen Chemie werden in dieser Vorlesung zunächst die für die Bioanorganische Chemie unabdingbaren Grundlagen der metallorganischen Chemie, der Übergangsmetalle und der Komplexchemie behandelt. Die metallorganische Chemie vor allem der Hauptgruppenelemente hat sich in den letzten Jahrzehnten enorm weiterentwickelt. Diese Entwicklung wird anhand theoretisch interessanter, aber auch konkret für die Industrie relevanter Beispiele aufgezeigt. Für die Chemie der Übergangsmetalle ist besonders die Komplexchemie von Bedeutung. Anhand verschiedener Modelle wie die Kristallfeldtheorie, MO-Theorie und Ligandenfeldtheorie wird die theoretische Basis für das Verständnis der Komplexchemie erarbeitet, nicht jedoch ohne auch die Stoffchemie der 3d-Elemente zu beleuchten. Schliesslich wird damit an einigen ausgewählten Beispielen der Bogen zur Chemie biologischer Prozesse gespannt und die Bedeutung der klassisch anorganischen Elemente für diese Prozesse aufgezeigt.

Chemieingenieurtechnik 2

Chemieingenieurtechnik 2

  • ECTS: 2

Ein Schwerpunkt dieser Vorlesung liegt in den Trenn- und Mischvorgängen flüssiger Systeme. Diese umfassen unter anderem die Rektifikation, die Absorption und das Stripping. Die nötigen chemischen und physikalischen Grundlagen zur Auslegung von Einheitsoperationen (unit operations) werden erarbeitet. Das Erstellen von Bilanzen bildet den zweiten Schwerpunkt, da diese grundlegende Informationen über jeden Prozess beinhalten. Neben den Berechnungen werden auch grafische Methoden zur Prozessauslegung beigezogen. Die Mathematik bietet die Möglichkeit, ein System in ihrem Detail zu verstehen, während es mittels grafischer Methoden schnell erfasst werden kann und einfach verschiedene Betriebspunkte bestimmt werden können.

Mess- und Regeltechnik

Mess- und Regeltechnik

  • ECTS: 2

Die Messtechnik befasst sich mit den theoretischen und praktischen Grundlagen vom Messen verschiedenster physikalischer Grössen und dem Umgang mit Messabweichungen. Die Regeltechnik befasst sich mit den theoretischen und praktischen Grundlagen der Regelung und Steuerung von Prozessen mit elektronischen Hilfsmitteln. Ziel des Kurses ist eine Einführung in diese Gebiete und in das systemtheoretische Denken.

Industrielle Chemie 3 (CH)

Industrielle Chemie 3 (CH)

  • ECTS: 2

In diesem letzten Teil der Vorlesung wird die Welt der Kunststoffe, also die Polymerchemie bzw. Makromolekulare Chemie vorgestellt. Kunststoffe haben seit der Herstellung von Polyamid und dem Siegeszug der Damenstrümpfe in den 50er Jahren nichts an Attraktivität eingebüsst. Heute sind es z.B. Polymere aus nachwachsenden Rohstoffen wie Polylactid oder biokompatible Funktionspolymere, denen das Forschungsinteresse gilt. Ausgehend von den Kenntnissen der Organischen Chemie werden die verschiedenen Synthesekonzepte der Makromolekularen Chemie aufgezeigt und die spezifischen Struktur-Eigenschaftsbeziehungen von Polymeren diskutiert.

Bioprozesstechnik 2 (BC)

Bioprozesstechnik 2 (BC)

  • ECTS: 2

Inzwischen allgemein als industrieller Standard akzeptierte Sensoren, ihre Funktionsprinzipien und inhärenten Probleme beim Einsatz im direkten Bioprocess-monitoring werden vorgestellt und diskutiert. Darüber hinaus kommt die teilweise etablierte und die als grundsätzlich mögliche instrumentelle Prozessanalytik in und an Bioprozessen zur Sprache; hier geht es um das Verständnis der Probenaufbereitung, des Transfers und der (allenfalls mehrdimensionalen) Auswertung von Datensätzen. Dies ist ein Grundelement von PAT (Process Analytical Technology). Automatisierungskonzepte und der Umgang mit grossen Datensätzen werden angesprochen, in der Bioprozess- und Verfahrenstechnik übliche und mögliche Regelungskonzepte werden (wiederholt und) diskutiert. Die Studierenden sollten danach die wichtigsten Grundelemente der Bioprozessmesstechnik und Monitoringmethoden kennen und einschätzen können. Im Zentrum stehen Methoden, die on-line, kontinuierlich, in-situ oder im Bypass, möglichst unverzögert (quasi real-time) und womöglich nicht-invasiv funktionieren. Das Umfeld von PAT soll in Grundzügen bekannt sein und Automatisierungsansätze konzeptionell verstanden und eingeschätzt werden können.

Praktikum Industrielle Chemie (CH)

Praktikum Industrielle Chemie (CH)

  • ECTS: 6

Das Praktikum Industrielle Chemie soll einerseits einen Einblick in die Werkzeuge der Verfahrensentwicklung geben, andererseits aber auch Gelegenheit bieten, die Makromolekulare Chemie von ihrer praktischen Seite kennen zu lernen. Werkzeuge der Verfahrensentwicklung, die während des Praktikums zum Einsatz kommen, sind kalorimetrische Methoden, um z.B. sicherheitstechnisch relevante thermische Prozessinformationen von Verfahren zu bestimmen, Methoden der Inline-Prozessanalytik (z.B. spektroskopische Methoden wie IR, NIR, UV/VIS), um thermische, mechanische und chemische Prozesse in-situ verfolgen zu können, aber auch statistische Methoden (Design of Experiment) zur Prozessoptimierung und der Einsatz einer miniPilot-Anlage für Synthesen im 10L-Massstab. Das Spektrum der Makromolekularen Chemie reicht von Stufenwachstumsreaktionen (Polykondensation und Polyaddition), Kettenwachstumsreaktionen bis zu Copolymerisationen. Polymerisationen auf Basis von nachwachsenden Rohstoffen, kommen darin ebenso vor wie die massenspektroskopische Charakterisierung der Polymere (MALDI-TOF MS).

Praktikum Physikalische Chemie (CH)

Praktikum Physikalische Chemie (CH)

  • ECTS: 6

Im Praktikum werden Versuche zur Vertiefung und Erweiterung der in den Kursen gelernten Grundlagen durchgeführt. Dabei steht die selbstständige Projektarbeit im Vordergrund (Planung, Durchführung, Auswertung und Präsentation). Die Versuche sind aus den Bereichen Elektrochemie, Diffusion, Enzymkinetik («steady state» und Anfangsphase) mit und ohne Hemmung, UV-Spektroskopie, Sensoren, IR-Spektroskopie und Chemometrie.

Praktikum Biochemie (BC)

Praktikum Biochemie (BC)

  • ECTS: 6

Eine Vielzahl von pharmazeutisch relevanten Proteinen wird heute in prokaryontischen Zellen - wie z.B. Insulin für Diabetiker - oder in eukaryontischen Zellen - wie z.B. EPO für Dialysepatienten - produziert. Im Downstream Processing werden diese Zielmoleküle aus den Zellen oder aus der Kulturlösung aufgereinigt, um sie als Therapeutikum im Menschen einzusetzen. Die Überprüfung des Zielmoleküls im Endpräparat hinsichtlich Reinheit, Menge und biologischer Funktionalität spielt dabei eine immens wichtige Rolle. Im Praktikum erfolgt die Aufreinigung eines cytoplasmatischen Proteins aus Escherichia coli. Dabei wenden die Studierenden ein breites Spektrum präparativer biochemischer Methoden, insbesondere aus dem Bereich der Proteinbiochemie an. Zur Charakterisierung des Zielproteins werden darüber hinaus diverse bioanalytische Verfahren eingesetzt, wie SDS-Polyacrylamid-Gelelektrophorese oder Western Blotting. Im Anschluss wird ein selbstständig geplantes Projekt unter Verwendung der erlernten Methoden durchgeführt. Die Studierenden kennen nach Abschluss des Praktikums die wichtigsten proteinbiochemischen Verfahren, können diese anwenden und auf ihre Einsatzmöglichkeiten prüfen. Ziel des Kurses ist es, dass die Studierenden eine Proteinaufreinigung selbstständig planen, durchführen und eine Bilanzierung eines Downstream Prozesses vornehmen können.

Praktikum Bioverfahrenstechnik (BC)

Praktikum Bioverfahrenstechnik (BC)

  • ECTS: 6

Nach einer Einführung in Labor- und Biosicherheit wird der Umgang mit Bioreaktoren in Klein(st)gruppen praktisch geübt: Aufbau, Funktion, Steriltechnik, Peripherie, Trouble-shooting, Checklisten, SOPs und natürlich Laborhygiene. Dabei kommen wichtige Aspekte der Prozess-Sensorik und -Messtechnik zur Anwendung: Funktion, Wartung, Unterhalt, Kalibration, Auswertung. Komplexe wie chemisch definierte Medien müssen hergestellt und sterilisiert werden. An Kultivationstechniken werden Batch, Fed-batch und – wenn es zeitlich möglich ist – Chemostat-Technik geübt. Dem Problem des Sauerstofftransfers wird durch dedizierte Experimente zur Ermittlung und Beeinflussung Beachtung geschenkt. Gasbilanzen und Kohlenstoffwiederfindung müssen jeweils ermittelt werden. Als Organismen werden nur Klasse-1-Mikroben verwendet, insbesondere Escherichia coli und Saccharomyces cerevisiae. Am Ende des Praktikums sollten Kenntnis und Verständnis der Maschinen, Apparate und Techniken soweit verinnerlicht sein, dass die Fähigkeit zur selbständigen Durchführung biologischer Produktionen im Labor- und Pilotmassstab besteht, d.h. Projekte ganzheitlich zu bearbeiten inklusive Planung, Ausführung, Auswertung und schriftlicher Berichterstattung.

Semester 6, Semester ECTS: 32

Ökologie für Chemiker

Ökologie für Chemiker

  • ECTS: 2

Die Umweltchemie behandelt an ausgewählten Beispielen den Einfluss der technologischen Entwicklung auf die Umwelt. Der globale Verbrauch an Rohstoffen und Energie führt zu Umweltbelastungen, die in der Atmosphäre, Hydrosphäre und Pedosphäre nachweisbar sind. Die Auswirkungen der Umweltbelastung spiegeln sich im Bereich Luft, Wasser und Boden in der Umweltgesetzgebung wider und zeigen eine Rückkopplung in die Abfallwirtschaft und in die Recyclingindustrie. Das Bedürfnis nach Mobilität erfordert bei zunehmender Rohstoffknappheit umweltgerechte Technologien bei der Abgasnachbehandlung, in der Wasseraufbereitung oder bei der Energiegewinnung.

Bioanalytik

Bioanalytik

  • ECTS: 2

Die Analyse von komplexen Biomolekülen, insbesondere von Proteinen, erfordert Spezialmethoden, die über das Methodenspektrum der klassischen analytischen Chemie hinausgehen. Der Kurs Bioanalytik behandelt daher schwerpunktmässig verschiedene analytische Verfahren der Proteinchemie und zieht dabei Aspekte der Probenvorbereitung und des Einflusses durch die Probenmatrix wie z.B. Serum in Betracht. Moderne massenspektrometrische Methoden zur Charakterisierung von Proteinen bis auf die Ebene von posttranslationalen Modifikationen werden hinsichtlich Gerätetechnik, Applikationen und der analytischen Strategie an Beispielen erarbeitet. Elektrophoretische Techniken, deren Kopplung mit MS und Beispiele zu deren Applikation sind ebenfalls Inhalt. Des Weiteren werden Grundlagen zum Verständnis für die Entwicklung von Immunoassays zur Quantifizierung von spezifischen Proteinen und auch kleinen Molekülen vorgestellt und verschiedene Formate für ELISA und Lateral Flow Assays behandelt. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Strukturaufklärung von Proteinen mittels Circulardichroismus und Röntgenkristallographie. Die Analyse vo Bindungsaffinitäten mittels Oberflächenplasmonen Resonanz (SPR) und sothermaler Titrationskalorimetrie (ITC) werden als Verfahren zur Beurteilung der Funktionalität der Analyse vorgestellt. Verschiedene mikroskopische Verfahren und Methoden zum Imaging von biologischen Proben runden das Methodenspektrum ab. Die Studierenden kennen nach Abschluss des Kurses ein breites Spektrum moderner bioanalytischer Methoden und können deren Potenziale und Limitatione einschätzen, ebenso wissen sie um die Bedeutung der Probenvorbereitung für die verschiedenen Verfahren.

Physikalische Chemie 4 (CH)

Physikalische Chemie 4 (CH)

  • ECTS: 2

Der Kurs Physikalische Chemie 4 ist die Fortsetzung des Kurses Physikalische Chemie 3. Die Eigenschaften von Elektrolytlösungen und die Grundlagen der Elektrochemie werden vorgestellt. Die Verbindung zur chemischen Reaktionsthermodynamik basiert auf der Gibbsenergie. Anhand spezieller Anwendungen wird der Umgang mit der Nernstgleichung veranschaulicht. Neben verschiedenen galvanischen Zellen und der Abhängigkeit der Zellspannung von den Aktivitäten werden auch einige elektrochemische Synthesen (bio)organischer Moleküle kurz besprochen und mit klassischen Methoden verglichen. Diverse praxisrelevante Beispiele zur Bestimmung thermodynamisch wichtiger Grössen werden ausgehend von einer elektrochemischen Sichtweise besprochen. Hierzu gehört auch die Diskussion von speziellen Elektrodentypen (ionenselektive Elektrode, pH-Elektrode) mit ihren Eigenschaften. Aktuelle Themen aus der Forschung werden gegen Ende behandelt.

Organische Chemie 5 (CH)

Organische Chemie 5 (CH)

  • ECTS: 2

Der Kurs Organische Chemie 5 vermittelt die Chemie der Carbonsäurederivate, der Amine und der Peptide. Carbonsäurederivate sind wichtige Synthesebausteine zum Aufbau komplexer Zielmoleküle, wie z. B. pharmazeutische Wirkstoffe. Aminosäuren und Peptide sind wichtige Naturstoffe. Ein detailliertes chemisches Verständnis ihrer Eigenschaften und ihrer Synthese hilft beim Verständnis ihrer biologischen Funktionen. Die Studierenden kennen nach Kursabschluss eine Reihe von Synthesen, um Carbonsäurederivate, Amine und Peptide herzustellen. Anhand der Chemie der Carbonsäurederivate wird den Studierenden die retrosynthetische Analyse komplexer Zielmoleküle vermittelt, was für ein rationales synthetisches Arbeiten unerlässlich ist.

Biochemie 4 (BC)

Biochemie 4 (BC)

  • ECTS: 2

In der Schweiz sind über 130 Wirk- und Impfstoffe für den Einsatz im Menschen von der Swissmedic zugelassen, die mit gentechnisch veränderten Organismen hergestellt werden. In Escherichia coli produziertes humanes Insulin war das erste zugelassene Therapeutikum dieser Art. Bei diesen Molekülen handelt es sich in der Regel um „Large Active Molecules“, wie z.B. ein monoklonaler Antikörper mit der Summenformel C6452 H9992 N1720 O2008 S40. Solche Moleküle können mittels chemischer Synthese nicht hergestellt werden. Im Kurs Biochemie 4 werden daher die verschiedenen Strategien und Methoden zur Herstellung rekombinanter Proteine behandelt. Am Beispiel der Antikörpertechnologie werden zunächst beispielhaft die Bedeutung und Funktion von Antikörpern für Therapie und Diagnostik erläutert. Im Anschluss werden die Herstellungsmöglichkeiten von poly- über monoklonalen bis hin zu 100 % humanen Antikörpern besprochen. Nach einem Überblick zu auf dem Markt befindlichen rekombinanten Proteinen werden die verschiedenen Expressionssysteme in Pro- und Eukaryonten dargestellt. Besondere Bedeutung kommt dabei den verfahrenstechnischen Aspekten beim Downstream Processing zu. Die Studierenden haben nach Abschluss des Kurses einen Überblick über relevante Prozesse und Methoden der rekombinanten Proteintechnologie für einen im Bereich Life Sciences tätigen Absolventen.

Bioprozesstechnik 3 (BC)

Bioprozesstechnik 3 (BC)

  • ECTS: 2

Im Zentrum stehen zunächst Strategien und Einheits-Operationen zur modernen Aufarbeitung und Reinigung von biokatalytisch hergestellten Produkten – Down stream processing – die unter prozess- und verfahrenstechnischen Aspekten bewertet werden. Insbesondere wird das Augenmerk auf kontinuierlich zu führende Verfahrenselemente gelegt. Daneben kommen wichtige Prozeduren wie cleaning in place (CIP) und steaming in place (SIP) zur Sprache. Biosicherheit – hauptsächlich als biosafety, weniger als biosecurity – wird unter technischen, organisatorischen und konstruktiven Gesichtspunkten eingehend erörtert, inklusive brauchbarer Methoden zur Risikobeurteilung und der Setzung entsprechender Massnahmen. Studentische Präsentationen zu biologischen Verfahren/Produkten sollen an wenigen, aber detaillierten Beispielen integral die wichtigsten Aspekte aus Technik, Biologie, Ökonomie und Ökologie, Sicherheit und sozio-kultureller Bedeutung darstellen, aber auch IP-Aspekte erkennen lassen. Komplexere mathematische Modelle von Bioprozessen und -verfahren runden den ingenieurmässigen Umgang mit der Bioprozesstechnik ab. Die Studierende sollten danach Methoden und Strategien zur Produktaufarbeitung und -reinigung kennen und bewerten, biologische Produktionsverfahren (beispielhaft) kennen und einschätzen, Biosicherheit verstehen und «leben» und die Modellierung von Bioprozessen und – verfahren nutzbringend einsetzen können.

Vertiefungspraktikum

Vertiefungspraktikum

  • ECTS: 9

Beim Vertiefungspraktikum im 6. Semester handelt es sich um das letzte Praktikum während des Bachelorstudiums, es ist aber auch die erste selbständige Arbeit im Unterschied zu den vorangehenden Praktika. Inhalt der Arbeit ist eine konkrete Aufgabenstellung, die in einer der verschiedenen Arbeitsgruppen des Instituts für Chemie und Biotechnologie und in der Regel in Zusammenarbeit mit einem Industriepartner bearbeitet wird. Die konkrete Aufgabenstellung soll unter Anleitung selbständig bearbeitet werden, d.h. angefangen von der Interpretation der Aufgabenstellung über die Literatursuche, Planung der Experimente, Durchführung, Interpretation der Ergebnisse und Dokumentation des Ganzen. Das Projekt wird üblicherweise mit dem Verfassen eines Berichtes abgeschlossen, was als Generalprobe für die nachfolgende Bachelorarbeit verstanden werden sollte.

Bachelorarbeit

Bachelorarbeit

  • ECTS: 15

Die Bachelorarbeit bildet den krönenden Abschluss des Bachelorstudiums. Inhalt der Arbeit ist eine konkrete Aufgabenstellung, die in einer der verschiedenen Arbeitsgruppen des Instituts für Chemie und Biotechnologie und in der Regel in Zusammenarbeit mit einem Industriepartner bearbeitet wird. Ziel ist es, selbständig ein Forschungs- bzw. Entwicklungsprojekt zu bearbeiten, d.h. selbständig die Arbeit zu planen, abzuwickeln und zu dokumentieren. Für die Lösung sollen dabei die während des Studiums erlernten Methoden, besonders die des gewählten Fachgebietes eingesetzt, aber auch Aspekte wie z.B. Wirtschaftlichkeit, Sicherheit und Umweltverträglichkeit berücksichtigt werden. Das Projekt wird mit dem Verfassen eines Berichtes (Bachelorarbeit) abgeschlossen, der in Gegenwart des Betreuers und eines externen Experten zu verteidigen, d.h. vorzustellen und zur Diskussion zu stellen ist.

Modulprüfungen

Modulbeschreibungen nach Studienjahrgang