Inhalt: Vorlesung

Ø Vermittlung grundlegender chemischer Zusammenhänge und deren Anwendung auf geochemische/geoökologische Methoden

Ø Die Vermittlung der Grundlagen umfassen folgende Bereiche:
1.) Atombau (Orbitalmodell, Quantenzahlen)
2.) PSE (Ordnungsprinzip, Eigenschaften)
3.) Chemische Bindung (Grundlagen, Atombindung, Ionenbindung, Metallbindung,
         zwischenmolekulare Kräfte)
4.) Chemische Reaktionen (Grundlagen, Stöchiometrische Berechnungen)
5.) Thermodynamik (Systeme, Hauptsätze der Thermodynamik)
6.) Chemisches Gleichgewicht und Massenwirkungsgesetz (Grundlagen anhand von Beispielen,
         Verschiebung der Gleichgewichtslage, Dissoziation, Löslichkeitsprodukt)
7.) Säure-Base-Gleichgewichte
         -Grundlagen, Definitionen: -Arrhenius / -Brönstedt
         -Säure-Base-Reaktionen → Beispiele
         -Funktionsschema Protolyse
         -Säure-Base-Paare
         - Protolytische Systeme → Beispiele
         Ampholyte → Beispiele
         -Autoprotolyse des Wassers
         -MWG
         -pH-Wert → Bestimmungsmethoden, pH-Indikatoren
         -Stärke von Protolyten → Beispiele
         -pKS- und pKB-Wert
         -Säure-Base-Titration → Beispiele
         Saure und basische Reaktionen wässriger Salzlösungen → Beispiele
8.) Redox-Gleichgewichte
         -Grundlagen, Definitionen:         -Oxidation → Beispiele
                                                                        -Reduktion → Beispiele
         -Redoxreaktion → Reduktiosmittel, Oxidationsmittel
         -Funktionsschema einer Redoxreaktion → Beispiele
         -Redoxamphotere Teilchen → Beispiele
         Redoxreihe –Reaktionsbeispiele
9.) Puffersysteme:
         -Bedeutung der Böden im Stoffkreislauf
         -Protonenquellen
         Filter- und Pufferfunktion von Böden
         -Puffersubstanzen
         -Puffersysteme und pH-Bereiche im Boden
         -Erläuterung einer hypothetischen Versauerungskurve mit Reaktionen
         -Auswirkung von Kalkungsmaßnahmen
         -Sickerwasserqualität (-Alkalinität /-Azidität → Aziditätgrad)

Ø Erläuterung grundlegender analytischer Verfahren und deren Funktionsprinzipien:

A.) Atomspektroskopie:
                Grundlagen Spektroskopie
                -Atomspektroskopie → Beispiele für Absorptions- und Emissionsspektren
                -Funktionsweise:-Atomabsorption / -Atomemission / -Atomfluoreszenz
                -Stellung der AAS in der Analysetechnik
                -Komponenten eines konventionellen AA-Spektrometers
                -Komponenten eines High-Resolution Continuum Source AAS (HR-CS AAS)
                -Atomisierungsarten:-Flamme /-Graphitrohr /-Hydrid- und Kaltdampfsystem
                -Prinzip der HydrEA-Technik
                -Quantitative Analyse in der AAS: -Lamber-Beer´sches Gesetz /-Boltzmann-Gleichung
                -Kalibration → Arten, Probleme
                -Interferenzen in der Flammen-AAS:      -spektrale Interferenzen → Beispiele
                                                                                              -nichtspektrale Interferenzen → Beispiele

B.) Chromatographie:
                Definition, Grundbegriffe, Ziele
                Trennprinzipien: Planare Chromatographie / Säulenchromatographie
                -Elutionstechnik in der Säulenchromatographie
                Einflussfaktoren der Wanderungsgeschwindigkeit
                -Grundgrößen der Chromatographie:-Retentionszeit /-Kapazitätsfaktor /-Selektivität
                (Trennfaktor)
                -Klassische Theorie der Böden
                -Dynamische Theorie → van-Deemter-Gleichung
                -Ursachen der Peakverbreiterung in der Chromatographie
                -Optimierung von Trennleistung und Trennfaktor
                -Anwendungen in der Chromatographie
                -Ionenchromatographie: Apparativer Aufbau eines IC
                -Ionenaustauschchromatographie → Grundlagen, Beispiele
                -Leitfähigkeitsdetektion in der IC
                Suppressoreinheit → Gleichungen
                -Beispiele, Einsatzgebiet der Chromatographie

C.) Röntgenfluorszenzanalyse:
                Methodenentwicklung, Grundprinzip
                Auger-Effekt
                Rayleigh-Streuung
                Photoeffekt
                Compton-Effekt
                Linienüberlagerungen
                Absorption von Röntgenstrahlung: -Absorptionskante
                Quantitative Analyse
                WDRFA vs. EDRFA
                Einflüsse Probenvorbereitung auf Analyse

Inhalt: Übung + Praktikum

Ø Die in der Vorlesung erarbeiteten und vertieften Grundlagen werden im Rahmen der Übung für die durchzuführenden Versuche im Praktikum übertragen und angewendet.

Ø Es wird ein Skript mit allen Praktikumsversuchen digital zur Verfügung gestellt. Darin sind nicht nur die Durchführungsbestimmungen erläutert, sondern auch Literatur hinsichtlich der Anwendung und der theoretischen Kenntnisse eingebunden.

Ø Jeder Praktikumsversuch wird hinsichtlich der Durchführung und des theoretischen Hintergrunds besprochen und eventuell auftretende Schwierigkeiten und Fehlerquellen ausführlich inhaltlich diskutiert.

Kompetenzerwerb:

Ø  Fähigkeit zur Beurteilung von Methodik, Verfahren und Durchführung von verschiedenen Labormethoden.

Ø  Fähigkeit zur vertieften Auseinandersetzung bezüglich der Einsatzfähigkeit von verschiedenen Labormethoden auf unterschiedliche Realproben.

Ø  Befähigung die Ergebnisse aus den unterschiedlichen Methoden, welche im Rahmen sowohl der theoretischen Grundlagenvermittlung als auch praktischer Umsetzung der Kenntnisse an Realproben erworben wurden, zu diskutieren und zu interpretieren, um wissenschaftliche Fragestellungen verifizieren zu können.

 

Arbeitsweisen:

Die Veranstaltung setzt sich aus theoretischer Grundlagenvermittlung in Form einer Vorlesung und praktischer Anwendung im Rahmen der Übung und des Laborpraktikums zusammen:

Ø  Am Ende der Vorlesung wird eine Klausur von 90 min die erworbenen Kenntnisse überprüfen. Dabei wird ein besonderer Fokus auf praktische Anwendungsfragen gelegt.

Ø  Im Rahmen des Praktikums werden die Studierenden in Kleingruppen von 2-4 Studierenden eingeteilt. Jede Gruppe bearbeitet ein bestimmtes Probenkontingent von ca. 8-12 Proben

Ø  Die Studierenden werden die in der Übung besprochenen und im Skript ausführlich beschriebenen Methoden im Labor im Rahmen unterschiedlicher geophysikalisch-geochemischer Versuche selbständig ausführen.

Ø  Die eigenständig präparierten Proben für anspruchsvolle analytische Verfahren, wie Atomabsorptionsspektroskopie, Ionenchromatographie oder DOC-Bestimmung werden unter Anleitung und Unterstützung der Laborleiterin am Gerät vermessen. Fehlerquellen werden aufgezeigt und daraus Vermeidungsstrategien entwickelt.

Ø  Die Ergebnisse jeder Kleingruppe und die daraus resultierende geoökologische Standortbeurteilung werden im Rahmen einer gemeinsamen Hausarbeit ausgewertet und diskutiert.

Semester: ST 2023

Einerseits werden in der Vorlesung anhand Beispiele aus Deutschland Begriffe und Prozesse der städtischen und landlichen Raum vorgestellt, andererseits ist im Seminar die Überarbeitung von Fachtexten und eine Dokumentation, die sich mit solchen Themen aus einer internationalen Sicht beschäftigt, angedacht.

Semester: ST 2023

Prospektionen von Massengräbern aus der Zeit der großen Hungernot und der Pestzeit in Erfurt

Modul: 12-GGR-B-PG05 Forschungsprojekt Physische Geographie/Geoökologie

Dozenten:

Michael Hein

Johannes Rabiger-Völlmer

 

Feldpraktikum: 30.05.-02.06.2023

Das 14. Jahrhundert gilt in der Geschichtsschreibung als eine Zeit der wirtschaftlichen, agrarischen, sozialen, religiösen und demografischen Krise in Mitteleuropa. Zusätzlich zeigen Studien, dass die Zeit durch schnelle Umweltveränderungen geprägt ist. Damit gehen Veränderungen des Klimas, Wirtschaft und epidemiologische Bedingungen einher. Zwei große Ereignisse haben dabei die mittelalterliche Gesellschaft stark verändert: Die große Hungersnot 1315-21 und der Schwarze Tod 1347-1352. Beide Ereignisse sind in der Stadt Erfurt sehr gut dokumentiert.

In diesem Kontext finden interdisziplinäre Untersuchungen zwischen Geschichtswissenschaft, Archäologie, Geographie, Archäogenetik und Forstwissenschaft statt, in welche das Forschungsprojekt eingebettet ist. Übergreifendes Ziel ist dabei den Zusammenhang zwischen Landnutzung, Umweltveränderungen und Krankheitsausbrüchen zu klären.

Am Standort in Erfurt wurden bereits erste bodenkundliche Untersuchungen sowie GIS-Auswertungen durchgeführt und dienen damit als Grundlage. Im Seminar erfolgt die gemeinsame Einarbeitung und inhaltliche Vorbereitung für das Geländeseminar. Nach einer Überblicksexkursion werden im Feld bodengeographische Methoden (Rammkernsondierung und Pürckhauer-Bohrstock) sowie geophysikalische Erkundungen mittels Geoelektrik (ERT) durchgeführt, mit starkem Fokus auf stratigraphischer Charakterisierung des Untersuchungsgebietes. Dadurch sollen unterschiedliche Boden- und sedimentologische Einheiten erkundet werden, um mit diesem Wissen Verdachtsflächen für Gräber auszuweisen.

Semester: ST 2023

Wenn Menschen auf die Straße gehen und in lauten, kreativen Praktiken ihren Unwillen kundtun,  setzen die Geograph:innen der Social Movement Studies an: Sie befassen sich damit, wie Proteste und Soziale Bewegungen „Lautstärke“ entwickeln und was sie auf die Straßen zieht; sie untersuchen Gemeinsamkeiten und Unterschiede „regionaler“ Phänomenen, wie den Protesten in Belarus oder Thailand, und den Black-Lives-Matter oder Fridays-for-Future-Demonstrationen, die an unterschiedlichen Orten auf der ganzen Welt stattfanden.

Das Seminar legt dabei zunächst die begrifflichen Grundlagen, und wir erarbeiten, was Protest, Riots und Soziale Bewegungen eigentlich ausmacht und unterscheidet. Wie haben sie sich in der Vergangenheit entwickelt und mit welchen Folgen bspw. für die Demokratie? Welche Entwicklungen erwarten uns in der globalisierten Welt? Welche Beispiele gibt es vor unserer eigenen Haustür – in Leipzig?

Es wird ausführlich besprochen, welche Rolle „die Geographie“ bei der Betrachtung der unterschiedlichen öffentlich ausgetragenen Konflikte spielt. In Referaten zu selbst gewählten Fallbeispielen führt dieser Punkt als Roter Faden durch das Seminar.

Daneben ist die Frage wichtig, wie Wissenschaftler*innen ihre eigene Rolle in der Erforschung von Protesten und Sozialen Bewegungen reflektieren und welchen Einfluss sie – bewusst oder unbewusst – auf Protestereignisse und deren Thematisierung in der Wissenschaft nehmen.

Schwerpunkt liegt im Seminar neben der gemeinsamen Erarbeitung der umrissenen Inhalte auch auf der ausführlichen Vorbereitung der anzufertigenden Hausarbeit, also dem wissenschaftlichen Schreiben. Die Exkursion ist auf dem Rad geplant und führt unter anderem an verschiedene Standpunkte der Friedlichen Revolution. Es ist Engagement und Interesse am Thema gefragt.

Semester: ST 2023