Notes, abstracts, papers, exams and problems of Chemie

Periodensystem: Eine Einführung

Grundlegende Definitionen

• Reine Substanz: Besteht aus einer einzigen Komponente, hat charakteristische Eigenschaften und eine feste, unveränderliche chemische Zusammensetzung. Sie kann nicht durch physikalische Methoden getrennt werden.
• Gemisch: Eine Kombination aus zwei oder mehreren Stoffen, bei der keine chemische Reaktion stattfindet und die einzelnen Komponenten ihre Identität und chemischen Eigenschaften behalten.
• Chemisches Element: Reine Substanz, die nicht durch chemische oder physikalische Methoden in einfachere reine Stoffe zerlegt werden kann.
• Chemische Verbindung: Substanz, die aus einem oder mehreren Elementen des Periodensystems besteht und nur durch chemische (nicht physikalische) Methoden zerlegt/

Eigenschaften von Versetzungen

Versetzungen haben folgende Eigenschaften:

1. Sie haben einen Richtungssinn (+, -); ziehen sich an oder stoßen sich ab.
2. Sie können sich bewegen; bei der Deformation der Metalle und Legierungen wird das plastische Verhalten (= Fließverhalten) durch ein massenhaftes Wandern von Versetzungen bewirkt. Ein versetzungsfreier Idealkristall wäre nicht plastisch formbar, er würde bei genügend hoher mechanischer Belastung spröde werden.
3. Versetzungen bilden die Ursache für Eigenspannungen und Verfestigungen.

Werkstoffkenngrößen im Spannungs-Dehnungs-Diagramm

Folgende Werkstoffkenngrößen können einem Spannungs-Dehnungs-Diagramm entnommen werden:

• Steifigkeit eines Werkstoffes (durch den konstanten Faktor E (Elastizitätsmodul)

PH-WERT:

Indikatoren zeigen über eine charakteristische Farbe an, ob eine Lösung sauer oder alkalisch ist. Zur genauen Beschreibung, wie sauer oder alkalisch eine Lösung ist, wird der pH-Wert benutzt.

SAURE LÖSUNGEN:

Saure Lösungen besitzen einen pH-Wert, der kleiner als 7 ist. Je stärker sauer eine Lösung ist, desto kleiner ist der pH-Wert und mehr H+-Ionen enthält die Lösung.

ALKALISCHE LÖSUNGEN:

Alkalische Lösungen besitzen einen pH-Wert größer als 7. Meist reicht die pH-Skala bis 14.

NEUTRALE LÖSUNGEN:

Neutrale Lösungen haben den pH-Wert 7. Diese Lösungen enthalten nur wenige, aber gleich viele H+- und OH-_Ionen.

WOHER KOMMT DER SAURE GESCHMACK:

Sauer schmeckende Stoffe haben eine gemeinsame Eigenschaft. Saure Stoffe geben Wasserstoffionen... Continue reading "Der pH-Wert und saure Lösungen" »

Probleme des Rutherford-Modells vom Atom:

- Mit dem Rutherfordschen Atommodell konnte die Stabilität der Atome nicht erklärt werden. Aus klassischer Sicht führen die kreisenden Elektronen eine beschleunigte Bewegung aus und beschleunigte Ladungen strahlen elektromagnetische Energie ab. Die Folge davon wäre ein Absturz der Elektronen in den Kern.

- Das Rutherfordsche Modell kann die quantenhafte Emission und Absorption von Energie durch die Atome nicht erklären. Als Folge dieser experimentell gesicherten Tatsache (z.B. Balmerserie; Umkehr der Na-Linie; Franck-Hertz-Versuch) muss man diskrete Energiezustände im Atom annehmen. Da im Modell von Rutherford jedoch alle möglichen Radien der Elektronenbahnen und damit auch alle Elektronengeschwindigkeiten... Continue reading "Bohrsches Atommodell: Erklärung und Postulate" »

Chemisches Gleichgewicht

Die meisten chemischen Reaktionen laufen nicht vollständig ab, sondern führen zu einem Gleichgewicht, in dem Ausgangsstoffe und Endstoffe nebeneinander vorliegen. Hin- und Rückreaktion laufen dann mit gleicher Geschwindigkeit ab. Es handelt sich um ein dynamisches Gleichgewicht.

Gleichgewichtskonstante: K = C(Produkte) / C(Edukte)

• k < 1: C(Edukte) größer
• k > 1: C(Produkte) größer
• k ≈ 1: C(beide) gleich

Verschiebung des Gleichgewichts

Die Lage eines Gleichgewichts ist abhängig von:

• Temperatur
• Konzentration der beteiligten Stoffe
• Druck (bei Gasreaktionen mit Änderung der Teilchenanzahl)

Durch Veränderung dieser Faktoren lässt sich die Lage des Gleichgewichts verschieben.

Einfluss der Temperatur:

• Temperaturerhöhung:

Das Daniel-Element ist ein Primärelement aus Zink und Kupfer.

Mit elektrochemische Doppelschicht bezeichnet man die Entstehung einer Schicht aus positiven und negativen Ladungsträgern nach der Reaktion innerhalb der Halbzelle, wobei im Metall Elektronen sind und sich in der Lösung positive Ionen finden.

Eine elektrochemische Spannungreihe ist die Ordnung von Redoxpaaren nach ihrem Standardpotential.

Das Losungdruck ist die Tendenz vom Metall, Ionen zu bilden.

Das Abscheidungdruck ist die Tendenz eines Metallions, Elektronen aufnehmen.

U=U(Akzeptohr) - U(Donator)

OXIDATION- DONATOR -ANODE

REDUKTION - AKZEPTOR - KATHODE

Bei der Volta-Säule handelt es sich um eine Reihe von hintereinander geschalteten galvanischen Zellen, die eine sehr grosse Bedeutung... Continue reading "Elektrochemische Grundlagen und Redoxreaktionen" »

Proteine

Aminosäuren: Monomere, die durch Kondensation eine Peptidbindung bilden (unter Freisetzung von H₂O). Eine Peptidbindung ist eine funktionelle Amidgruppe und hat auch eine funktionelle Carbonsäuregruppe.

Strukturebenen von Proteinen

• Primärstruktur: Die Aminosäuresequenz gibt an, welche Aminosäuren in welcher Reihenfolge im Protein vorhanden sind.
• Sekundärstruktur: Beschreibt die räumliche Anordnung der Aminosäuren (der Primärstruktur), d.h. die Faltung des Proteins.
  • α-Helix: Eine schraubenförmige Struktur, bei der die NH-Gruppe einer Peptidbindung "n" mit der C=O Gruppe der Aminosäure "n+4" interagiert. Aminosäuren n-4 und n+4 stehen sich gegenüber.
  • β-Faltblatt: Entsteht durch parallele Anordnung von zwei Ketten, wobei die

Materialien und vorgefertigte Baustoffe

(Advest, TRUPAN, Masisa, Cholguán, Zement, Vulkangummi)

• TANNIN = Farbe von Holz, Kaffee
• Beton = Sand + Zement + Sand + Stein

Gebräuchliche Gase

• HELIUM

Atomverbindungen

Verbindung als ATOM

• ELEMENT
• Anzahl der Elektronen = Atommasse = Energie (Protonen und Elektronen)
• Symbol (Atommasse = Atomgewicht)
• Nr. A = Atomgewicht

Beispiele für Atome

• Helium (He) 2 4
• Kohlenstoff (C) 6 12
• Sauerstoff (O) 8 16
• Blei (Pb) 54 108

Nichtmetallische Elemente

Nichtmetallische Elemente bilden negative Ionen.

Organische und anorganische Chemie

• Organische Chemie: befasst sich mit Verbindungen, die mit Pflanzen und Tieren in Zusammenhang stehen.
• Anorganische Chemie: befasst sich mit Metallen.

Wertigkeit

Wertigkeit = Fähigkeit eines Elements, mehrere... Continue reading "Chemie: Grundlagen und Anwendungen" »

Aktuelles Atommodell (Quantenmechanisches Modell)

Heisenbergsche Unschärferelation: Die von Bohr aufgeworfenen Fragen wurden durch Heisenberg grundlegend geändert. Er sagte, es sei unmöglich, gleichzeitig die Position und Geschwindigkeit eines Elektrons im Atomkern zu bestimmen. Dies ist bekannt als die Heisenbergsche Unschärferelation. So entstand ein neues Atommodell, das quantenmechanische Modell. Hiernach befinden sich Elektronen in Orbitalen, das sind abgeschlossene Räume, in denen die Wahrscheinlichkeit, Elektronen anzutreffen, am größten ist. Diese Orbitale sind wiederum in verschiedenen Energieniveaus gruppiert. Zur Beschreibung der Lage eines einzelnen Elektrons sind sogenannte Quantenzahlen notwendig. Mit diesen lässt sich... Continue reading "Das quantenmechanische Atommodell und periodische Eigenschaften" »

Erdöl: Eine Einführung

Rohöl ist eine zähe, schwarze Flüssigkeit, die in großen Tiefen gefördert wird. Es wird auch als Erdöl (Steinöl) bezeichnet, da es in Sedimentgesteinen vorkommt. Es ist ein komplexes Gemisch aus flüssigen Kohlenwasserstoffen, in denen auch feste und gasförmige Kohlenwasserstoffe gelöst sind. Es enthält außerdem Sauerstoffverbindungen, Stickstoff und Schwefel. Das Aussehen von Erdöl variiert von einer weniger dichten Flüssigkeit bis zu einer dicken, zähen Substanz.

Kohlenwasserstoffe: Die Bausteine des Erdöls

Kohlenwasserstoffe sind organische Verbindungen, die aus Wasserstoff und Kohlenstoff bestehen. Sie werden in verschiedene Reihen eingeteilt:

• Alkane
• Alkene
• Alkine
• Aromaten
• Cycloalkane

Zu den wichtigsten Kohlenwasserstoffen... Continue reading "Erdöl: Entstehung, Gewinnung und Derivate" »