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" »

Intermolekulare Bindungen

Intermolekulare Bindungen sind Bindungen, die Atome mit anderen Molekülen oder ionischen Verbindungen eingehen.

Es gibt 3 Typen:

Ionische Bindung

Die ionische Bindung entsteht durch die Anziehung zwischen zwei oder mehr Ionen unterschiedlicher Ladung. Um die Struktur zu erhalten, muss sie elektrisch neutral sein und die Edelgaskonfiguration aufweisen. Es handelt sich um eine Verbindung zwischen Metallen und Nichtmetallen mit elektrischer Natur, die eine starke Bindung eingehen und feste ionische Verbindungen bilden, d.h. Substanzen in Form von Ionenkristallen.

Kovalente Bindung

Die kovalente Bindung ist eine Bindung zwischen Nichtmetallen, bei der beide Atome die Edelgaskonfiguration erreichen müssen. Sie erhalten die... Continue reading "Intermolekulare Kräfte: Definition, Typen und Oktettregel" »

Kohlenhydrate sind Biomoleküle, die aus einer oder mehreren Ketten bestehen und Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff enthalten. Viele Zucker sind süß.

Klassifikation der Kohlenhydrate

Monosaccharide

Monosaccharide sind Kohlenhydrate, die aus einer einzigen Kette bestehen und zwischen 3 und 7 Kohlenstoffatome enthalten. Sie werden durch Hinzufügen der Endung -ose benannt, z.B. Triose, Pentose, Hexose und Heptose.

Physikalische Eigenschaften

• Fest
• Weiß
• Kristallin
• Wasserlöslich
• Süßer Geschmack

Die Löslichkeit ist auf die hohe Polarität der Wasserstoff- und Hydroxylradikale zurückzuführen.

Chemische Eigenschaften

Monosaccharide sind in der Lage, Elektronen abzugeben (Oxidation). Sie sind die wichtigste Energiequelle für Zellen. Sie können auch... Continue reading "Kohlenhydrate: Struktur, Klassifikation und Bedeutung" »

Säuregehalt im Wein: Real, Flüchtige und Gesamt

Säuregehalt Real, Festnetz- und volatil. SÄUREGEHALT TOTAL ist die Summe der freien Säure-Funktionen in Most oder Wein. Sie wird durch Titration ermittelt und in g/l Weinsäure ausgedrückt. Der AC (in Frankreich in g/l Schwefelsäure) muss größer oder gleich 4,5 g/l Weinsäure sein. Flüchtige Säure: ist die Summe der Säuren aus der Essigsäure-Serie, die in Weinen im freien und versalzten Zustand vorkommen. AC wird in g/l Essigsäure ausgedrückt, in Frankreich in g/l Schwefelsäure. AC darf nicht größer als 1 g/l sein. Säure PH ist der Unterschied zwischen Gesamtsäure und flüchtiger Säure und wird in g/l Weinsäure ausgedrückt. SÄUREGEHALT REAL: Die Gesamtsäure informiert uns... Continue reading "Weinbereitung: Säuregehalt, Zucker, Sulfite und Entsäuerung" »

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