Notes, abstracts, papers, exams and problems of Chemie

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" »

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" »

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" »

1. Zersetzungsreaktionen

Schema einer Zersetzungsreaktion: A → B + C + ...

Zersetzungsreaktionen sind Reaktionen, bei denen ein Stoff durch Energiezufuhr in einfachere Stoffe zerlegt wird. Es gibt zwei Arten:

• Thermische Zersetzung: Wärmezufuhr. Beispiel: 2Ag₂O → 4Ag + O₂
• Elektrolytische Zersetzung: Energiezufuhr durch elektrischen Strom. Beispiel: CaCl₂ → Ca + Cl₂

2. Synthesereaktionen

Schema: A + B + C + ... → D

Synthesereaktionen sind Reaktionen, bei denen zwei oder mehrere einfache Substanzen (Elemente oder Verbindungen) zu einer einzigen Verbindung reagieren.

3. Substitutionsreaktionen

Schema: A + BC → AC + B

Bei Substitutionsreaktionen wird ein Element in einem Reaktanten durch ein anderes Element ersetzt. Es gibt zwei Arten:

• Einfache

Le-Chatelier-Prinzip

Das Le-Chatelier-Prinzip besagt: Wenn ein System im Gleichgewicht eine Veränderung der Konzentration der reagierenden Spezies, des Drucks oder der Temperatur erfährt, reagiert das System, indem es ein neues Gleichgewicht erreicht, das die Auswirkungen der Änderung teilweise kompensiert.

Änderung des Drucks

Wir können den Druck eines Systems im Gleichgewicht bei konstanter Temperatur ändern durch:

• Hinzufügen oder Entfernen einer Spezies in einem gasförmigen Zustand. Die Auswirkungen entsprechen den Veränderungen in der Konzentration einer der reagierenden Spezies, und die Reaktion verschiebt sich, wie wir im vorherigen Abschnitt gesehen haben.
• Hinzufügen eines inerten Gases bei konstantem Volumen. Der Gesamtdruck steigt

Anforderungen an eine volumetrische Reaktion

Damit eine Reaktion in der Volumetrie verwendet werden kann, muss sie folgende Bedingungen erfüllen:

• Die Reaktion zwischen der Maßlösung und der zu titrierenden Substanz muss quantitativ ablaufen, ohne dass ein Überschuss an Reagenz hinzugefügt werden muss. Die Reaktion muss am Äquivalenzpunkt abgeschlossen sein.
• Die Reaktion muss schnell ablaufen. Wenn sie langsam ist, kann sie durch Erhöhung der Temperatur oder durch Zugabe von Katalysatoren beschleunigt werden.
• Die Reaktion muss stöchiometrisch und definiert sein.
• Es muss eine Methode zur Bestimmung des Endpunkts geben, die einfach und empfindlich ist.

Merkmale einer Standardlösung

Es gibt zwei Methoden, um eine Standardlösung herzustellen:... Continue reading "Volumetrie: Konzepte und Grundlagen" »

Periodensystem der Elemente: Eigenschaften und Atomstruktur

Elektronenkonfiguration

• 1: 1s₁ (H) (1)
• 2: 2s₂ (Be) (2)
• 3: 3d₁4s₂ (Sc) (4)
• 4: 3d₂4s₂ (Ti) (4)
• 5: 3d₃4s₂ (V) (4)
• 6: 3d₅4s₁ (Cr) (4)
• 7: 3d₅4s₂ (Mn) (4)
• 8: 3d₆4s₂ (Fe) (4)
• 9: 3d₇4s₂ (Co) (4)
• 10: 3d₈4s₂ (Ni) (4)
• 11: 3d₁₀4s₁ (Cu) (4)
• 12: 3d₁₀4s₂ (Zn) (4)
• 13: 2s₂2p₁ (B) (2)
• 14: 2s₂2p₂ (C) (2)
• 15: 2s₂2p₃ (N) (2)
• 16: 2s₂2p₄ (O) (2)
• 17: 2s₂2p₅ (F) (2)
• 18: 1s₂ (He) (1)

Atommasse, Atomspektren und Energie

• Atommasse: Gesamtmasse = (Isotopmasse × Häufigkeit (%)) / 100
• Energie (E): E = h × ν
• Atomspektren: 1/λ = R_H (1,097 × 10⁷) × (1/n₁² - 1/n₂²)
• Frequenz (ν): ν = E/h
• Wellenlänge (λ): λ = c/ν

Dabei gilt: R_H = Rydberg-Konstante, h = Planck-Konstante, c = Lichtgeschwindigkeit

Elektronenaffinität

Die Elektronenaffinität... Continue reading "Periodensystem: Eigenschaften & Atomstruktur" »

Erster Hauptsatz der Thermodynamik

Die innere Energie eines Systems ist gleich der Wärme, die vom oder an das System abgegeben oder absorbiert wird, plus der am oder vom System verrichteten Arbeit.

Standardenthalpie der Bildung

Die Änderung der Enthalpie bei der Bildung eines Mols einer Verbindung aus ihren Elementen in ihrem stabilsten Aggregatzustand.

Enthalpie einer chemischen Reaktion

Die Enthalpieänderung bei einer Reaktion bei konstantem Druck.

Hess'sches Gesetz

Die Reaktionswärme einer chemischen Reaktion kann als die algebraische Summe der Wärmen der Teilreaktionen ausgedrückt werden.

Bindungsenergie oder Bindungsenthalpie

Die Wärmemenge, die bei der Bildung oder Spaltung eines Mols einer Bindung aus isolierten Atomen im gasförmigen... Continue reading "Thermodynamik und chemische Reaktionen" »

Chemische Reaktionen

Chemische Reaktionen sind Prozesse, in denen Stoffe, die als Reaktanten bezeichnet werden, zu anderen Stoffen, den Produkten, umgewandelt werden. Die Gesamtmasse bleibt dabei konstant (Gesetz von Lavoisier).

Reaktionsgleichung

Die Darstellung chemischer Reaktionen erfolgt durch Reaktionsgleichungen. Wenn die Anzahl der Atome jedes Elements auf beiden Seiten der Gleichung nicht übereinstimmt, muss ein stöchiometrischer Koeffizient hinzugefügt werden.

Ausbeute einer Reaktion

Die Ausbeute einer Reaktion, in der Regel in %, gibt das Verhältnis der tatsächlich erhaltenen Produktmenge zur theoretisch berechneten Produktmenge an.

Grundlegende chemische Gesetze

• Gesetz von der Erhaltung der Masse (Lavoisier)

  In einem geschlossenen