Notizen, Zusammenfassungen, Arbeiten, Prüfungen und Probleme für Chemie

Freie Energie und Arten von Reaktionen

Wir können vier Arten von Reaktionen betrachten:

1. Exotherme Reaktionen

(ΔH < 0) mit zunehmender Entropie (ΔS > 0), zum Beispiel:

2H₂O₂ (l) → 2H₂O (l) + O₂ (g)

Die Terme ΔH und -TΔS sind beide negativ, so dass ΔG bei allen Temperaturen immer negativ ist. Daher sind diese Reaktionen immer spontan.

2. Endotherme Reaktionen

(ΔH > 0) mit zunehmender Entropie (ΔS > 0), zum Beispiel:

SO₃ (g) → SO₂ (g) + 1/2 O₂ (g)

Die Spontaneität dieser Reaktion wird durch den Entropieterm begünstigt (-TΔS < 0), aber durch den Enthalpieterm benachteiligt (ΔH > 0). Diese Reaktionen sind spontan bei Temperaturen, die hoch genug sind, so dass der negative Beitrag des Terms -TΔS den Beitrag... Weiterlesen "Freie Energie, Thermodynamik und Reaktionen" »

Arrhenius-Theorie der Säuren und Basen

Nach der Theorie von Arrhenius sind Säuren und Basen nur in wässriger Lösung definiert:

• Säure: Jeder Stoff, der in wässriger Lösung unter Bildung von Wasserstoff-Ionen (H⁺) dissoziiert.
• Base: Jeder Stoff, der in wässriger Lösung unter Bildung von Hydroxyl-Ionen (OH^-) dissoziiert.

Neutralisation nach Arrhenius

Die Neutralisation ist die vollständige Reaktion einer Säure und einer Base unter Bildung eines Salzes und Wassers.

HA + BOH → AB + H2O

Brønsted-Lowry-Theorie der Säuren und Basen

Nach der Theorie von Brønsted und Lowry, die die Konzepte von Säure und Base erweitert:

• Säure: Ist jede chemische Spezies (Molekül oder Ion), die fähig ist, ein H⁺-Ion an einen anderen Stoff abzugeben.
• Base: Ist

Grundlagen der Stoffe: Mischungen und Reine Substanzen

Was ist eine Mischung?

Die Mischung wird definiert als ein materielles System, in dem eine Kombination zweier oder mehrerer Stoffe, deren Anteil variabel sein kann, vorliegt.

Arten von Mischungen

Homogene Mischungen

Dies sind diejenigen, die aus zwei oder mehr Komponenten bestehen, die optisch nicht unterschieden werden können.

Heterogene Gemische

Dies sind diejenigen, die aus zwei oder mehr Komponenten gebildet werden und deren Komponenten visuell unterschieden werden können. Sie weisen unterschiedliche Eigenschaften in Abhängigkeit vom Anteil der Bestandteile auf.

Reine Substanzen

Die reine Substanz ist eine, in der, unabhängig vom Aggregatzustand, ihre charakteristischen Eigenschaften es... Weiterlesen "Mischungen, Reine Substanzen und Trennverfahren in der Chemie" »

Chemische Bindungen: Atome, Moleküle & Kristalle

Grundlagen der Atomverbindungen

Die meisten Atome verbinden sich mit anderen Atomen und bilden Elemente, die wiederum Verbindungen oder andere Formen annehmen. Physikalische Zustände, die einem Minimum an potenzieller Energie entsprechen, entwickeln sich zu maximaler Stabilität.

Was ist eine Chemische Bindung?

Zwei oder mehr Atome werden zusammengehalten, wenn die Energie des Systems geringer ist, wenn sie zusammen sind, als wenn sie getrennt sind.

Die Oktettregel

Edelgase haben sehr stabile Atome, die nicht mit anderen Atomen reagieren und ihre elektronische Struktur nicht ändern. Alle von ihnen besitzen 8 Valenzelektronen, mit Ausnahme von Helium. Daraus folgt, dass die elektronische Anordnung... Weiterlesen "Chemische Bindungen: Atome, Moleküle & Kristalle verstehen" »

Chemische Reaktion: Definition

Eine chemische Reaktion ist eine Umwandlung von zwei oder mehr Ausgangsstoffen, genannt Reagenzien, die zu neuen Produkten führen. Die physikalischen und chemischen Eigenschaften dieser Produkte unterscheiden sich völlig von denen der Ausgangsstoffe.

Lavoisiers Gesetz der Massenerhaltung

In einer chemischen Reaktion ist die Gesamtmasse der Reagenzien gleich der Gesamtmasse der Produkte. Oder anders ausgedrückt: „In einer chemischen Reaktion wird Materie weder erzeugt noch vernichtet, sondern nur umgewandelt.“

Prousts Gesetz der konstanten Proportionen

Dieses experimentelle Gesetz besagt: „Elemente verbinden sich stets in einem konstanten Massenverhältnis, um eine bestimmte Verbindung zu bilden.“

Gay-Lussacs

Schnittmenge

Die Schnittmenge ist die Menge aller Elemente, die in allen Mengen enthalten sind.

Beispiele:

• A ∩ C = {a, c}
• B ∩ C = {2, 3}

A = {a, b, c}, B = {1, 2, 3}, C = {a, 2, 3, c, d}

Formal: {x: x ∈ A und x ∈ B}

Differenz

Die Differenz ist die Menge der Elemente, die nicht in den anderen Mengen enthalten sind.

Beispiele:

• A \ B = {a, 1}
• B \ A = {4, 6}

A = {a, b, 1, 2, 3}, B = {b, 3, 4, 6}

Formal: {x: x ∈ A und x ∉ B}

Kartesisches Produkt

Das kartesische Produkt ist die Menge aller geordneten Paare (a, b), wobei a aus der Menge A und b aus der Menge B stammt. Die Größe des kartesischen Produkts ist das Produkt der Größen von A und B.

Beispiel:

A = {a, b, c}, B = {1, 2, 3}

A × B = {(a, 1), (a, 2), (a, 3), (b, 1), (b, 2), (b, 3), (c, 1), (c,... Weiterlesen "Mengenlehre: Operationen und Eigenschaften" »

Verdunstung (Evaporation)

Die Verdunstung ist ein physikalischer Prozess, bei dem ein Stoff seinen Zustand von flüssig zu gasförmig ändert. Dieses Verfahren wird genutzt, um Stoffe voneinander durch ihren Siedepunkt zu trennen.

Der Übergang vom flüssigen in den gasförmigen Zustand von flüssigen Oberflächen oder aus dem Boden wird im Kontext der Hydrologie als Evaporation bezeichnet.

Redox-Reaktionen (Oxidations-Reduktion)

Oxidations-Reduktions-Reaktionen, allgemein bekannt als Redox-Reaktionen, sind chemische Reaktionen, bei denen Elektronen übertragen werden. Diese Übertragung findet zwischen zwei Komponenten statt:

• Einem Oxidationsmittel (der oxidierten Form)
• Einem Reduktionsmittel (der reduzierten Form)

Damit eine Redox-Reaktion im System... Weiterlesen "Grundlagen der Chemie: Verdunstung, Redox und Verbrennung" »

Physikalische Grundlagen: Gase und Druck

Gase und Druck

Atmosphärischer Druck

Der Druck, der von der Atmosphäre aufgrund ihres Gewichts auf die Oberfläche der Körper ausgeübt wird, die mit ihr in Kontakt stehen.

Boylesches Gesetz

Bei konstanter Temperatur ist das Volumen einer bestimmten Gasmasse umgekehrt proportional zum Druck. Formel: p₁ · V₁ = p₂ · V₂.

Erstes Gesetz von Gay-Lussac

Wenn der Druck konstant bleibt, ist das Volumen einer festen Gasmasse direkt proportional zur absoluten Temperatur.

Wärmeausdehnung (Thermische Dilatation)

Die Zunahme des Volumens eines Körpers bei steigender Temperatur wird als Wärmeausdehnung (oder thermische Dilatation) bezeichnet.

Zweites Gesetz von Gay-Lussac

Wenn das Volumen einer festen Gasmasse... Weiterlesen "Grundlagen der Physik und Chemie: Materie, Gesetze und Elemente" »

1.1. Entwicklung und Evolutionstheorien

Von der Entwicklung des Fixismus

Der Mensch ist immer ein Lebewesen, das sich fragt, woher es kommt, was es ist und wohin es geht. Es ist wichtig zu wissen, was seine Herkunft ist. Und um diese Frage zu beantworten, entstand die Evolutionstheorie, die sich von Anfang an dem Fixismus widersetzte. Der Fixismus, vertreten unter anderem von Georges Cuvier (1769-1832), besagt, dass alle Arten unveränderlich und permanent sind. Die Evolutionstheorie hingegen geht davon aus, dass die Vielfalt der Arten das Ergebnis von Veränderungen und Anpassungen ist. Die Evolutionstheorie begann im 19. Jahrhundert, aber ihre Vorläufer finden sich bereits im 18. Jahrhundert, zaghaft verteidigt von Leclerc, Comte de Buffon... Weiterlesen "Evolutionstheorien: Von Fixismus bis Neo-Darwinismus" »

Brønsted-Lowry-Theorie und Salzhydrolyse

Definitionen von Säuren und Basen nach Brønsted-Lowry

Das Cyanid-Ion (CN⁻) ist eine Base, da es in der Lage ist, ein Proton (H⁺) zu akzeptieren, um die konjugierte Säure HCN zu bilden.

CN⁻ + H₂O ⇌ HCN + OH⁻

Das Ammonium-Ion (NH₄⁺) ist eine Säure, weil es fähig ist, ein Proton abzugeben und dadurch seine konjugierte Base NH₃ bildet.

NH₄⁺ + H₂O ⇌ NH₃ + H₃O⁺

Das Sulfat-Ion (SO₄²⁻) ist eine Base, weil es in der Lage ist, ein Proton zu akzeptieren, um das Hydrogensulfat-Ion (HSO₄⁻) zu bilden – seine konjugierte Säure.

SO₄²⁻ + H₂O ⇌ HSO₄⁻ + OH⁻

pH-Bestimmung wässriger Salzlösungen (Hydrolyse)

a) Ammoniumnitrat (NH₄NO₃) – Saure Lösung

Ammoniumnitrat... Weiterlesen "Brønsted-Säuren, Basen und Salzhydrolyse: pH-Bestimmung" »