Notizen, Zusammenfassungen, Arbeiten, Prüfungen und Probleme für Chemie

Prinzipien der Chemie

Masse ist ein grundlegendes Merkmal der Materie.

Die Chemie befasst sich mit der Untersuchung der Natur der Materie und der Veränderungen, die sie erfährt.

Physikalische Veränderungen verändern die Natur der Stoffe nicht, chemische Veränderungen hingegen schon.

Reine Stoffe

Ein reiner Stoff hat eine bestimmte und konstante Zusammensetzung, spezifische physikalische und chemische Eigenschaften und kann nicht durch physikalische Methoden in einfachere Stoffe getrennt werden.

Gemische

Ein Gemisch besteht aus verschiedenen Stoffen, die in unterschiedlichen Zusammensetzungen und Eigenschaften zusammenkommen. Gemische können homogen oder heterogen sein.

Trennung von Gemischen

Die Bestandteile von Gemischen können durch physikalische

Industrielle Anwendungen der Elektrolyse

Elektrolytische Verfahren haben interessante Anwendungen im industriellen Bereich. Einige davon sind:

• Die Produktion von aktiven Metallen.
• Metallische Beschichtungen.
• Die Reinigung von Metallen.

Metallbeschichtungen durch Elektrolyse (Galvanisieren)

Durch Elektrolyse ist es möglich, eine dünne Schicht aus Metall auf einem anderen Metall abzuscheiden. Diesen Vorgang nennt man Galvanisieren und er hat viele Anwendungen, einschließlich:

• Gold- und Silberschichten, die zur Verschönerung verschiedener Objekte verwendet werden.
• Zink-, Nickel-, Chrom-, Kupfer- usw. Beschichtungen, die zum Schutz von Metallgegenständen gegen Korrosion dienen. Diese Verfahren werden als Verzinken, Vernickeln, Verchromen und Verkupfern

Grundlagen der Atomstruktur

Das Atom ist eine sehr kleine Kernstruktur in Bezug auf die Gesamtgröße. Es besteht aus:

• A: Protonen und Neutronen im Kern.
• B: Elektronen, die sich um diesen Kern bewegen.

Kleine Teilchen (Quarks) bilden die Protonen (p) und Neutronen (n).

Ein chemisches Element X wird oft mit der Formel ^A_ZX dargestellt, wobei Z die Ordnungszahl (Anzahl der Protonen) und A die Massenzahl (Anzahl der Protonen + Neutronen) ist.

Isotope

Isotope: Atome desselben chemischen Elements, die die gleiche Anzahl von Protonen, aber eine unterschiedliche Anzahl von Neutronen haben.

Das Bohr'sche Atommodell

Bohr-Modell: Elektronen werden vom Kern angezogen und sind daher in ständiger Bewegung. Bohr postulierte, dass Elektronen den Kern auf kreisförmigen... Weiterlesen "Atomstruktur, Elektronenkonfiguration & Chemische Bindungen" »

Grundlegende atomare Bestandteile

Elektron

Es hat eine Masse von 9,1 x 10^-28 g (0,00055 amu) und eine elektrische Ladung von -1,6 x 10^-19 Coulomb.

Proton

Es hat eine Masse von 1,67 x 10^-24 g (1,00732 amu) und eine elektrische Ladung von +1,6 x 10^-19 Coulomb.

Radioaktivität

Radioaktive Strahlung wird in drei Hauptarten unterteilt:

• Alpha-Strahlen (α): Bestehen aus positiv geladenen Teilchen (Heliumkernen), die sich mit einer Geschwindigkeit zwischen 16.000 und 32.000 km/s bewegen. Sie sind nicht sehr durchdringend.
• Beta-Strahlen (β): Bestehen aus Elektronen (negativ geladen), die sich mit hoher Geschwindigkeit bewegen. Sie sind durchdringender als Alpha-Strahlen.
• Gamma-Strahlen (γ): Sind keine Teilchen, sondern hochfrequente elektromagnetische Strahlung.

Chemische Bindungen

Kovalente Bindungen

Treten zwischen Atomen auf, die Elektronenpaare teilen. Die Elektronegativitätsdifferenz ist kleiner als 1,7.

• Unpolare kovalente Bindung: Elektronegativitätsdifferenz ist null.
• Polare kovalente Bindung: Elektronegativitätsdifferenz ist kleiner als 1,7, aber größer als 0.
• Koordinative kovalente Bindung: Ein Atom stellt beide Elektronen des Elektronenpaares zur Verfügung.
• Mehrfachbindungen: Können einfach (ein gemeinsames Elektronenpaar), doppelt (zwei gemeinsame Elektronenpaare) oder dreifach (drei gemeinsame Elektronenpaare) sein.

Hybridisierung von Atomorbitalen

Neue Orbitale entstehen durch die Mischung verschiedener Atomorbitale. Beispiel: sp³-Hybridisierung.

Metallische Bindung

Entsteht durch die Bewegung... Weiterlesen "Chemische Bindungen und Atomstruktur" »

Grundlagen der Chemie: Elemente, Verbindungen und Materie

Definitionen

Elemente und Verbindungen

Elemente sind Stoffe, die aus einer einzigen Art von Atomen bestehen.

Verbindungen entstehen durch die Gruppierung der Atome verschiedener Elemente.

Chemische Bausteine des Lebens: Bioelemente

Bioelemente sind die chemischen Elemente, aus denen Lebewesen aufgebaut sind.

Makroelemente (Häufigste Bioelemente)

Die häufigsten Arten sind: C, H, O, N, Ca, P, Mg, S, Na, K und Cl. Sie machen über 99% der Masse dieser Lebewesen aus.

Spurenelemente (Unentbehrliche Mikronährstoffe)

Diese Elemente sind nur in sehr geringen Mengen vorhanden (ca. 0,1%), sind aber für alle Lebewesen unentbehrlich. Beispiele sind: Zn, Fe, Mn, F, I, Cu und Co.

RDA (Empfohlene Tagesdosis)

Die anomale Ausdehnung von Wasser

Die Erfahrung lehrt uns, dass sich ein Körper bei Erwärmung ausdehnt und bei Abkühlung zusammenzieht. Bei Wasser ist das jedoch anders. Wenn Wasser gefriert, dehnt es sich aus. Das bedeutet, das Volumen nimmt zu; eine bestimmte Masse Eis hat ein größeres Volumen als die gleiche Masse flüssigen Wassers. Dieses Phänomen wird als anomale Ausdehnung des Wassers (Dichteanomalie) bezeichnet.

Die Dichte von Wasser ist temperaturabhängig. Die maximale Dichte (1 g/cm³) erreicht flüssiges Wasser bei 3,98 °C. Zwischen 0 °C und 4 °C zieht sich Wasser bei Erwärmung zusammen und erreicht sein minimales Volumen. Ab 4 °C dehnt sich Wasser bei zunehmender Temperatur aus, wie andere Flüssigkeiten auch.

Wasseraktivität

Gravimetrie

Gravimetrie stützt sich auf Messungen, die die Masse einbeziehen, und umfasst im Wesentlichen zwei experimentelle Schritte:

• Wiegen der Probe.
• Wiegen des Analyten oder einer bekannten chemischen Substanz der Zusammensetzung mit dem Analyten.

Arten der Analyse

a) Gravimetrie durch Verflüchtigung

Hierbei wird der Analyt von anderen Bestandteilen einer Probe getrennt, indem er in ein Gas bekannter chemischer Zusammensetzung umgewandelt wird.

Das Gewicht dieses Gases dient als Maß für die Konzentration des Analyten.

b) Gravimetrie durch Fällung

Der Analyt wird von den Komponenten einer Lösung als Niederschlag getrennt, behandelt und in eine Verbindung bekannter Zusammensetzung umgewandelt, die gewogen werden kann.

Abscheider-Agenten

• Spezifisch:

Katalysatoren: Definition und Wirkung

Ein Katalysator ist ein Stoff, der in einer chemischen Reaktion die Geschwindigkeit verändert, ohne dabei selbst verbraucht zu werden. Er ist an der Reaktion beteiligt, wird aber nicht durch sie verändert. Es gibt positive Katalysatoren, die die Reaktionsgeschwindigkeit erhöhen, und negative Katalysatoren, die sie verringern.

Erdöl: Zusammensetzung, Nutzung und Entstehung

Erdöl ist ein Gemisch aus organischen Stoffen, die flüssig, gasförmig oder auch als feste Lösung vorliegen und in erster Linie reich an Kohlenwasserstoffen sind. Es gibt einfache Kohlenwasserstoffe wie Methan, aber auch viel komplexere, die bis zu 40 Kohlenstoffatome enthalten können. Ebenso sind organische Verbindungen mit Sauerstoff,... Weiterlesen "Grundlagen der Chemie: Definitionen und Eigenschaften" »

Chemische Bindungen: Ionenbindung, Kovalente Bindung & Eigenschaften

Ionenbindung

Diese Bindung tritt auf, wenn Atome der metallischen Elemente (insbesondere die der Gruppen 1, 2 und 13, die weiter links im Periodensystem liegen) mit nichtmetallischen Atomen (Elemente auf der rechten Seite im Periodensystem, vor allem die Gruppen 16 und 17) reagieren. Eine Ionenbindung bildet sich typischerweise, wenn die Elektronegativitätsdifferenz (ΔEN) zwischen den beteiligten Atomen größer als 1,7 ist.

In diesem Fall geben die Metallatome Elektronen an die Nichtmetallatome ab, wodurch positive bzw. negative Ionen entstehen. Diese entgegengesetzt geladenen Ionen werden durch starke elektrostatische Kräfte angezogen, wodurch sie fest gebunden sind... Weiterlesen "Chemische Bindungen: Ionenbindung, Kovalente Bindung & Eigenschaften" »