Notizen, Zusammenfassungen, Arbeiten, Prüfungen und Probleme für Chemie

Einführung in die Metallurgie

Metalle sind elektropositiv (sie neigen dazu, Elektronen abzugeben), leiten Wärme und Strom gut und besitzen eine kristalline Festkörperstruktur. Ihre Atome sind in den Knoten eines regelmäßigen Netzwerks angeordnet. Metalle sind zudem isotrop (sie weisen in allen Richtungen identische Eigenschaften auf).

Grundbegriffe der Metallgewinnung

• Mineral: Natürlich vorkommende Substanz mit einer bestimmten chemischen Zusammensetzung.
• Erz: Eine Mineralvorkommen, in dem die Konzentration eines bestimmten Metalls ausreichend ist, um dessen Gewinnung wirtschaftlich zu machen.
• Gangart (oder Schnäppchen): Der Teil des Erzes, der keine brauchbaren Mineralien enthält (Abfallmaterial).

Die Schritte des Metallurgischen Verfahrens

Die... Weiterlesen "Grundlagen der Metallurgie: Prozesse, Eisen & Aluminium" »

Mineralogie: Grundlagen und Definitionen

Mineralogie: Die Wissenschaft, die die physikalischen und chemischen Eigenschaften von Mineralien untersucht.

Primäre Minerale

Entsprechen ursprünglichen Lagerstätten. Beispiel: Pyrit (FeS₂), das aufgrund seiner Farbe und seines Glanzes Gold ähnelt.

Sekundäre Minerale

Entstehen durch chemische Reaktionen von primären Mineralen. Beispiel: Anglesit (PbSO₄) ist ein sekundäres Mineral, das sich aus Bleiglanz (PbS), einem primären Mineral, bildet.

Kristalline Feststoffe

Partikel sind in den drei Dimensionen des Raumes geordnet und regelmäßig nach einer definierten Geometrie angeordnet.

Amorphe Feststoffe

Teilchen sind ungeordnet und haben eine formlose, flüssigkeitsähnliche Struktur.

Mineralien sind... Weiterlesen "Mineralogie: Grundlagen, Klassifikation & Kupfergewinnung" »

Grundlagen der Temperatur

Die Temperatur ist eine physikalische Größe, deren Wert ein Index für den Grad der molekularen kinetischen Energie ist.

• Basierend auf zwei festen Punkten
• Wärmeeinheit
• Absolute Temperaturskala (°K)

Erstes Postulat: Temperatur als Skalarfeld

Die Temperatur ist eine skalare Größe, die an jedem Punkt in Abhängigkeit von ihren Positionskoordinaten und der Zeit definiert ist.

Der thermische Gradient

Im stationären Bereich können wir den Verlauf der Temperatur T an jedem Punkt definieren. Ein Vektor wird nach folgender Formel berechnet:

Dieser Vektor gibt uns den thermischen Gradienten an jedem Punkt des Feldes.

Das erste Postulat besagt: „Wärme ist eine Form des Energieaustauschs, der möglich ist, wenn ein thermischer

Materie: Definition und Eigenschaften

Materie ist alles, was Raum einnimmt und Masse besitzt.

Allgemeine Eigenschaften

Allgemeine Eigenschaften sind solche, deren Wert eine Substanz nicht eindeutig identifiziert.

Charakteristische Eigenschaften

Charakteristische Eigenschaften sind solche, die einen spezifischen Wert für eine Substanz haben und für jede Substanz einzigartig sind.

Messbare Größen sind Funktionen eines Objekts oder dessen Änderungen, die durch Experimente ermittelt, ausgedrückt und mit einer Einheit versehen werden können.

Die Wissenschaftliche Methode

Die wissenschaftliche Methode wird von Wissenschaftlern angewendet, um Probleme zu untersuchen, bestimmte Schlussfolgerungen zu ziehen, Phänomene zu erklären und neue Beobachtungen... Weiterlesen "Grundlagen der Chemie: Materie, Aggregatzustände, Gesetze & Trennverfahren" »

Eigenschaften des Wassers

• Wassertemperatur in flüssiger Umgebung: 0 °C bis 100 °C.
• Großer Zusammenhalt zwischen den Molekülen: Verantwortlich für die Kapillarität.
• Hohe Oberflächenspannung: Die Oberfläche bricht an der Küste.
• Hohe Verdampfungswärme: Es wird viel Energie benötigt, um flüssiges Wasser in gasförmiges Wasser umzuwandeln, aufgrund der großen Anzahl von Wasserstoffbrücken.
• Gutes Lösungsmittel: Für ionische und polare Substanzen (dank seiner Polarität).
• Hohe spezifische Wärme: Kann Wärme speichern.

Erklärung einiger Begriffe

• Verdampfungsenergie: Die Energiemenge, die benötigt wird, um eine Flüssigkeit in ein Gas umzuwandeln. Diese Wärme ist durch Wasserstoffbrücken hoch.
• Spezifische Wärme: Die Wärmemenge, die ein

Das Atom: Der kleinste unteilbare Baustein

Das Atom ist der kleinste unteilbare Baustein, aus dem die Materie aufgebaut ist. Jedes Atom unterscheidet sich je nach Element. Aber auch das Atom besteht aus mehreren Teilen und Teilchen im Inneren.

Atommodelle

Einige Modelle versuchen, die Atomstruktur zu erklären, wie z.B. das Thomson-Modell und das Rutherford-Modell. Das aktuelle Modell ist das Bohr-Modell.

Der Atomkern

Der Atomkern besteht aus zwei Arten von Teilchen: Protonen und Neutronen.

• Masse Neutron = Masse Proton = 1u
• Elektrische Ladung des Neutrons = 0
• Elektrische Ladung des Protons = 1

Im Kern ist die Masse des Atoms konzentriert. Der Kern ist 10.000 Mal kleiner als die Größe des Atoms. Der größte Teil des Atoms ist ein Vakuum.

Die Atomhülle

In... Weiterlesen "Atomaufbau: Teilchen, Modelle, Ionen und Isotope" »

1. Identifizierung konjugierter Säure-Base-Paare

Reaktion: CH₃COO^1- + HCN $\rightleftharpoons$ CH₃COOH + CN^1-

Nach der Theorie von Brønsted-Lowry ist eine Säure ein chemischer Spezies, der ein H⁺-Ion (Proton) spenden kann, und eine Base ein Spezies, der ein H⁺-Ion aufnehmen kann. Bei der Reaktion einer Säure mit einer Base entstehen immer eine neue Säure und eine neue Base (konjugierte Paare).

Analyse der Protonenübertragung

Betrachten wir die Reaktion:

CH₃COO^1- + HCN $\rightleftharpoons$ CH₃COOH + CN^1-

Die Spezies CH₃COO^1- (Acetat-Ion) ist ein Protonenakzeptor und somit die Base 1. HCN (Blausäure) ist ein Protonendonator und somit die Säure 2.

Die Base 1 (CH₃COO^1-) wird durch die Aufnahme eines Protons in ihre konjugierte Säure (CH₃COOH)... Weiterlesen "Grundlagen der Säure-Base-Chemie: pH, pOH und Konjugierte Paare" »

Atomare Eigenschaften und Aufbau

Ein Atom charakterisiert sich durch verschiedene Größen und besteht aus drei fundamentalen Teilchen: Protonen, Elektronen und Neutronen.

Ordnungszahl (Z)

Die Ordnungszahl gibt die Anzahl der Protonen im Atomkern an. Sie bestimmt die Position eines Elements im Periodensystem. Bei einem elektrisch neutralen Atom entspricht die Ordnungszahl auch der Anzahl der Elektronen.

Massenzahl (A)

Die Massenzahl ist die Gesamtzahl der Nukleonen, also die Summe der Protonen und Neutronen im Atomkern.

Elektronen in der Atomhülle

Die vier Quantenzahlen

Quantenzahlen beschreiben den Zustand eines Elektrons in einem Atom:

• Hauptquantenzahl (n): Beschreibt das Energieniveau (Schale). Werte: n = 1, 2, 3, ...
• Nebenquantenzahl (l): Beschreibt

Reaktionen in wässrigen Lösungen

Definition von Säuren und Basen nach Brønsted-Lowry

Nach Brønsted-Lowry gilt:

• Säure: Eine Substanz, die Protonen (H⁺) abgeben kann.
• Base: Eine Substanz, die Protonen (H⁺) aufnehmen kann.

Damit eine Substanz als Säure fungieren kann, muss in ihrer Gegenwart eine andere Substanz als Base fungieren und das von der Säure übertragene Proton aufnehmen. In wässrigen Lösungen spielt Wasser die Rolle eines Ampholyten (kann als Säure oder Base reagieren).

Konjugierte Säure-Base-Paare

Wenn eine Säure ein Proton abgibt, entsteht eine Spezies, die fähig ist, dieses Proton wieder aufzunehmen. Diese Spezies wird als konjugierte Base bezeichnet. Wenn eine Base Protonen annimmt, entsteht eine Spezies, die in der Lage... Weiterlesen "Grundlagen der Chemie: Wässrige Reaktionen, pH-Wert und Redox-Prozesse" »