Notizen, Zusammenfassungen, Arbeiten, Prüfungen und Probleme für Chemie

Klärschlammbehandlung: Chemische Prozesse

Typen von Klärschlamm

Primärer, sekundärer und gemischter Schlamm.

Weitere Schlammtypen

Fette und Öle, Schlamm aus Separator-Flotation und Fällung in Tropfkörpern.

Ziele der Schlammbehandlung

Verringerung des Wassergehalts und Entfernung organischer Substanzen aus der festen Phase zur einfacheren Entsorgung aus der Kläranlage.

Eingesetzte Behandlungsverfahren

• Eindickung: Schwerkraft, Flotation.
• Stabilisierung: Biologisch, Chemisch.
• Entwässerung: Zentrifugation, Filtration.

Ziele der Eindickung

Reduzierung der Wassermenge für die nachfolgenden Behandlungen.

Ziele der Stabilisierung

Beseitigung der biologisch abbaubaren organischen Materie im Schlamm, um weitere Zersetzung am endgültigen Bestimmungsort zu... Weiterlesen "Klärschlamm- & Bioabfallbehandlung: Prozesse & Technologien" »

Stellen sich um materielle Objekte, d.h. einen begrenzten Teil der Materie. Materie ist alles, was einen Platz im Raum einnimmt, Masse hat, und undurchdringlich ist. Jeder der Arten von Materie ist eine Substanz. Stoffe sind Schwefel, Zucker, Baumwolle und andere. Ihre Merkmale sind die Eigenschaften dieser Stoffe. Eine Eigenschaft ist ein Merkmal eines Stoffes. Die Eigenschaften lassen sich in zwei Typen unterteilen: Intensive Eigenschaften: Diese hängen nicht von der Menge der Substanz ab, z.B.: Dichte, Farbe, Duft, Textur, Schmelzpunkt, Härte. Umfangreiche Eigenschaften: Diese sind direkt abhängig von der Menge eines Stoffes, wie z.B. Masse, Volumen, Gewicht, Höhe, Fläche. Lösungen und reine Substanzen: Ein reiner Stoff ist homogen... Weiterlesen "Materielle Objekte und ihre Eigenschaften" »

Die Bausteine der Materie: Atome und ihre Modelle

Alle Materie besteht aus Teilchen, die als Atome bezeichnet werden. Ein Atom ist wiederum aus kleineren Bestandteilen, den sogenannten *subatomaren Teilchen*, zusammengesetzt:

• Proton: Besitzt eine positive elektrische Ladung und befindet sich im Atomkern.
• Neutron: Besitzt keine elektrische Ladung und befindet sich zusammen mit den Protonen im Atomkern.
• Elektron: Besitzt eine negative elektrische Ladung und befindet sich in der Atomhülle.

Historische Atommodelle

Daltons Atommodell (1808)

John Dalton griff 1808 die Atomtheorie von Demokrit auf und vertrat die Ansicht, dass Atome (*unteilbar*) die letzten Bestandteile der Materie seien, die sich zu Verbindungen verbinden.

Thomsons Plum-Pudding-Modell

Restfraktion: Pseudo-Summe Metalle und Analyse

Die Verdauung (Aufschluss) in starken Säuren, wie Salpetersäure, Salzsäure oder deren Mischung, dem sogenannten Königswasser, löst die Silikat-Matrix nicht auf. Dies ermöglicht eine Schätzung der Höchstbeträge von Metallen, die potenziell durch sich verändernde Umweltbedingungen mobilisierbar sind.

Königswasser: Standardmethode für ökologische Analysen

Königswasser ist eine konventionelle, international standardisierte Methode für die meisten ökologischen Analysen von festen Proben. Es mobilisiert keine Metalle aus der geologischen Ursprungsmatrix, sondern löst Metallschadstoffe, die in nicht-silikatgebundener Form in die Umwelt gelangt sind. Dieses Verfahren liefert somit eine gute... Weiterlesen "Abfallwirtschaft: Metallanalyse, Sammlung und Bioabfallbehandlung" »

1. Konzept der Löslichkeit

1.1 Sättigungslöslichkeit

Wenn die Konzentration von Ionen in der Lösung zunimmt, neigen diese dazu, sich auf dem Festkörper abzusetzen, bis ein Gleichgewicht zwischen dem Prozess der Auflösung und der Kristallisation erreicht ist. Unter diesen Bedingungen ist die Lösung gesättigt. Die Löslichkeit einer Substanz ist die Konzentration der gelösten Substanz in einer gesättigten Lösung.

1.2 Einfluss der Temperatur auf die Löslichkeit

Häufig steigt die Löslichkeit eines ionischen Festkörpers in Wasser mit der Temperatur.

1.3 Effekt der gelösten Stoffe

Die Löslichkeit von ionischen Substanzen in Wasser variiert stark. Dies ist auf zwei Faktoren zurückzuführen:

• Sehr stabile Kristalle sind schwieriger zu lösen,

Daltons Atomtheorie

Die Materie ist aus kleinen, diskreten und unteilbaren Teilchen zusammengesetzt, die Atome genannt werden (der griechische Begriff bedeutet wörtlich „unteilbar“).

• Elemente: Bestehen aus identischen Atomen. Atome verschiedener Elemente unterscheiden sich durch ihre Masse und andere Eigenschaften.
• Verbindungen: Werden durch die Kombination von Atomen verschiedener Elemente in einem festen Verhältnis gebildet.

Diese Verbindungen (früher als „zusammengesetzte Atome“ bezeichnet, heute als Moleküle bekannt) besitzen charakteristische Eigenschaften, die für alle Moleküle derselben Verbindung gleich sind, sich jedoch von denen anderer Verbindungen unterscheiden.

Thomsons Atommodell

Thomson wies nach, dass winzige Partikel... Weiterlesen "Daltons Atomtheorie, Thomsons Modell und Erstarrung" »

Grundbegriffe: Gesetze und Definitionen

Gesetz: Eine kurze allgemeine Aussage über Gesetzmäßigkeiten in der Natur, die auch experimentell beobachtet wurden.

Boyle-Gesetz: Das Boyle-Gesetz besagt, dass für eine gegebene Gasmenge bei konstanter Temperatur das Produkt aus Druck und Volumen konstant ist.

Zustandsformen der Materie

Gasförmiger Zustand

Gase haben keine feste Form und kein festes Volumen; sie nehmen die Form und das Volumen des Behälters an, sind kompressibel und fließfähig.

Flüssiger Zustand

Flüssigkeiten passen sich dem Behälter an, sind schwer kompressibel und fließen.

Fester Zustand

Feststoffe sind starr und haben ein bestimmtes Volumen; sie sind kaum kompressibel.

Temperatur und Einheiten

Temperaturen: T (in K) = t (in °C)

Einheit 2: Chemische Bindungen

Ionenbindung – Gitterenergie

E = -k * (Z₊Z_-e²N_A / d) * m
Dabei ist k die Coulomb-Konstante, Z₊ und Z_- sind die Ladungen der Ionen, e ist der Betrag der Elektronenladung, N_A die Avogadro-Konstante, d der internukleare Abstand und m die Madelung-Konstante (Born-Haber-Zyklus).

Born-Haber-Zyklus und Gitterenergie: Ein thermodynamischer Zyklus zur Untersuchung der Prozesse bei der Bildung eines Mols einer ionischen Verbindung aus ihren Elementen im stabilsten thermodynamischen Zustand.

Reine Stoffe

Ein reiner Stoff ist jeder Stoff, der eine feste Zusammensetzung und feste Eigenschaften in jedem seiner Teile aufweist, unabhängig von seiner Herkunft.

Elemente

Ein Element ist ein Stoff, der auch mit den üblichen chemischen Methoden nicht in einfachere Substanzen zerlegt werden kann.

Verbindungen

Eine Verbindung ist eine reine Substanz, die aus zwei oder mehr verschiedenen Elementen besteht, die stets in einem konstanten Verhältnis miteinander kombiniert sind. Verbindungen können nur durch chemische Reaktionen getrennt werden.

Mischungen

Homogene Mischungen (Lösungen)

Eine homogene Mischung weist in allen ihren Teilen eine einheitliche Zusammensetzung und gleiche Eigenschaften auf. Beispiele hierfür sind Lösungen.

Heterogene Mischungen

Eine... Weiterlesen "Chemie Grundlagen: Stoffe, Gesetze und Gasgleichungen" »

Stoffgemische und ihre Trennung

Man unterscheidet zwischen verschiedenen Arten von Stoffen:

• Heterogene Gemische: Die Bestandteile sind mit bloßem Auge oder unter dem Mikroskop unterscheidbar (Trennung durch Filtration oder Sedimentation).
• Homogene Gemische (Lösungen): Die Bestandteile sind nicht unterscheidbar und weisen eine einheitliche Zusammensetzung auf (Trennung durch Destillation oder Kristallisation).
• Reine Stoffe: Besitzen eine feste Zusammensetzung. Man unterscheidet zwischen:
  • Elementen: Können nicht durch chemische Methoden in einfachere Substanzen zerlegt werden.
  • Verbindungen: Können durch chemische Methoden in einfachere Substanzen zerlegt werden.

Komponenten einer Lösung

• Gelöster Stoff (Solut): Die Substanz, die in geringerer Menge