Notizen, Zusammenfassungen, Arbeiten, Prüfungen und Probleme für Chemie

Grundlagen der Chemie: Wichtige Gesetze und Theorien

Die systematische Untersuchung chemischer Reaktionen, basierend auf Experimenten und der Messung der Massen beteiligter Stoffe, führte zu den fundamentalen Gesetzen der Chemie und etablierte die Chemie als Wissenschaft.

A) Das Gesetz von der Erhaltung der Masse (Lavoisier)

In einer chemischen Reaktion ist die Summe der Massen der Reaktanten gleich der Summe der Massen der Produkte.

Beispiel:

Radierung + Soda → Salz + Wasser

HCl + NaHCO₃ → NaCl + H₂O

Massenbilanz: 36,5 g + 40 g → 58,5 g + 18 g (Gesamt: 76,5 g → 76,5 g)

Eine allgemeinere Aussage, die das Gesetz der Erhaltung der Masse erweitert, besagt: Bei jedem experimentellen Prozess wird Masse-Energie weder erzeugt noch zerstört,... Weiterlesen "Chemische Gesetze und Atomtheorie: Von Lavoisier bis Avogadro" »

Chemische Kinetik

Die chemische Kinetik befasst sich mit der Geschwindigkeit chemischer Reaktionen und den Faktoren, die diese beeinflussen. Die Reaktionsgeschwindigkeit beschreibt die Änderung der Konzentration von Reaktanten oder Produkten pro Zeiteinheit.

Reaktionsgeschwindigkeit

Für eine allgemeine Reaktion der Form:

aA + bB → cC + dD

ist die Reaktionsgeschwindigkeit (v) definiert als:

v = -1/a * Δ[A]/Δt = -1/b * Δ[B]/Δt = 1/c * Δ[C]/Δt = 1/d * Δ[D]/Δt

(Hinweis: Δ[X]/Δt ist die Änderungsrate der Konzentration von X pro Zeiteinheit.)

Die Geschwindigkeitsgleichung

Die Geschwindigkeitsgleichung beschreibt die Abhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit von den Konzentrationen der Reaktanten:

v = k * [A]^x * [B]^y

• k: Geschwindigkeitskonstante
• [

Asymmetrische Kohlenstoffatome und Stereoisomerie treten auf, wenn ein Kohlenstoffatom an vier verschiedene Gruppen gebunden ist. Verbindungen mit der gleichen Summenformel, aber unterschiedlichen chemischen Reaktionen, sind Isomere.

Strukturen und Reaktionen von Monosacchariden

Haworth-Projektion

Haworth-Projektionen stellen Monosaccharide typischerweise in einer Ebene dar. Jedes Kohlenstoffatom ist oben oder unten auf der Ebene angeordnet. Der Ring wird durch eine kovalente Bindung zwischen einer Alkoholgruppe und einer Aldehyd- oder Ketongruppe gebildet.

Anomeres Kohlenstoffatom

Das anomere Kohlenstoffatom ist ein neues asymmetrisches Kohlenstoffatom, das erscheint, wenn sich Monosaccharide zu zyklischen Formen mit einer Aldehyd- oder Ketongruppe... Weiterlesen "Kohlenhydrate und Wasser: Struktur, Eigenschaften und Reaktionen" »

Ökologie: Biotische und Abiotische Faktoren

Ernst Haeckel: Der Begriff Ökologie wurde erstmals von Ernst Haeckel geprägt. Die Ökologie ist ein Zweig der Naturwissenschaften, der die Wechselbeziehungen zwischen Lebewesen (biotische Faktoren) und ihrer nicht-lebenden Umwelt (abiotische Faktoren) untersucht.

Abiotische Faktoren

1. Wasser

Wasser ist ein universelles Lösungsmittel und ein entscheidender Faktor für die Entstehung des Lebens. Es beeinflusst die geografische Beschaffenheit eines Gebiets und ist eine erneuerbare natürliche Ressource, die durch den Wasserkreislauf ständig erneuert wird.

2. Sonnenlicht

Sonnenlicht ist die Hauptenergiequelle. Die Intensität des Sonnenlichts variiert je nach geografischer Lage, Jahreszeit und anderen... Weiterlesen "Ökologie: Biotische und Abiotische Faktoren im Detail" »

Physik

Physikalische Eigenschaft

Alle Eigenschaften, die Körper haben.

Wissenschaftliche Methode

Die Schritte der wissenschaftlichen Methode sind:

• Beobachtung
• Hypothesenformulierung
• Erprobung (Experimente)
• Kommunikation und Extraktion von Schlussfolgerungen aus Ergebnissen

Physik

Studiert jene Veränderungen in Materialien und Körpern, die Stoffe nicht in andere neue umwandeln.

Chemie

Chemie

Studiert die Umwandlungen, die Stoffe erfahren können, ihre Struktur, Zusammensetzung und Eigenschaften.

Messfehler

Absoluter Fehler

Der Unterschied in absoluten Zahlen zwischen dem ungefähren Wert, der bei der Messung gewonnen wurde, und dem wahren oder genauen Messwert.

Relativer Fehler

Verhältnis des absoluten Fehlers zum wahren Wert oder genauen Messwert.

Elektrizität

Elektrifizierung

Phänomen,... Weiterlesen "Grundlagen der Physik und Chemie: Wichtige Begriffe" »

Prinzip von Le Chatelier

Änderungen der Konzentration

Wenn einem Gleichgewichtssystem eine Substanz hinzugefügt wird, verschiebt sich das Gleichgewicht auf die Seite, wo der Stoff nicht vorhanden ist. Wenn jedoch eine Substanz entfernt wird, verschiebt sich das Gleichgewicht auf die Seite, wo sie sich befindet.

Änderungen des Drucks (Änderungen des Volumens)

Wenn der Druck von außen erhöht und dadurch das Volumen verringert wird, verschiebt sich das Gleichgewicht in Richtung der geringeren Molzahl (oder Moleküle), um der externen Störung entgegenzuwirken.

Änderungen der Temperatur

Eine Erhöhung der Temperatur begünstigt immer den endothermen Prozess und eine Verringerung den exothermen Prozess.

Ist der direkte Prozess endotherm, führt... Weiterlesen "Prinzip von Le Chatelier & Eigenschaften organischer Verbindungen" »

Der Krebs-Zyklus (Zitronensäurezyklus)

Der Krebs-Zyklus ist ein amphiboler Stoffwechselweg, weil:

• Er den Abbau von Acetyl-Coenzym A (Acetyl-CoA) ermöglicht.
• Die Zwischenprodukte Vorstufen für andere synthetische Prozesse sind.

Phasen des Zitronensäurezyklus

Der Zyklus ist in folgende Phasen unterteilt:

1. 1. Bildung von Citrat (Zitronensäure)

   Modifikation: Oxalacetat + Acetyl-CoA → Citrat

   Moleküleingang und -austritt: Eintritt von H₂O und Acetyl-CoA.

2. 2. Isomerisierung zu Isocitrat

   Modifikation: Citrat → Isocitrat

   Moleküleingang und -austritt: Keine.

3. 3. Oxidation von Isocitrat zu α-Ketoglutarat

   Modifikation: Isocitrat → α-Ketoglutarat

   Moleküleingang und -austritt: Eintritt von NAD⁺. Austritt von NADH + H⁺ und CO₂.

4. 4. Oxidation von α-

Chemische Bindungen

Kovalente Bindungen

Definition und Typen

Bei einer kovalenten Bindung teilen sich die beiden gebundenen Atome Elektronen. Wenn die Atome in einer kovalenten Bindung unterschiedlichen Elementen angehören, neigt eines dazu, die geteilten Elektronen stärker anzuziehen. Die Elektronen verbringen dann mehr Zeit in der Nähe dieses Atoms, und diese Bindung wird als polare kovalente Bindung bezeichnet. Sind die durch eine kovalente Bindung verbundenen Atome identisch, zieht keines der Atome die gemeinsamen Elektronen stärker an als das andere. Dieses Phänomen wird als unpolare kovalente Bindung oder einfach unpolar bezeichnet.

Sind die gebundenen Atome identische Nichtmetalle (wie in N₂ oder O₂), werden die Elektronen zu gleichen... Weiterlesen "Chemische Bindungen: Kovalente, Metallische und Ionische" »

Das Wassermolekül: Aufbau und Polarität

Wasser besitzt ein besonderes physikalisches Verhalten, insbesondere da die beiden Elektronen der Wasserstoffatome im Molekül zum Sauerstoffatom hin verschoben sind. Es besitzt einen negativen Pol am Sauerstoffatom und zwei positive Pole an den Wasserstoffatomen. Daher ist Wasser ein bipolares Molekül.

Wichtige Eigenschaften von Wasser

Wasser zeichnet sich durch folgende Eigenschaften aus:

1. Hohe Bindekraft zwischen Molekülen über Wasserstoffbrückenbindungen.
2. Hohe Adhäsionskraft (Klebkraft). Wassermoleküle haben die Fähigkeit, sich an den Wänden von Röhrchen mit kleinem Durchmesser festzuhalten und gegen die Schwerkraft aufzusteigen, bekannt als Kapillarität.
3. Hohe Oberflächenspannung, d.h., die

Lunker

Lunker sind Hohlräume, die in einer Legierung entstehen, wenn gelöste Gase während der Erstarrung eingeschlossen werden.

Härtbarkeit

Die Härtbarkeit beschreibt die Fähigkeit eines Materials, durch Wärmebehandlung (Härten) eine bestimmte Härte zu erreichen.

Aufkohlen (Karburieren)

Der Prozess, bei dem Kohlenstoff mit Eisen kombiniert wird, um Stahl herzustellen oder dessen Kohlenstoffgehalt an der Oberfläche zu erhöhen.

Steadit

Steadit ist eine harte und spröde eutektische Phase, die in Gusseisen vorkommt und eine Schmelztemperatur von 960 °C aufweist. Sie erscheint in Gießereien typischerweise grau.

Diffusion

Diffusion ist die Bewegung von Atomen oder Molekülen innerhalb eines Materials, typischerweise von Bereichen höherer Konzentration... Weiterlesen "Glossar der Werkstoffkunde und Metallurgie: Fachbegriffe erklärt" »