Notizen, Zusammenfassungen, Arbeiten, Prüfungen und Probleme für Chemie

Daltons Atomtheorie (1808)

Im Jahre 1808 veröffentlichte der englische Physiker John Dalton (1766–1844) seine Vorstellungen über die Konstitution der Materie. Diese Postulate können wie folgt zusammengefasst werden (in moderner Sprache):

• Atome bestehen aus extrem kleinen Teilchen, die unteilbar und unzerstörbar sind.
• Jedes chemische Element besteht aus identischen Atomen, die sich jedoch von den Atomen anderer chemischer Elemente unterscheiden.
• Chemische Verbindungen entstehen durch die Vereinigung von Atomen verschiedener Elemente, immer im gleichen Verhältnis.

Grundlegende Definitionen

• Chemisches Element: Eine Substanz, die nicht weiter in einfachere Stoffe zerlegt werden kann, da sie nur aus Atomen eines einzigen Typs besteht.
• Verbindung

Hydrierung

Hydrierung ist eine Art der chemischen Reaktion (Redoxreaktion), deren sichtbares Ergebnis die Addition von Wasserstoff (H₂) an eine andere Verbindung ist. Die üblichen Ziele dieser Reaktion sind ungesättigte organische Verbindungen wie Alkene, Alkine, Ketone, Nitrile und Amine. Der Wasserstoff wird meist durch direkte Zugabe von zweiatomigem Wasserstoff unter hohem Druck und in Anwesenheit eines Katalysators bereitgestellt.

Ein typisches Beispiel der Hydrierung ist die Anlagerung von Wasserstoff an Doppelbindungen, die Alkene in Alkane umwandelt. Die Hydrierung hat wichtige Anwendungen in der Pharma-, Petrochemie- und Lebensmittelindustrie.

Fermentation

Die Fermentation ist ein Prozess der katabolen, unvollständigen Oxidation, dessen... Weiterlesen "Wichtige chemische Prozesse" »

Alkohole

Hydroxyderivate der Alkane; funktionelle Gruppe: -OH (Charakter: polar; bestimmt die Eigenschaften der Stoffe und das Reaktionsverhalten). Bilden eine homologe Reihe. Alkoholische Gärung (Destillation): Herstellung von Bier; Energiegewinn: Biochemischer Prozess, bei dem Kohlenhydrate (Glucose) unter anoxischen Bedingungen zu Ethanol und CO2 abgebaut werden.

Aggregatzustand und Siede-/Schmelztemperatur

Farblose Flüssigkeiten; höhere Siede- und oft höhere Schmelztemperaturen im Vergleich zu entsprechenden Alkanen. Van-der-Waals-Kräfte (Wechselwirkungen zwischen den schwachen elektrostatischen Feldern unpolarer Moleküle) wirken zusätzlich zu Wasserstoffbrücken. Für Ethanol und andere kurze Alkohole sind Wasserstoffbrücken entscheidend:... Weiterlesen "Alkohole: Eigenschaften und Reaktionsmechanismen" »

Elektrische Leitfähigkeit

Die elektrische Leitfähigkeit ist die Fähigkeit eines Körpers, den Durchgang von elektrischem Strom zu ermöglichen. Sie wird als natürliche Eigenschaft definiert, die angibt, wie leicht sich Elektronen (und Löcher im Falle von Halbleitern) durch ein Material bewegen können. Sie variiert mit der Temperatur und ist eine der wichtigsten Eigenschaften von Materialien.

Ionenradius

Der Ionenradius ist, ähnlich wie der Atomradius, der Abstand zwischen dem Kernzentrum eines Ions und dem am weitesten entfernten, stabilen Elektron. Er bezieht sich nicht auf das neutrale Atom, sondern auf das Ion. Er wird in der Regel in Pikometern oder Angström gemessen. Innerhalb des Periodensystems nimmt er von rechts nach links sowie... Weiterlesen "Grundlegende Eigenschaften von Atomen und Materialien" »

Hess'sches Gesetz

Die bei konstantem Druck freigesetzte Wärme einer chemischen Reaktion ist dieselbe, unabhängig davon, ob der Prozess in einer oder mehreren Phasen abläuft.

Chemische Kinetik

Chemische Kinetik ist der Bereich der Chemie, der sich mit der Geschwindigkeit chemischer Reaktionen befasst. Sie misst die Reaktionsgeschwindigkeit und untersucht die Faktoren, die diese beeinflussen.

Reaktionsgeschwindigkeit

Die Reaktionsgeschwindigkeit ist die Menge der Reagenzien, die pro Zeiteinheit verschwindet.

Kollisionstheorie chemischer Reaktionen

Die Kollisionstheorie besagt, dass chemische Reaktionen als Folge der Kollision von zwei oder mehr Molekülen stattfinden. Jedoch reagieren nur Moleküle, die über genügend kinetische Energie verfügen... Weiterlesen "Chemische Reaktionen: Kinetik, Gleichgewicht und Einflussfaktoren" »

Reaktionsgeschwindigkeit

Die Reaktionsgeschwindigkeit misst die Abnahme der Konzentration der Reaktanten oder die Zunahme der Konzentration der Produkte pro Zeiteinheit.

Geschwindigkeitsgleichung

Die Geschwindigkeitsgleichung beschreibt die Beziehung zwischen der Reaktionsgeschwindigkeit und den Konzentrationen der Reaktionspartner.

Die Geschwindigkeitskonstante (k) hängt von der jeweiligen Reaktion und der Temperatur ab, bei der sie abläuft.

Reaktionsordnung

Die Reaktionsordnung ist die Summe der Exponenten der Konzentrationen in der Geschwindigkeitsgleichung.

Reaktionsmechanismen

Wenn die Reaktionsordnung nicht den stöchiometrischen Werten entspricht, bedeutet dies, dass die Reaktion über eine Reihe von elementaren Schritten abläuft.

Als Reaktionsmechanismus... Weiterlesen "Grundlagen der Chemischen Kinetik" »

Physikalische Grundoperationen

Destillation

Ein Trennverfahren, bei dem die verschiedenen Komponenten einer Flüssigkeit oder eines Flüssigkeitsgemisches durch Verdampfen und anschließende Rekondensation aufgrund ihrer unterschiedlichen Siedepunkte voneinander getrennt werden.

Filtration

Ein Trennverfahren, bei dem ein Gemisch aus Feststoffen und Flüssigkeiten oder Gasen durch ein poröses Filtermedium geleitet wird. Die festen Bestandteile werden dabei vom Filtermedium zurückgehalten.

Sieben

Ein Verfahren zur Trennung von Feststoffgemischen unterschiedlicher Partikelgröße durch ein Sieb. Kleinere Partikel passieren die Poren, während größere zurückgehalten werden. Dies wird häufig bei heterogenen Gemischen wie Sand und Steinen angewendet.... Weiterlesen "Physikalische und chemische Grundoperationen" »

Thema 8: Materie und Atome

Materie kann in Form von Mischungen oder reinen Substanzen vorkommen.

• Reine Stoffe: Können nicht durch physikalische Methoden in einfachere Stoffe zerlegt werden.
• Verbindungen: Können in reine Stoffe (Elemente) zerlegt werden.
• Elemente: Sind reine Stoffe und können nicht weiter zerlegt werden.

Die Grundeinheiten der Materie sind Atome. Elemente bestehen aus der gleichen Art von Atomen, Verbindungen aus der Kombination von Atomen verschiedener Elemente.

Beispiele:

• Elemente: Sauerstoff, Calcium, Wasserstoff
• Verbindungen: Wasser, Salzsäure, Natriumchlorid
• Mischungen: Luft, Gas, Meerwasser

Die Struktur des Atoms

Ein Atom ist die kleinste Einheit eines chemischen Elements, die dessen Eigenschaften beibehält und nicht durch chemische... Weiterlesen "Materie, Atome und das Periodensystem" »

Anerkennung von Lipiden

Materialien

• Reagenzgläser
• Reagenzglasständer
• Glasstäbe
• Feuerzeug
• Becherglas
• Pipetten
• Natriumhydroxid (NaOH) 20%
• Sudan-III-Lösung
• Rote Tinte
• Ether, Chloroform oder Aceton
• Olivenöl

Verseifungszahl

Grundlagen

Erhitztes Fett reagiert mit Natrium- oder Kaliumhydroxid und zersetzt sich in seine Bestandteile: Glycerin und Fettsäuren. Diese Ionen bilden in Kombination mit dem Hydroxid Seifen, also Natrium- oder Kaliumsalze der Fettsäuren. Bei Lebewesen erfolgt die Hydrolyse der Triglyceride durch Enzyme (Lipasen), die ebenfalls Fettsäuren und Glycerin freisetzen.

Durchführung

• Geben Sie 2 ml Öl und 2 ml NaOH (20%) in ein Reagenzglas.
• Kräftig schütteln und das Röhrchen für 20 bis 30 Minuten in ein Wasserbad stellen.
• Beobachtung: Es

Ionische Bindung

Bei einer ionischen Bindung werden Elektronen vollständig von einem Atom auf ein anderes übertragen.

Eigenschaften von ionischen Verbindungen

• Sie sind bei Raumtemperatur fest.
• Sie leiten im festen Zustand keinen elektrischen Strom, jedoch im geschmolzenen oder gelösten Zustand.
• Sie haben hohe Schmelzpunkte.
• Sie sind hart, aber zerbrechlich.
• Sie bieten hohen Widerstand gegen Verformung.
• Sie sind sehr leicht löslich in Wasser und anderen polaren Lösungsmitteln.

Beispiele

NaCl, Li₂O (Hinweis: H₂O ist eine kovalente Verbindung).

Kovalente Bindung

Die kovalente Bindung beschreibt die Vereinigung von Atomen durch das Teilen von einem oder mehreren Elektronenpaaren, wenn die Elektronegativitätsdifferenz für eine Ionenbindung nicht... Weiterlesen "Chemische Bindungen: Ionisch, Kovalent und Metallisch" »