Notizen, Zusammenfassungen, Arbeiten, Prüfungen und Probleme für Chemie

Chemische Bindungen: Ionen-, Kovalente & Metallische Bindung

Ionenbindung

Die Ionenbindung ist eine Bindung, die aus der elektrostatischen Anziehungskraft zwischen Ionen entgegengesetzter Ladung resultiert, d.h. zwischen einem stark elektropositiven und einem stark elektronegativen Atom. Dabei kommt es zur Übertragung von Elektronen von einem Atom zum anderen. Diese Bindung tritt in der Regel zwischen einem Metall und einem Nichtmetall auf. Es findet eine vollständige Elektronenübertragung von einem Atom zum anderen statt, wodurch Ionen unterschiedlicher Ladung entstehen.

Das Metall gibt ein oder mehrere Elektronen ab, um positiv geladene Ionen oder Kationen mit einer stabilen Elektronenkonfiguration zu bilden. Diese Elektronen nimmt das... Weiterlesen "Chemische Bindungen: Ionen-, Kovalente & Metallische Bindung" »

Physikalische Eigenschaften des Wassers

Die ungewöhnlich hohen Koch- und Schmelzpunkte im Vergleich zu denen seiner Familie sind auf die Existenz von Wasserstoffbrückenbindungen zurückzuführen. Die Dichte von Wasser steigt zwischen 0 und 4 °C; zwischen 5 und 100 °C sinkt sie. Die Wärmekapazität des Wassers ist hoch. Hohe Werte der Wärmekapazität und latente Wärme des Schmelzens und Verdampfens (q = Masse * spezifische Wärmekapazität * Temperaturänderung; latente Wärme = Wärmebedarf, um einen Zustand in einen anderen zu überführen, ohne die Temperatur zu erhöhen). Verdampfungswärme = 539,5 cal/g, Schmelzwärme = 79,7 cal/g. Grundwasserleiter haben eine stark stabilisierende Wirkung auf das Klima als thermische Regulatoren.... Weiterlesen "Wasser: Eigenschaften, Härte, biologische Bedeutung & Kontamination" »

Freie Energie und Arten von Reaktionen

Wir können vier Arten von Reaktionen betrachten:

1. Exotherme Reaktionen

(ΔH < 0) mit zunehmender Entropie (ΔS > 0), zum Beispiel:

2H₂O₂ (l) → 2H₂O (l) + O₂ (g)

Die Terme ΔH und -TΔS sind beide negativ, so dass ΔG bei allen Temperaturen immer negativ ist. Daher sind diese Reaktionen immer spontan.

2. Endotherme Reaktionen

(ΔH > 0) mit zunehmender Entropie (ΔS > 0), zum Beispiel:

SO₃ (g) → SO₂ (g) + 1/2 O₂ (g)

Die Spontaneität dieser Reaktion wird durch den Entropieterm begünstigt (-TΔS < 0), aber durch den Enthalpieterm benachteiligt (ΔH > 0). Diese Reaktionen sind spontan bei Temperaturen, die hoch genug sind, so dass der negative Beitrag des Terms -TΔS den Beitrag... Weiterlesen "Freie Energie, Thermodynamik und Reaktionen" »

Arrhenius-Theorie der Säuren und Basen

Nach der Theorie von Arrhenius sind Säuren und Basen nur in wässriger Lösung definiert:

• Säure: Jeder Stoff, der in wässriger Lösung unter Bildung von Wasserstoff-Ionen (H⁺) dissoziiert.
• Base: Jeder Stoff, der in wässriger Lösung unter Bildung von Hydroxyl-Ionen (OH^-) dissoziiert.

Neutralisation nach Arrhenius

Die Neutralisation ist die vollständige Reaktion einer Säure und einer Base unter Bildung eines Salzes und Wassers.

HA + BOH → AB + H2O

Brønsted-Lowry-Theorie der Säuren und Basen

Nach der Theorie von Brønsted und Lowry, die die Konzepte von Säure und Base erweitert:

• Säure: Ist jede chemische Spezies (Molekül oder Ion), die fähig ist, ein H⁺-Ion an einen anderen Stoff abzugeben.
• Base: Ist

Grundlagen der Stoffe: Mischungen und Reine Substanzen

Was ist eine Mischung?

Die Mischung wird definiert als ein materielles System, in dem eine Kombination zweier oder mehrerer Stoffe, deren Anteil variabel sein kann, vorliegt.

Arten von Mischungen

Homogene Mischungen

Dies sind diejenigen, die aus zwei oder mehr Komponenten bestehen, die optisch nicht unterschieden werden können.

Heterogene Gemische

Dies sind diejenigen, die aus zwei oder mehr Komponenten gebildet werden und deren Komponenten visuell unterschieden werden können. Sie weisen unterschiedliche Eigenschaften in Abhängigkeit vom Anteil der Bestandteile auf.

Reine Substanzen

Die reine Substanz ist eine, in der, unabhängig vom Aggregatzustand, ihre charakteristischen Eigenschaften es... Weiterlesen "Mischungen, Reine Substanzen und Trennverfahren in der Chemie" »

Chemische Reaktion: Definition

Eine chemische Reaktion ist eine Umwandlung von zwei oder mehr Ausgangsstoffen, genannt Reagenzien, die zu neuen Produkten führen. Die physikalischen und chemischen Eigenschaften dieser Produkte unterscheiden sich völlig von denen der Ausgangsstoffe.

Lavoisiers Gesetz der Massenerhaltung

In einer chemischen Reaktion ist die Gesamtmasse der Reagenzien gleich der Gesamtmasse der Produkte. Oder anders ausgedrückt: „In einer chemischen Reaktion wird Materie weder erzeugt noch vernichtet, sondern nur umgewandelt.“

Prousts Gesetz der konstanten Proportionen

Dieses experimentelle Gesetz besagt: „Elemente verbinden sich stets in einem konstanten Massenverhältnis, um eine bestimmte Verbindung zu bilden.“

Gay-Lussacs

Schnittmenge

Die Schnittmenge ist die Menge aller Elemente, die in allen Mengen enthalten sind.

Beispiele:

• A ∩ C = {a, c}
• B ∩ C = {2, 3}

A = {a, b, c}, B = {1, 2, 3}, C = {a, 2, 3, c, d}

Formal: {x: x ∈ A und x ∈ B}

Differenz

Die Differenz ist die Menge der Elemente, die nicht in den anderen Mengen enthalten sind.

Beispiele:

• A \ B = {a, 1}
• B \ A = {4, 6}

A = {a, b, 1, 2, 3}, B = {b, 3, 4, 6}

Formal: {x: x ∈ A und x ∉ B}

Kartesisches Produkt

Das kartesische Produkt ist die Menge aller geordneten Paare (a, b), wobei a aus der Menge A und b aus der Menge B stammt. Die Größe des kartesischen Produkts ist das Produkt der Größen von A und B.

Beispiel:

A = {a, b, c}, B = {1, 2, 3}

A × B = {(a, 1), (a, 2), (a, 3), (b, 1), (b, 2), (b, 3), (c, 1), (c,... Weiterlesen "Mengenlehre: Operationen und Eigenschaften" »

Physikalische Grundlagen: Gase und Druck

Gase und Druck

Atmosphärischer Druck

Der Druck, der von der Atmosphäre aufgrund ihres Gewichts auf die Oberfläche der Körper ausgeübt wird, die mit ihr in Kontakt stehen.

Boylesches Gesetz

Bei konstanter Temperatur ist das Volumen einer bestimmten Gasmasse umgekehrt proportional zum Druck. Formel: p₁ · V₁ = p₂ · V₂.

Erstes Gesetz von Gay-Lussac

Wenn der Druck konstant bleibt, ist das Volumen einer festen Gasmasse direkt proportional zur absoluten Temperatur.

Wärmeausdehnung (Thermische Dilatation)

Die Zunahme des Volumens eines Körpers bei steigender Temperatur wird als Wärmeausdehnung (oder thermische Dilatation) bezeichnet.

Zweites Gesetz von Gay-Lussac

Wenn das Volumen einer festen Gasmasse... Weiterlesen "Grundlagen der Physik und Chemie: Materie, Gesetze und Elemente" »

Klassifizierung chemischer Reaktionen

Kriterien für die Klassifizierung

Energiebilanz

• Endotherme Reaktionen: Nehmen Wärme auf (ΔH > 0).
• Exotherme Reaktionen: Geben Wärme ab (ΔH < 0).

Reaktionsgeschwindigkeit (Kinetik)

• Langsame Reaktionen
• Schnelle Reaktionen

Einflussfaktoren auf die Reaktionsgeschwindigkeit

• Erhöhung der Konzentration führt zu einer Beschleunigung der Reaktion.
• Erhöhte Temperatur beschleunigt die Reaktion.
• Vergrößerung der Kontaktfläche zwischen den Reaktanten beschleunigt die Reaktion.

Reaktionsrichtung

• Irreversible Reaktionen: Eine Reaktion verläuft nur in eine Richtung, bis das limitierende Reagenz in einem geschlossenen System verbraucht ist.
• Reversible Reaktionen: Diese Reaktionen laufen in beide Richtungen ab.

Art der

Grundlagen der Atomstruktur

Ordnungszahl und Massenzahl

Die Ordnungszahl (Z) gibt die Anzahl der Protonen im Kern eines Atoms an. Beispielsweise hat Natrium (Na) die Ordnungszahl 11, was bedeutet, dass es 11 Protonen und 11 Elektronen besitzt.

Die Massenzahl (A) gibt die Summe der Protonen und Neutronen im Kern eines Atoms an. Natrium hat eine Massenzahl von 23.

Die Anzahl der Neutronen kann mit folgender Formel berechnet werden: A - Z = Anzahl der Neutronen.

Atom und Molekül

In Physik und Chemie ist das Atom die kleinste Einheit eines chemischen Elements, die dessen Identität und Eigenschaften beibehält und nicht durch chemische Reaktionen geteilt werden kann.

Ein Molekül ist das kleinste Teilchen einer Substanz, das die spezifischen chemischen... Weiterlesen "Atomstruktur und Elektronenkonfiguration" »