Notes, abstracts, papers, exams and problems of Chemie

Reversible Reaktionen

Im Allgemeinen können wir sagen, dass alle Reaktionen reversibel sind. Die äußeren Bedingungen zum Zeitpunkt der Reaktion bestimmen jedoch, dass die Aktivierungsenergie für eine der beiden Richtungen deutlich niedriger ist als für die andere. Daher wird die Reaktionsgeschwindigkeit in eine Richtung begünstigt.

Chemisches Gleichgewicht

Chemisches Gleichgewicht ist die Situation, in der die Bildungsrate von Reaktanten und Produkten in einer chemischen Reaktion gleich ist. Die Bedingungen, die erfüllt sein müssen, bis das Gleichgewicht erreicht ist, hängen von jeder Reaktion ab.

Massenwirkungsgesetz

Die Geschwindigkeit einer Reaktion ist proportional zum Produkt der aktiven Massen der Reaktionspartner.

Die Gleichgewichtskonstante

Das... Continue reading "Chemisches Gleichgewicht und Le Chateliers Prinzip" »

Messung der Redox-Energie

Die Energie, die mit einem Redox-Prozess verbunden ist, kann nicht isoliert gemessen werden. Es können immer nur zwei Prozesse zusammen gemessen werden. Die Energie der Wasserstoffelektrode wird als Referenzwert (0 Volt) verwendet.

Elektrodenpotentiale

Eine Zelle besteht aus einer Elektrode vom Typ X (Kathode) im Vergleich zur Wasserstoffelektrode (Anode). Die Energie von Redox-Prozessen, die in Lösung gemessen wird (in Volt), hängt von der Konzentration ab. Die in Tabellen angegebenen Potentiale werden bei 1M Konzentration der beteiligten Kationen gemessen.

Damit eine Redoxreaktion spontan abläuft, muss der Wert des Potentials des Oxidationsmittels größer sein als der des Reduktionsmittels.

Einfluss der Konzentration

Die... Continue reading "Redox-Reaktionen und Elektrodenpotentiale" »

Carbonsäuren

Carbonsäuren werden durch die Carboxygruppe (-COOH) am Ende einer Kohlenstoffkette gekennzeichnet.

Ihre IUPAC-Namen werden gebildet, indem man dem Namen des entsprechenden Alkans das Wort "Säure" voranstellt und die Endung -an durch -oic acid ersetzt. Die Position der Carboxygruppe (immer C1) muss nicht angegeben werden.

Bei Dicarbonsäuren wird die Endung -dioic acid verwendet.

Oft werden auch traditionelle Namen verwendet, die von der IUPAC zugelassen sind.

Wenn die Carboxygruppe als Substituent an einer Seitenkette oder an einem Ring vorliegt, wird das Präfix Carboxy- verwendet, oft mit einer Positionsnummer.

Bei Verbindungen mit mehr als zwei Carboxygruppen, die nicht Teil der Hauptkette sind, kann die Benennung durch Anhängen... Continue reading "Organische Chemie: Carbonsäuren, Ester, Amine, Nitro" »

Das Bohrsche Atommodell aus dem Jahr 1913 basierte auf der Untersuchung der Emissionsspektren von Atomen und der Quantentheorie.

Emissionsspektren von Atomen

Wenn Elemente Licht emittieren, entsteht ein Spektrum. Jedes Element hat ein anderes Spektrum.

Quantentheorie

In einer chemischen Reaktion kann man nicht von einer Menge an Materie sprechen, die kleiner ist als ein Atom. Es gibt auch ein Minimum an Energie, die abgegeben werden kann, die Photonen oder Quanten.

Bohrs Atommodell: Grundlagen

Bohrs Atommodell umfasst vier grundlegende Postulate:

• Elektronen in Atomen befinden sich in Bahnen oder Energieniveaus um den Kern.
• Elektronen in kernnahen Bahnen besitzen weniger Energie als solche in kernfernen Bahnen.
• Jedes Elektron in einem Atom kann nur bestimmte

Lavoisier: Gesetz der Massenerhaltung

In einer abgeschlossenen chemischen Reaktion ist die Gesamtmasse der Reaktanten gleich der Gesamtmasse der Produkte. Beispiel: 2,5 g + 1,2 g = 3,7 g

Proust: Gesetz der konstanten Proportionen

Das Massenverhältnis, in dem sich zwei oder mehr Elemente zu einer bestimmten Verbindung vereinigen, ist immer konstant und unabhängig vom Herstellungsverfahren der Verbindung.

Dalton: Gesetz der multiplen Proportionen

Wenn zwei Elemente mehr als eine Verbindung miteinander bilden, dann stehen die Massen des einen Elements, die sich mit einer konstanten Masse des anderen Elements verbinden, im Verhältnis kleiner ganzer Zahlen zueinander.

Atommodelle: Thomson vs. Rutherford

Unterschiede

Thomson postulierte, dass das Atom... Continue reading "Grundlagen der Atomtheorie und chemischen Gesetze" »

Wasser in der Pflanze

Nährstofftransport

Transportiert Nährstoffe und den aufsteigenden Saft von den Wurzeln zu den Blättern.

Spezifische Wärme

Reguliert die Temperatur der Zellen und schützt das wässrige Zytoplasma vor Temperaturschwankungen.

Osmose

Bewegung des Lösungsmittels durch eine semipermeable Membran von einer Lösung geringerer Konzentration zu einer Lösung höherer Konzentration bei konstanter Temperatur.

Physiologische Prozesse mit Wasserbeteiligung

Bestandteil

Macht 80 bis 90 % des Frischgewichts von Pflanzengewebe (z. B. Früchten) aus.

Lösungsmittel

Löst Pflanzennährstoffe für die Aufnahme.

Edukt

Ist Reaktionspartner bei Stoffwechselprozessen (z. B. Photosynthese).

Turgor

Sorgt für den Turgordruck, der die Pflanze straff hält... Continue reading "Wasser in Pflanzen & Boden: Eigenschaften & Transport" »

Prinzipien der Chemie

Masse ist ein grundlegendes Merkmal der Materie.

Die Chemie befasst sich mit der Untersuchung der Natur der Materie und der Veränderungen, die sie erfährt.

Physikalische Veränderungen verändern die Natur der Stoffe nicht, chemische Veränderungen hingegen schon.

Reine Stoffe

Ein reiner Stoff hat eine bestimmte und konstante Zusammensetzung, spezifische physikalische und chemische Eigenschaften und kann nicht durch physikalische Methoden in einfachere Stoffe getrennt werden.

Gemische

Ein Gemisch besteht aus verschiedenen Stoffen, die in unterschiedlichen Zusammensetzungen und Eigenschaften zusammenkommen. Gemische können homogen oder heterogen sein.

Trennung von Gemischen

Die Bestandteile von Gemischen können durch physikalische

Chemische Bindungen

Kovalente Bindungen

Treten zwischen Atomen auf, die Elektronenpaare teilen. Die Elektronegativitätsdifferenz ist kleiner als 1,7.

• Unpolare kovalente Bindung: Elektronegativitätsdifferenz ist null.
• Polare kovalente Bindung: Elektronegativitätsdifferenz ist kleiner als 1,7, aber größer als 0.
• Koordinative kovalente Bindung: Ein Atom stellt beide Elektronen des Elektronenpaares zur Verfügung.
• Mehrfachbindungen: Können einfach (ein gemeinsames Elektronenpaar), doppelt (zwei gemeinsame Elektronenpaare) oder dreifach (drei gemeinsame Elektronenpaare) sein.

Hybridisierung von Atomorbitalen

Neue Orbitale entstehen durch die Mischung verschiedener Atomorbitale. Beispiel: sp³-Hybridisierung.

Metallische Bindung

Entsteht durch die Bewegung... Continue reading "Chemische Bindungen und Atomstruktur" »

Gravimetrie

Gravimetrie stützt sich auf Messungen, die die Masse einbeziehen, und umfasst im Wesentlichen zwei experimentelle Schritte:

• Wiegen der Probe.
• Wiegen des Analyten oder einer bekannten chemischen Substanz der Zusammensetzung mit dem Analyten.

Arten der Analyse

a) Gravimetrie durch Verflüchtigung

Hierbei wird der Analyt von anderen Bestandteilen einer Probe getrennt, indem er in ein Gas bekannter chemischer Zusammensetzung umgewandelt wird.

Das Gewicht dieses Gases dient als Maß für die Konzentration des Analyten.

b) Gravimetrie durch Fällung

Der Analyt wird von den Komponenten einer Lösung als Niederschlag getrennt, behandelt und in eine Verbindung bekannter Zusammensetzung umgewandelt, die gewogen werden kann.

Abscheider-Agenten

• Spezifisch:

Daltons Atomtheorie: Grundlagen und Annahmen

Daltons Hypothese beruhte auf folgenden Prämissen:

Die Elemente sind aus Atomen aufgebaut, die unabhängige, materielle, unveränderliche und unteilbare Teilchen sind.
Die Atome desselben Elements sind in ihrer Masse und anderen Eigenschaften gleich.
Atome verschiedener Elemente haben unterschiedliche Massen und Eigenschaften.
Verbindungen entstehen durch die Verbindung von Atomen verschiedener Elemente in einem einfachen, ganzzahligen Verhältnis.

Aus der Atomtheorie von Dalton lassen sich folgende Definitionen ableiten:

• Ein Atom ist das kleinste Teilchen eines Elements, das dessen Eigenschaften beibehält.
• Ein Element ist ein Stoff, der aus gleichen Atomen besteht.
• Eine Verbindung ist eine Substanz,