Notes, abstracts, papers, exams and problems of Chemie

Anforderungen an eine volumetrische Reaktion

Damit eine Reaktion in der Volumetrie verwendet werden kann, muss sie folgende Bedingungen erfüllen:

• Die Reaktion zwischen der Maßlösung und der zu titrierenden Substanz muss quantitativ ablaufen, ohne dass ein Überschuss an Reagenz hinzugefügt werden muss. Die Reaktion muss am Äquivalenzpunkt abgeschlossen sein.
• Die Reaktion muss schnell ablaufen. Wenn sie langsam ist, kann sie durch Erhöhung der Temperatur oder durch Zugabe von Katalysatoren beschleunigt werden.
• Die Reaktion muss stöchiometrisch und definiert sein.
• Es muss eine Methode zur Bestimmung des Endpunkts geben, die einfach und empfindlich ist.

Merkmale einer Standardlösung

Es gibt zwei Methoden, um eine Standardlösung herzustellen:... Continue reading "Volumetrie: Konzepte und Grundlagen" »

Periodensystem der Elemente: Eigenschaften und Atomstruktur

Elektronenkonfiguration

• 1: 1s₁ (H) (1)
• 2: 2s₂ (Be) (2)
• 3: 3d₁4s₂ (Sc) (4)
• 4: 3d₂4s₂ (Ti) (4)
• 5: 3d₃4s₂ (V) (4)
• 6: 3d₅4s₁ (Cr) (4)
• 7: 3d₅4s₂ (Mn) (4)
• 8: 3d₆4s₂ (Fe) (4)
• 9: 3d₇4s₂ (Co) (4)
• 10: 3d₈4s₂ (Ni) (4)
• 11: 3d₁₀4s₁ (Cu) (4)
• 12: 3d₁₀4s₂ (Zn) (4)
• 13: 2s₂2p₁ (B) (2)
• 14: 2s₂2p₂ (C) (2)
• 15: 2s₂2p₃ (N) (2)
• 16: 2s₂2p₄ (O) (2)
• 17: 2s₂2p₅ (F) (2)
• 18: 1s₂ (He) (1)

Atommasse, Atomspektren und Energie

• Atommasse: Gesamtmasse = (Isotopmasse × Häufigkeit (%)) / 100
• Energie (E): E = h × ν
• Atomspektren: 1/λ = R_H (1,097 × 10⁷) × (1/n₁² - 1/n₂²)
• Frequenz (ν): ν = E/h
• Wellenlänge (λ): λ = c/ν

Dabei gilt: R_H = Rydberg-Konstante, h = Planck-Konstante, c = Lichtgeschwindigkeit

Elektronenaffinität

Die Elektronenaffinität... Continue reading "Periodensystem: Eigenschaften & Atomstruktur" »

Chemische Gleichgewichte: Eine Einführung

Man unterscheidet zwischen homogenen Gleichgewichten, bei denen Edukte und Produkte im gleichen physikalischen Zustand vorliegen, und heterogenen Gleichgewichten, bei denen dies nicht der Fall ist.

Gleichgewichtskonstante Kc

Das Massenwirkungsgesetz beschreibt die Gleichgewichtskonstante (Kc). Sie ist definiert als das Produkt der Konzentrationen der Produkte, jeweils potenziert mit ihrem stöchiometrischen Koeffizienten, dividiert durch das Produkt der Konzentrationen der Reaktanten, ebenfalls jeweils potenziert mit ihrem stöchiometrischen Koeffizienten. Der Wert von Kc ist spezifisch für jede chemische Reaktion und unabhängig von den Anfangskonzentrationen der Edukte und Produkte. Kc hängt nur von... Continue reading "Chemische Gleichgewichte: Kc, Qc, Kp und Le Chatelier" »

Eigenschaften von Fetten

Fette sind eine sehr heterogene Gruppe von Chemikalien, sowohl in Bezug auf ihre Struktur als auch auf ihre Funktionen. Sie bestehen hauptsächlich aus Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff, obwohl einige in geringen Mengen auch Phosphor, Stickstoff und Schwefel enthalten können. Lipide sind eine Gruppe organischer Biomoleküle, die zwei wesentliche Merkmale aufweisen:

• Sie sind in Wasser und anderen polaren Lösungsmitteln unlöslich.
• Sie sind in organischen (nicht-polaren) Lösungsmitteln wie Benzin oder Benzol löslich.

Fettsäuren

Fettsäuren sind Moleküle, die aus einer langen aliphatischen Kohlenwasserstoffkette bestehen (d. h. linear mit einer geraden Anzahl von Kohlenstoffatomen), deren letztes Atom eine Carboxylgruppe... Continue reading "Eigenschaften von Fetten und Lipiden" »

Chemische Reaktionen: Eine Einführung

Eine chemische Reaktion ist ein Prozess, bei dem eine oder mehrere Substanzen in andere umgewandelt werden. Die chemische Bindung ist die Verbindung zwischen den Elementarteilchen, aus denen eine Substanz besteht (ionisch, kovalent und metallisch).

Reaktanten und Produkte

Reaktanten: Stoffe, die eine chemische Reaktion einleiten.

Produkte: Stoffe, die am Ende einer chemischen Reaktion entstehen.

Reaktionsgleichungen

Eine Reaktionsgleichung ist eine kurze Darstellung einer chemischen Reaktion.

Das Ausgleichen von Reaktionsgleichungen

Das Ausgleichen einer chemischen Gleichung bedeutet, jeder Komponente den entsprechenden stöchiometrischen Koeffizienten zuzuordnen, sodass die Anzahl der Atome jedes Elements auf... Continue reading "Chemische Reaktionen: Grundlagen, Definitionen und Gesetze" »

Archer John Martin und Richard Laurence Millington Synge

Nobelpreis für Chemie 1952

Martin und Synge trugen dazu bei, die Grundlagen der Chromatographie zu legen. Die Chromatographie ist eine analytische Technik, die verwendet wird, um die Komponenten einer Mischung zu identifizieren und zu trennen. Sie basiert auf der selektiven Wechselwirkung der Komponenten mit einem Adsorptionsmittel.

Die Verteilungschromatographie trennt die Komponenten einer Mischung zwischen einer stationären und einer mobilen Phase. Die Trennung beginnt, wenn eine der Substanzen stärker von der stationären Phase zurückgehalten wird.

• Stationäre Phase: Kann ein Feststoff mit großer Oberfläche sein.
• Mobile Phase: Eine Flüssigkeit, die die Mischung durch die stationäre

Ein Material kann eine Mischung oder ein reiner Stoff sein. Reine Stoffe sind chemische Elemente oder chemische Verbindungen. Sauerstoff ist ein chemisches Element, das durch keinen chemischen Prozess zerlegt werden kann. Ein Wasser-Container ist ein Gemisch, das in Sauerstoff und Wasserstoff durch chemische Methoden zerlegt werden kann (z.B. durch einen elektrischen Strom). Ein Atom ist das kleinste Teilchen eines chemischen Elements. Materie wird durch diskontinuierliche und winzige Teilchen, Atome genannt, gebildet. Die Größe von Atomen liegt in der Größenordnung von 10^-12 Metern (= 1 Pikometer, pm, 0.000000000001 m, 1 pm = 10^-12 m).

Protonen: Tragen eine positive elektrische Ladung (+). Elementarladungen sind die kleinsten bekannten... Continue reading "Grundlagen der Chemie: Stoffe, Atome, Ionen und Moleküle" »

Ionenbindung

Die Ionenbindung ist die Verbindung zwischen Elementen mit sehr unterschiedlicher Elektronegativität. Es handelt sich um einen Transfer von Elektronen von dem weniger elektronegativen Element zu dem elektronegativeren Element, wodurch die jeweiligen positiven Ionen (diejenigen, die Elektronen verlieren) und negativen Ionen (diejenigen, die Elektronen gewinnen) gebildet werden. Diese Art der Bindung tritt meist zwischen Elementen auf, die sich an den entgegengesetzten Enden des Periodensystems befinden. Das heißt, die Verbindung zwischen sehr elektronegativen Elementen (Nichtmetallen) und wenig elektronegativen Elementen (Metallen).

Eigenschaften der Ionenbindung

• Hohe Schmelz- und Siedetemperaturen.
• Bei Raumtemperatur fest.
• Das Kristallgitter

Latente Wärme des Zustandswechsels

Die latente Wärme des Zustandswechsels, L, ist die Menge an Wärmeenergie, die benötigt wird, um eine Masse von 1 kg einer reinen Substanz bei einem bestimmten Druck und einer bestimmten Temperatur zu übertragen, um ihren Zustand zu ändern: Q = m x L.

Wir können zwischen latenter Schmelzwärme und latenter Verdampfungswärme unterscheiden:

Latente Schmelzwärme

Im Falle des Schmelzens: Q = m x Lf

Hier ist Lf die latente Schmelzwärme, die der Erstarrungswärme entspricht. Der Unterschied besteht darin, dass wir beim Schmelzen dem Körper Energie zuführen, während wir beim Erstarren Energie in Form von Wärme an die Umgebung abgeben.

Latente Verdampfungswärme

Im Falle der Verdampfung: Q = m x Lv

Hier ist Lv... Continue reading "Latente Wärme, Ausdehnung und Wärmeübertragung" »

**Kernenergie: Grundlagen und Arten**

Die Kernenergie befasst sich mit den Veränderungen und Reaktionen in den Atomkernen. Die Struktur eines Atoms besteht aus einem Kern mit Protonen und Neutronen, die von Elektronen umgeben sind. Ein Atomkern ist durch die Anzahl seiner Protonen gekennzeichnet, die als Ordnungszahl (Z) bezeichnet wird. Die Summe aus Protonen und Neutronen in einem Atom wird als Atommasse (A) bezeichnet. Isotope sind Atome mit gleicher Ordnungszahl, aber unterschiedlicher Atommasse.

**Radioaktivität**

Die natürliche Radioaktivität ist ein Phänomen der spontanen Kernumwandlung. Wenn sich ein Atomkern ohne äußere Einwirkung in einen anderen umwandelt, spricht man von Radioaktivität. Diese Strahlung kann in zwei Arten unterteilt... Continue reading "Kernenergie und Umweltverschmutzung: Ein Überblick" »