Grundlagen der Chemie: Definitionen und Eigenschaften

Katalysatoren: Definition und Wirkung

Ein Katalysator ist ein Stoff, der in einer chemischen Reaktion die Geschwindigkeit verändert, ohne dabei selbst verbraucht zu werden. Er ist an der Reaktion beteiligt, wird aber nicht durch sie verändert. Es gibt positive Katalysatoren, die die Reaktionsgeschwindigkeit erhöhen, und negative Katalysatoren, die sie verringern.

Erdöl: Zusammensetzung, Nutzung und Entstehung

Erdöl ist ein Gemisch aus organischen Stoffen, die flüssig, gasförmig oder auch als feste Lösung vorliegen und in erster Linie reich an Kohlenwasserstoffen sind. Es gibt einfache Kohlenwasserstoffe wie Methan, aber auch viel komplexere, die bis zu 40 Kohlenstoffatome enthalten können. Ebenso sind organische Verbindungen mit Sauerstoff, wie Phenole, enthalten. Erdöl besteht hauptsächlich aus Kohlenstoff, einem geringeren Prozentsatz an Wasserstoff und einem noch geringeren Prozentsatz an anderen Elementen wie Stickstoff, Sauerstoff und Schwefel. Es ist eine schwarze, ölige Flüssigkeit, die in Raffinerien einer Reihe von industriellen Prozessen unterzogen wird, um nützliche Produkte zu gewinnen, darunter:

• Kraftstoffe wie Benzin
• Schmierstoffe
• Asphalt
• Andere Stoffe wie Lacke oder Kunststoffe

Erdöl ist von großer wirtschaftlicher Bedeutung für die Entwicklung eines Landes. Bezüglich seiner Entstehung gibt es verschiedene Theorien, wobei die am weitesten akzeptierte besagt, dass es aus Sedimenten von Meerestieren und -pflanzen (Plankton) aus alten Zeiten stammt. Diese Sedimente durchliefen in Abwesenheit von Luft und unter hohem Druck verschiedene Prozesse, die zur Bildung der Kohlenwasserstoffe führten, die heute als Rohöl bekannt sind.

Faradaysche Gesetze der Elektrolyse

1. Die Masse der Substanz, die an den Elektroden einer Elektrolysezelle abgeschieden wird, ist proportional zur durchgeflossenen Strommenge.
2. Die Gesamtladung, die in einer Elektrolysezelle übertragen werden muss, um ein Mol Elektronen zu bewegen, beträgt 96.500 C (Faraday-Konstante).

Zwischenmolekulare Kräfte: Arten und Beispiele

Zwischenmolekulare Kräfte sind Anziehungskräfte, die zwischen kovalent gebundenen Molekülen wirken.

• Van-der-Waals-Kräfte:

  Sehr schwache Anziehungskräfte.

• Dipol-Dipol-Kräfte:

  Diese Anziehungskräfte treten zwischen permanenten elektrischen Dipolen auf, d.h. zwischen polaren Molekülen mit einem Dipolmoment (z.B. HCl).

• Dipol-induzierte Dipol-Kräfte:

  Treten auf, wenn ein polares Molekül (Dipol) ein benachbartes neutrales oder unpolarisiertes Molekül polarisiert. Dies führt zu einer Ladungsverschiebung im unpolaren Molekül, wodurch ein induzierter Dipol entsteht. Zwischen dem permanenten Dipol und dem induzierten Dipol wirken schwache Anziehungskräfte (z.B. zwischen HF und Ar).

• Wasserstoffbrückenbindungen:

  Eine spezielle Art der Dipol-Dipol-Wechselwirkung, die zwischen einem Wasserstoffatom und einem kleinen, stark elektronegativen Atom (Fluor, Sauerstoff, Stickstoff) stattfindet, das eine stark polarisierte kovalente Bindung bildet.

• London-Dispersionskräfte (induzierte Dipol-Dipol-Kräfte):

  Diese Kräfte wirken zwischen unpolarisierten Molekülen und entstehen durch temporäre, spontan auftretende Dipole.

Eigenschaften metallischer Stoffe

• Hohe Schmelz- und Siedepunkte
• Hohe elektrische Leitfähigkeit im festen Zustand
• Hohe Wärmeleitfähigkeit
• Duktilität (ziehbar)
• Verformbarkeit (hämmerbar)
• Zähigkeit

Beispiel: Eisen (Fe)

Eigenschaften ionischer Substanzen

Ionische Substanzen sind durch Ionenbindungen verbunden. Sie sind hart, haben hohe Siedepunkte und sind im festen Zustand nicht elektrisch leitfähig. In geschmolzenem Zustand oder in Lösung sind sie jedoch gute Leiter. Beispiel: Natriumchlorid (NaCl).