Grundlagen der Chemie: Gesetze und Theorien

Chemische Reaktionen

Eine chemische Reaktion ist ein Vorgang, bei dem eine oder mehrere Substanzen ineinander oder in andere Stoffe umgewandelt werden.

Gesetz von der Erhaltung der Masse (Lavoisier)

Die Masse eines Systems bleibt konstant, unabhängig von der Transformation, die innerhalb des Systems stattfindet. Bei jeder chemischen Umwandlung in einem geschlossenen System bleibt die Gesamtmasse der Ausgangsstoffe erhalten.

Gesetz der konstanten Proportionen (Proust)

Wenn sich zwei oder mehr Elemente zu einer Verbindung kombinieren, geschieht dies immer in definierten und konstanten Massenverhältnissen. Dieses Gesetz ermöglicht es, homogene Verbindungen von Mischungen zu unterscheiden:

• Eine homogene Mischung kann aus denselben Komponenten wie eine Verbindung bestehen, weist jedoch variable Proportionen auf.
• Eine chemische Verbindung besitzt ein einziges und unveränderliches Mischungsverhältnis.

Beispiel: Das Massenverhältnis von Kupfer zu Schwefel ist in allen Fällen: Masse Kupfer / Masse Schwefel = 4.

Daltons Atomtheorie

1. Materie besteht aus unteilbaren Atomen.
2. Atome sind unveränderlich.
3. Elemente bestehen aus identischen Atomen.
4. Atome verschiedener Elemente haben unterschiedliche Massen und chemische Eigenschaften.
5. Chemische Verbindungen werden durch die Kombination von zwei oder mehr Atomen verschiedener Elemente gebildet.
6. Wenn sich Atome zu einer Verbindung kombinieren, geschieht dies in einem einfachen ganzzahligen Verhältnis.
7. Bei chemischen Reaktionen ändert sich lediglich die Verteilung der Atome.

Grundbegriffe

Element

Ein Stoff, der aus gleichartigen Atomen gebildet wird.

Verbindung (Compound)

Ein Stoff, der aus festen Proportionen verschiedener, miteinander kombinierter Atome besteht.

Gesetz von Gay-Lussac (Gasvolumina)

Gay-Lussac stellte fest, dass sich 2 Volumina Wasserstoff mit 1 Volumen Sauerstoff zu 2 Volumina Wasserdampf verbinden, sofern alle Gase unter den gleichen Bedingungen von Druck und Temperatur gemessen werden: 2 Vol. Wasserstoff + 1 Vol. Sauerstoff = 2 Vol. Wasserdampf.

Avogadro-Gesetz

Avogadro stellte eine Hypothese auf, die in zwei Punkte unterteilt ist:

1. Die kleinsten Gasteilchen sind nicht Atome, sondern Aggregate von Atomen, die wir Moleküle nennen.
2. Gleiche Volumina von Gasen enthalten bei gleichen Bedingungen von Druck und Temperatur die gleiche Anzahl an Molekülen.

Stoffmenge und Mol

Die Stoffmenge n hat als SI-Einheit das Mol. Ein Mol ist eine Gruppe von 6,022 × 10²³ identischen Teilchen (Atome, Moleküle, Ionen, Elektronen etc.). Diese Zahl wird zu Ehren des Wissenschaftlers als Avogadro-Konstante bezeichnet.

Molares Volumen

Das molare Volumen ist das Volumen, das ein Mol eines Gases bei 273 K und 1 atm einnimmt. Dieses beträgt für alle Gase 22,4 L. In 22,4 L eines Gases (bei 273 K und 1 atm) befinden sich 6,022 × 10²³ Atome oder Moleküle.