Grundlagen der Chemie: Prozentuale Zusammensetzung und Gaszustände

Prozentuale Zusammensetzung chemischer Verbindungen

Die prozentuale Zusammensetzung einer Verbindung kann anhand ihrer chemischen Formel bestimmt werden, indem der prozentuale Anteil jedes Elements in der Verbindung berechnet wird.

Bestimmung der chemischen Formel

Wenn die prozentuale Zusammensetzung bekannt ist, kann die chemische Formel (einfachste Formel oder empirische Formel) bestimmt werden. Dies erfordert die experimentelle Bestimmung folgender Faktoren:

• Der Anteil der einzelnen Elemente (für die qualitative Analyse).
• Die molekulare Masse der Verbindung.
• Die Struktur des Moleküls durch physikalische Methoden (IR, NMR, Massenspektroskopie) und chemische Mittel (anorganische und organische Analyse).

Der gasförmige Zustand und Gaseigenschaften

Eigenschaften von Gasen:

• Gase können stark komprimiert werden.
• Sie üben Druck auf ihre Umgebung aus.
• Sie dehnen sich aus, um das gesamte Volumen des Behälters auszufüllen.
• Gase diffundieren ineinander (gegenseitige Durchmischung).
• Der Zustand eines Gases wird durch die Variablen Temperatur, Druck, Volumen und Stoffmenge (Mol) beschrieben.

Volumen (V)

Das Volumen bezeichnet den Raum, den ein Stoff einnimmt. Im Falle eines Gases entspricht das Volumen dem Volumen seines Behälters (Einheiten: cm³, l).

Temperatur (T)

Die Temperatur ist ein Maß für die thermische Energie eines Körpers. Ein heißer Körper besitzt eine höhere Temperatur als ein kalter Körper. Es werden verschiedene Skalen verwendet:

• Celsius-Skala (°C).
• Absolute Skala: Kelvin (K = 273,15 + °C).

Druck (p) und seine Messung

Der Druck ist definiert als das Verhältnis zwischen der ausgeübten Kraft und der Fläche, auf die sie wirkt. Es kann gezeigt werden, dass der Druck in Flüssigkeiten von der Höhe der damit verbundenen Flüssigkeitssäule abhängt (gestützt auf das Pascal'sche Prinzip).

Als Faustregel gilt: Der Luftdruck auf Meereshöhe beträgt 760 mm Hg. Pro 10 Meter Höhenzunahme nimmt der Druck um etwa 1 mm Hg ab. Zu Ehren von Torricelli wird der Standard-Atmosphärendruck (1 atm) bei 0 °C als 760 mm Hg definiert.

Die Einheit für Druck im internationalen System ist das **Pascal (Pa)**, definiert als der Druck, der durch eine Kraft von 1 Newton (1 N) ausgeübt wird, die auf einer Oberfläche von 1 m² wirkt.