Rechnen in der Chemie: 1 Grundoperationen, Stöchiometrie
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Wien u.a.
Springer
1979
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|---|---|
| adam_text | Inhaltsverzeichnis
1. Allgemeines Rechnen .................................. 1
A. Mathematische Schreibweise und Genauigkeit .......... 1
Dezimalzahlen und vierteilige Zahlen 1. — Genauigkeit
im Zahlenrechnen 1. — Mathematische Zeichen 3.—
Formel- und Einheitenzeichen 3. — Dezimale Vielfache
und dezimale Teile von Einheiten 3. —- Das griechische
Alphabet 4.
B. Bruchrechnen ..................................... 4
Teilbarkeit der Zahlen 4. — Umformen von Brüchen 4. —
Kürzen und Erweitern von Brüchen 6. — Addieren von
Brüchen 7. — Subtrahieren von Brüchen 7. — Multipli-
zieren von Brüchen 7. — Dividieren von Brüchen 8.
C. Proportionen (Verhältnisgleichungen) ................. 9
Schlußrechnung (Dreisatz) 9. — Proportionen 10. — Der
abgekürzte Dreisatz 11. — Umgekehrte Verhältnisse 12.
D. Prozentrechnen .................................... 14
E. Mittelwert (Arithmetisches Mittel).................... 15
F. Der „aliquote Teil ................................. 16
G. Errechnen von Zwischenwerten aus Tabellen (Interpolieren) 17
H. Potenzieren und Radizieren (Wurzelziehen) ............ 18
Potenzieren 18. —- Radizieren 19.
J. Grundzüge der Algebra ............................. 19
Allgemeine und relative Zahlen 19. — Addieren und Sub-
trahieren 21. — Multiplizieren 23. — Dividieren 25.—
Gleichungen mit einer Unbekannten 27. — Gleichungen
mit 2 Unbekannten 31. — Quadratische Gleichungen mit
einer Unbekannten 33.
K. Rechnen mit Logarithmen........................... 33
Begriff des Logarithmus 33. — Sätze über Logarithmen
35. — Die Logarithmentafel 36. — Rechnen mit Log-
arithmen 39.
VIII Inhaltsverzeichnis
L. Der logarithmische Bechenschieber ................... 43
Einrichtung des Rechenschiebers 43. —- Ablesen und Ein-
stellen 43. — Multiplizieren 45. — Dividieren 46. •— Po-
tenzieren 47. — Ziehen der Quadratwurzel 48.
M. Einheiten im Meßwesen ............................. 48
Länge 49. — Fläche 49. — Volumen 50. — Ebene Win-
kel 51. — Masse 51. — Zeit 52.
N. Flächenberechnung................................. 52
Pythagoreischer Lehrsatz 52. — Quadrat 54. — Recht-
eck 54. ¦— Parallelogramm 55. — Dreieck 55. —¦ Tra-
pez 56. — Unregelmäßiges Viereck (Trapezoid) 56. — Re-
gelmäßiges Vieleck 57. — Kreis 57. — Kreissektor (Kreis-
ausschnitt) 58. — Kreisabschnitt 58. — Kreisring 58. —
Ellipse 59. — Unregelmäßige Flächen 59.
O. Körperberechnung ................................. 59
Würfel 59. — Prisma 60. — Zylinder 61. — Regelmäßige
Pyramide 62. — Kegel 63. — Pyramiden- und Kegel-
stumpf 63. ¦— Kugel 64. — Kugelsegment (Kugelka-
lotte) 64. — Kugelsektor 65. — Kugelzone 65. — Liegen-
de Zylinder 65. — Gefäße mit eingebauten Apparate-
teilen 66.
P. Grundbegriffe der Trigonometrie ..................... 66
R. Graphisches Rechnen ............................... 69
Graphische Darstellung von Meßergebnissen 69. — Gra-
phische Interpolation 72. — Graphische Rechentafeln
(Nomogramme) 72. — Graphische Darstellung von Misch-
systemen 77.
2. Dichte............................................... 80
A. Berechnen der Dichte............................... 80
Der Begriff Dichte 80. — Temperaturabhängigkeit der
Dichte 81.
B. Bestimmen der Dichte .............................. 83
Auftriebsmethode 83. — Bestimmen der Dichte mit dem
Pyknometer 85. — Schüttdichte 87.
3. Chemische Grundrechnungen ........................... 88
A. Atom- und Molekülmasse — Stöchiometrische Grund-
gesetze ........................................... 88
Chemische Formeln 88. —¦ Atommasse 89. — Grundge-
setze der Stöchiometrie 90. — Molekülmasse 91.—Der
Molbegriff 92.
B. Berechnen der prozentualen Zusammensetzung einer Ver-
bindung .......................................... 95
C. Berechnen der empirischen Formel einer Verbindung .... 96
Inhaltsverzeichnis IX
D. Chemische Reaktionsgleichungen..................... 98
Bedeutung der Reaktionsgleichung 98. — Aufstellen einer
Reaktionsgleichung über die Stoffbilanz 98. ¦— Auffinden
der Koeffizienten nach der algebraischen Methode 100. —
Aufstellen von Summengleichungen 101. — Aufstellen von
Reaktionsgleichungen über die Elektronenbilanz 102.
E. Berechnen des Umsatzes bei chemischen Reaktionen .... 108
F. Äquivalentmasse der Elemente....................... 111
4. Mischphasen.......................................... 115
A. Gehalts- und Konzentrationsangaben ................. 115
Allgemeines 115. — Massenanteil (Prozentgehalt) 117. —
Volumenanteil 119. — Lösungen mit Angabe Gramm
gelöster Stoff in 100 Gramm Lösungsmittel („Löslich-
keit ) 121. — Lösungen mit der Angabe Gramm Stoff in
einem bestimmten Volumen der Lösung 124. — Lösungen
mit Angabe des Mischungsverhältnisses 125. — Stoffmen-
genkonzentration und Stoffmengenanteil 125. — Norma-
lität 127.
B. Mischungsrechnen.................................. 128
Verdünnen einer Lösung mit Wasser 128. — Mischungs-
rechnen 129.
5. Gravimetrie .......................................... 137
Feuchtigkeit und Glührückstand 137. — Gravimetrische
Analysen 139.
6. Volumetrie ........................................... 143
A. Normallösungen ................................... 143
Begriff der Normallösung 143. — Äquivalentmasse che-
mischer Verbindungen in der Neutralisationsanalyse 144.
— Redox-Äquivalentmasse 146. — Herstellen von Nor-
mallösungen 148.
B. Titrationsberechnungen............................. 152
Neutralisations-Titrationen 152. —• Redox-Titrationen 157.
—- Fällungs-Titrationen 163. — Komplexometrische Ti-
trationen (Chelatometrie) 165. — Diazotierungs-Titra-
tionen 168. — Gemischte Aufgaben aus der Volumetrie
und Gravimetrie 169.
7. Indirekte Analyse ..................................... 171
8. Physikalische Rechnungen ............................. 175
A. Temperaturmessung................................ 175
Temperaturskalen 175. — Fadenkorrektur bei Quecksil-
berthermometern 176. — Korrektur des Siedepunktes in
Abhängigkeit vom Druck 177.
X Inhaltsverzeichnis
B. Wärmeenergie ..................................... 178
Spezifische Wärmekapazität 178. — Schmelz- und Ver-
dampfungswärme 181.
C. Grundgesetze der Elektrizität........................ 183
Ohmsches Gesetz 183. -— Der unverzweigte Stromkreis
(Reihenschaltung) 184. ¦— Der verzweigte Stromkreis
(Parallelschaltung) 186. —• Widerstandsmessung mit Hilfe
der Wheatstoneschen Brücke 188. — Spezifischer elek-
trischer Widerstand 189. — Leistung und Energie des
elektrischen Stromes 190. •— Wärme Wirkung des elek-
trischen Stromes 191.
D. Viskosität......................................... 192
9. Gasvolumina ......................................... 194
A. Druck ............................................ 194
Druck und Kraft 194. — Frühere Einheiten und Umrech-
nung 194. — Reduzieren des Barometerstandes 196.
B. Gasgesetze ........................................ 197
Boyle-Mariottesohes Gesetz 197. —¦ Gay-Lussaesche Ge-
setze 198. — Allgemeine Gasgleichung 200.
C. Molvolumen....................................... 203
Avogadrosches Gesetz 203.—Allgemeine Gaskonstante 205.
D. Dichte der Gase.................................... 206
Dichte und relative Dichte von Gasen 206. — Abhängig-
keit der Gasdichte von Druck und Temperatur 207. —
Dichte und Molekülmasse 207.
E. Gasgemische....................................... 208
Daltonsches Gesetz 208. — Sättigung eines Gases mit
Feuchtigkeit 210. — Reduktion feuchter Gasvolumina auf
den Normzustand 211.
F. Gasanalyse ........................................ 212
Gesetz der einfachen Volumenverhältnisse 212. — Metho-
den der Gasanalyse 213.
10. Physikalisch-chemische Rechnungen .................... 217
A. Optisches Drehvermögen ........................... 217
B. Elektrolyse....................................... 218
C. Chemisches Gleichgewicht .......................... 222
Massenwirkungsgesetz und Gleichgewichtskonstante 222.
— Gasgleichgewichte 224. — Elektrolytische Dissozia-
tion 226. — pH-Wert 228. — Säuren-Basen-Gleichge-
wicht 231. — Puffern 237. — Löslichkeitsprodukt 240. —
Komplex-Gleichgewichte 242. — Verteilungsgleichge-
wicht 243.
Inhaltsverzeichnis XI
D. Bestimmung der Molmasse ......................... 245
Aus der Elementarzusammensetzung 245. — Aus der
Gasdichte 245. — Mit Hilfe der allgemeinen Gasglei-
chung 246. — Aus der Dampfdruckerniedrigung 247. —
Aus der Siedepunkterhöhung und Gefrierpunkterniedri-
gung 248.
E. Thermochemische Rechnungen...................... 250
Wärmetönung chemischer Reaktionen 250. — Reaktions-
energie und Reaktionsenthalpie 251. — Heizwert und
Brennwert 254.
11. Lösungen zu den Aufgaben ............................ 257
12. Tabellen und Tafeln .................................. 284
Tab. 1. Flüssigkeitsinhalte liegender Zylinder .......... 66
Tab. 2. Trigonometrische Funktionen................. 70
Tab. 3. Zusammenhang SI-Einheiten/frühere Einheiten . . 195
Tab. 4. Relative Atommassen der Elemente ........... 284
Tab. 5. Relative Molekülmassen häufiger verwendeter
Verbindungen .............................. 285
Tab. 6. Analytische Faktoren........................ 287
Tab. 7. Maßanalytische Äquivalente.................. 288
Tab. 8. Löslichkeit einiger Salze in Wasser............. 290
Tab. 9. Dichte und Gehalt wäßriger Lösungen ......... 290
Tab. 10. Dichte des Wassers in Abhängigkeit von der Tem-
peratur .................................... 295
Tab. 11. Sättigungsdruck des Wasserdampfes über Wasser 296
Tab. 12. Litermasse einiger Gase ...................... 296
Tab. 13. Fünfstellige Logarithmen (Mantissen) .......... 297
Sachverzeichnis.................................-........ 315
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