Chemisches Grundwissen für technische Berufe:
Gespeichert in:
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| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Hamburg
Handwerk und Technik
1995
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| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
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| ISBN: | 3582012719 |
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GRUNDWISSEN
FUER
TECHNISCHE BERUFE
DR. GISELA KATZER PROF. DR. FRANZ KATZER
HANDWERK UND TECHNIK * HAMBURG
IMAGE 2
INHALT
EINLEITUNG 11
1 CHEMIE UND PHYSIK 12
1.1 ARBEITSGEBIETE DER CHEMIE UND DER PHYSIK 12
1.2 PHYSIK UND PHYSIKALISCHER VORGANG 12
1.3 AENDERUNGEN DES AGGREGATZUSTANDES ALS BEISPIEL FUER PHYSIKALISCHE
VORGAENGE 12
1.4 CHEMIE UND CHEMISCHER VORGANG 15
1.5 CHEMISCHE EIGENSCHAFTEN 17
1.6 AENDERUNG VON EIGENSCHAFTEN ALS MERKMALE EINES CHEMISCHEN VORGANGS .
. 18
2 STOFFE 19
2.1 EINTEILUNG DER STOFFE NACH VORKOMMEN UND VERWENDUNG 19
2.2 AGGREGATZUSTAENDE VON STOFFEN 20
2.2.1 GASE 20
2.2.2 FLUESSIGKEITEN 21
2.2.3 FESTKOERPER 22
2.3 ZUSAMMENSETZUNG VON STOFFEN 23
2.3.1 EINTEILUNG DER STOFFE NACH DER ZUSAMMENSETZUNG 23
2.3.2 GEMISCHE/GEMENGE 24
2.3.3 REINE STOFFE 25
3 BAU DER ATOME 28
3.1 GESCHICHTLICHES 28
3.2 ELEMENTARTEILCHEN UND BAU DES ATOMKERNS 32
3.3 PROTONEN 32
3.4 NEUTRONEN 32
3.5 ELEKTRONEN 33
3.6 ABSOLUTE UND RELATIVE ATOMMASSE 34
3.7 RELATIVE MOLEKUELMASSE 35
3.8 DAS MOL ALS TEILCHEN- ODER STOFF MENGE 36
3.9 BEZIEHUNG ZWISCHEN AVOGADROSCHER UND LOSCHMIDTSCHER KONSTANTE 37
3.10 BAU DER ATOMHUELLE 38
4 PERIODENSYSTEM 44
4.1 PERIODIZITAET DER EIGENSCHAFTEN 44
4.2 PERIODIZITAET DES ATOMBAUS 45
4.3 ENERGIESTUFEN DER ELEKTRONEN 47
4.4 PERIODIZITAET DES ATOMVOLUMENS 49
5 PRIMAERE CHEMISCHE BINDUNGEN SO
5.1 ELEKTRONENPAARBILDUNG DURCH SPINKOPPLUNG 50
5.2 WIRKUNG DER ELEKTROSTATISCHEN KRAEFTE AUF DAS BINDENDE ELEKTRONENPAAR
51 5.3 LONENBINDUNG ODER LONENBEZIEHUNG (HETEROPOLARE BINDUNG) 52
5.3.1 BILDUNG VON IONEN 52
5.3.2 LONENWERTIGKEIT 54
5.3.3 ELEKTRONEGATIVITAET 55
5.3.4 STRUKTUR VON LONENVERBINDUNGEN IM FESTEN ZUSTAND - LONENGITTER 57
3
IMAGE 3
INHALT
5.4 ATOMBINDUNG (KOVALENTE ODER HOMOEOPOLARE BINDUNG) 58
5.4.1 BILDUNG GEMEINSAMER ELEKTRONENPAARE 58
5.4.2 UNPOLARE ATOMBINDUNG 59
5.4.3 BINDIGKEIT UNPOLARER MOLEKUELE 61
5.4.4 BINDUNGSENERGIE UND GITTERENERGIE UNPOLARER STOFFE 61
5.4.5 STRUKTUR VON UNPOLAREN MOLEKUELEN IM FESTEN ZUSTAND - MOLEKUELGITTER
62
5.4.6 POLARE ATOMBINDUNG 63
5.4.7 BINDIGKEIT POLARER MOLEKUELE UND FORMALE OXIDATIONSZAHL 64
5.4.8 GESTALT VON MOLEKUELEN 66
5.5 METALLBINDUNG 69
5.6 UEBERGAENGE ZWISCHEN DEN BINDUNGSARTEN 71
6 SEKUNDAERE BINDUNGEN 73
6.1 NAHKRAEFTE ZWISCHEN DEN MOLEKUELEN 73
6.2 POLARE MOLEKUELE - DIPOLMOLEKUELE 73
6.3 EINTEILUNG DER ZWISCHENMOLEKULAREN KRAEFTE 75
6.4 POL-ORIENTIERUNGSKRAEFTE (KEESOM-KRAEFTE) 76
6.5 INDUKTIONSKRAEFTE (DEBYE-KRAEFTE) 77
6.6 DISPERSIONSKRAEFTE (LONDON-KRAEFTE) 78
6.7 WASSERSTOFFBRUECKENBINDUNG 78
7 EINIGE ELEMENTE DES PERIODENSYSTEMS 80
7.1 NICHTMETALLE 80
7.2 BILDUNG VON SAEUREN 84
7.2.1 ZUSAMMENSETZUNG DER SAEUREN 84
7.2.2 SAUERSTOFFFREIE SAEUREN 84
7.2.3 SAUERSTOFFHALTIGE SAEUREN 85
7.2.4 FLUECHTIGE UND SCHWERFLUECHTIGE SAEUREN 87
7.2.5 STARKE UND SCHWACHE SAEUREN - DISSOZIATION UND HYDRATATION 89
7.2.6 REAKTION VON VERDUENNTEN SAEUREN MIT METALLEN 91
7.2.7 OXIDIERENDE SAEUREN 92
7.3 METALLE 94
7.3.1 KRISTALLSTRUKTUR 94
7.3.2 ALLGEMEINE EIGENSCHAFTEN DER METALLE 99
7.3.3 LEGIERBARKEIT 99
7.3.4 EINTEILUNG UND VERWENDUNG DER METALLE 102
7.3.5 OXIDATION VON METALLEN 103
7.3.6 METALLHYDROXIDE, BASEN, LAUGEN 104
7.4 SALZE ALS LONENVERBINDUNGEN ZWISCHEN METALLEN UND NICHTMETALLEN 110
8 STOECHIOMETRISCHE BERECHNUNGEN 114
8.1 GRUNDLEGENDE GESETZE 114
8.2 SCHRITTFOLGE BEIM CHEMISCHEN RECHNEN 114
8.3 RECHENBEISPIEL FUER TEILWEISEN UMSATZ DER AUSGANGSSTOFFE 116
8.4 RECHENBEISPIEL FUER DEN VOLUMENUMSATZ 117
8.5 RECHENBEISPIEL FUER DIE METALLGEWINNUNG AUS ERZEN 117
8.6 AUFGABEN ZUR STOECHIOMETRIE 118
4
IMAGE 4
INHALT
9 BEDINGUNGEN FUER DEN ABIAUF CHEMISCHER REAKTIONEN 119
9.1 REAKTIONSWAERME UND REAKTIONSENTHALPIE 119
9.2 EXOTHERME REAKTIONEN - VERBRENNUNGSENTHALPIE 119
9.3 STANDARDBILDUNGSENTHALPIE 121
9.4 RECHNERISCHE BESTIMMUNG DER STANDARD-BILDUNGSENTHALPIE 121
9.5 AKTIVIERUNG 1 22
9.6 ENDOTHERME REAKTIONEN 125
9.7 KATALYSE - KATALYSATOREN 126
9.8 WEITERE BEDINGUNGEN FUER DEN ABLAUF CHEMISCHER VORGAENGE 129
10 REAKTIONSTYPEN ANORGANISCHER VERBINDUNGEN 130
10.1 RADIKALREAKTIONEN 130
10.2 LONENREAKTIONEN 130
10.3 PROTONENUEBERGAENGE (PROTOLYSE) ODER SAEURE-BASE-REAKTIONEN 131
10.4 REDOXREAKTIONEN 1 32
11 CHEMISCHES GLEICHGEWICHT 135
11.1 RICHTUNG UND UMKEHRBARKEIT EINER REAKTION - PRINZIP VOM KLEINSTEN
ZWANG 135 11.2 GLEICHGEWICHT ZWISCHEN HIN- UND RUECKREAKTION 136
11.3 MASSENWIRKUNGSGESETZ 137
11.4 BERECHNUNG DER GLEICHGEWICHTSKONSTANTE K C 138
11.5 VERALLGEMEINERUNG DES MASSENWIRKUNGSGESETZES 138
11.6 BILDUNG VON JODWASSERSTOFFSAEURE 139
11.7 DISSOZIATIONSKONSTANTE VON ELEKTROLYTEN 139
11.8 LONENPRODUKT DES WASSERS UND PH-WERT 140
11.9 INDIKATOREN 142
12 CHEMISCH-TECHNISCHE PROZESSE ANWENDUNG DES MASSENWIRKUNGSGESETZES IN
DER CHEMISCHEN TECHNOLOGIE UND METALLURGIE 143
12.1 ERZEUGUNG VON SCHWEFELSAEURE IM KONTAKTVERFAHREN 143
12.2 ERZEUGUNG VON WASSERGAS 145
12.3 ERZEUGUNG VON AMMONIAK NACH DEM HABER-BOSCH-VERFAHREN 147
12.4 BOUDOUARDSCHES GLEICHGEWICHT 150
13 AUSNUTZUNG DES BOUDOUARDSCHEN GLEICHGEWICHTS
BEI DER ERZEUGUNG VON METALLEN 152
13.1 GEWINNUNG VON ROHEISEN IM HOCHOFENPROZESS 152
13.1.1 VORBEHANDLUNG DER EISENERZE 152
13.1.2 BESCHICKUNG DES HOCHOFENS 153
13.1.3 CHEMISCHE VORGAENGE IM HOCHOFEN 154
13.2 PRODUKTE DES HOCHOFENS 155
13.3 WEITERVERARBEITUNG DES ROHEISENS ZU EISENGUSSWERKSTOFFEN 156
13.3.1 EINTEILUNG DER EISENWERKSTOFFE 156
13.3.2 WEISSES ROHEISEN, HARTGUSS, TEMPERGUSS 156
13.3.3 GRAUES ROHEISEN UND GRAUGUSS 157
5
IMAGE 5
INHALT
13.4 WEITERVERARBEITUNG DES ROHEISENS ZU STAHL 159
13.4.1 BEGLEITELEMENTE DES EISENS 159
13.4.2 CHEMISCHE VORGAENGE BEI DER STAHLERZEUGUNG 160
13.4.3 ERZEUGUNG VON STAHL DURCH DAS BLASSTAHLVERFAHREN (LD-VERFAHREN)
IM KONVERTER 161 13.4.4 WEITERE VERFAHREN DER STAHLERZEUGUNG 162
13.4.5 DESOXIDATION VON STAHLSCHMELZEN 163
13.5 EINTEILUNG DER STAEHLE 164
13.6 GEWINNUNG VON KUPFER, ZINK UND BLEI 166
14 ELEKTROCHEMIE 167
14.1 ELEKTROCHEMISCHE VORGAENGE 167
14.2 SPANNUNGSREIHE DER METALLE 167
14.3 HALBELEMENTE 168
14.4 GALVANISCHES ELEMENT 169
14.5 NORMALWASSERSTOFFELEKTRODE UND STANDARDPOTENTIALE 171
14.6 POLARISATION, UEBERSPANNUNG UND PASSIVITAET 174
14.7 PRIMAER- UND SEKUNDAERELEMENTE 175
14.7.1 GALVANISCHE SPANNUNGSQUELLEN 175
14.7.2 PRIMAERELEMENTE 175
14.7.3 SEKUNDAERELEMENTE (SAMMLER ODER AKKUMULATOREN) 176
14.7.4 BRENNSTOFFZELLEN 179
14.8 KORROSIONSVORGAENGE UND KORROSIONSSCHUTZ 180
14.8.1 DEFINITION 180
14.8.2 ELEKTROCHEMISCHE KORROSION ZWISCHEN ZWEI VERSCHIEDENEN METALLEN
181
14.8.3 ROSTEN DES EISENS 182
14.8.4 KORROSION VON KALTGEFORMTEM STAHL 183
14.8.5 KORROSIONSSCHUTZ 184
14.9 ELEKTROLYSE 186
14.9.1 WESEN DER ELEKTROLYSE 186
14.9.2 ZERSETZUNGSSPANNUNG 186
14.9.3 WASSERZERSETZUNG MIT SCHWEFELSAEURE 187
14.9.4 ELEKTROLYSE VON KOCHSALZLOESUNG 188
14.9.5 GALVANISIEREN 189
15 WASSER 190
15.1 EIGENSCHAFTEN DES WASSERS 190
15.2 WASSER ALS LOESUNGSMITTEL UND EINTEILUNG DER LOESUNGEN 192
15.3 KONZENTRATION VON LOESUNGEN - LOESLICHKEIT 1 92
15.4 VORGAENGE BEIM LOESEN 1 93
15.5 VORKOMMEN UND BEDEUTUNG DES WASSERS 195
15.6 TRINKWASSER 1 97
15.7 AUFBEREITUNG DES TRINKWASSERS 197
15.8 WASSERHAERTE 198
15.9 ENTHAERTUNG DES WASSERS 200
15.10 ABWASSERBEIASTUNG UND ABWASSERBEHANDLUNG 201
15.11 WASSER- UND BODENVERSEUCHUNG DURCH MUELLDEPONIEN 202
6
IMAGE 6
INHALT
16 LUFT 203
16.1 BESTANDTEILE DER LUFT 203
16.2 SAUERSTOFF 203
16.2.1 EIGENSCHAFTEN UND BEDEUTUNG 203
16.2.2 VERWENDUNG VON SAUERSTOFF 204
16.3 STICKSTOFF 206
16.4 LUFTVERFLUESSIGUNG 206
16.5 DAS NATUERLICHE C0 2 -0 2 -GLEICHGEWICHT 207
16.6 KOHLENSTOFFDIOXID UND TREIBHAUSEFFEKT 208
16.7 OZONGLEICHGEWICHT UND OZONABBAU 209
17 ORGANISCHE CHEMIE 213
17.1 ZUM BEGRIFF *ORGANISCHE CHEMIE 213
17.2 BINDUNGSMOEGLICHKEITEN DES KOHLENSTOFFS 213
17.2.1 BINDUNGEN DES KOHLENSTOFFS MIT ANDEREN ELEMENTEN 213
17.2.2 BINDUNGEN ZWISCHEN C-ATOMEN 214
17.3 ALLGEMEINE EIGENSCHAFTEN VON ORGANISCHEN STOFFEN 216
17.4 ORGANISCHE REAKTIONEN 217
17.5 ALIPHATISCHE ODER ACYCLISCHE KOHLENWASSERSTOFFE 217
17.5.1 ALKANE ODER PARAFFINE 217
17.5.2 KETTENISOMERIE 221
17.5.3 ALKENE UND OLEFINE 222
17.5.4 ALKINE 225
17.6 CYCLOALKANE ODER NAPHTHENE 226
17.7 CHLORALKANE UND ANDERE HALOGENVERBINDUNGEN DER KOHLENWASSERSTOFFE
... 227 17.8 STELLUNGSISOMERIE 229
17.9 NITROALKANE 229
17.10 AMINE 230
17.11 KETTENFOERMIGE ALKANOLE ODER ALKOHOLE 230
17.12 ALKANALE ODER ALDEHYDE 232
17.13 ALKANONE ODER KETONE 233
17.14 ETHER 233
17.15 CARBONSAEUREN ODER FETTSAEUREN 234
17.15.1 ALLGEMEINER AUFBAU 234
17.15.2 GESAETTIGTE CARBONSAEUREN ODER ALKANSAEUREN 234
17.15.3 UNGESAETTIGTE CARBONSAEUREN ODER ALKENSAEUREN 236
17.15.4 DICARBONSAEUREN 236
17.16 VERBINDUNGEN DER CARBONSAEUREN 236
17.16.1 ESTER DER CARBONSAEUREN 236
17.16.2 NATUERLICHE FETTE UND OELE - FETTHAERTUNG 238
17.16.3 NATUERLICHE SEIFEN UND WASCHMITTEL 238
17.16.4 SYNTHETISCHE OBERFLAECHENAKTIVE STOFFE 240
17.17 AROMATISCHE VERBINDUNGEN 241
17.17.1 BENZEN (BENZOL) 241
17.17.2 SUBSTITUTIONSVERBINDUNGEN DES BENZENS (BENZOLS) 242
17.18 KOHLENHYDRATE 245
17.19 EIWEISSE 246
7
IMAGE 7
INHALT
18 ERDGAS, ERDOEL UND KOHLE ALS ENERGIETRAEGER UND ROHSTOFF 248
18.1 ENTSTEHUNG 248
18.2 ERDGAS 249
18.3 ERDOEL 249
18.4 FRAKTIONIERTE DESTILLATION DES ERDOELS 250
18.5 VERUNREINIGUNG DURCH MINERALOELE - UMWELTPROBLEME 253
18.6 WEITERVERARBEITUNG VON ERDOELFRAKTIONEN 254
18.6.1 RAFFINATION 254
18.6.2 ERHOEHUNG DER BENZINAUSBEUTE DURCH CRACKEN 254
18.6.3 QUALITAETSVERBESSERUNG DES BENZINS DURCH REFORMINGPROZESSE
(MOLEKUELUMBAU) 256 18.6.4 VERDICHTBARKEIT DES BENZINS - OCTANZAHL 256
18.6.5 DIESELKRAFTSTOFF - CETANZAHL 258
18.7 MINERALISCHE UND SYNTHETISCHE SCHMIEROELE 258
18.8 SCHMIERFETTE UND FESTSCHMIERSTOFFE 260
18.9 KUEHLSCHMIERSTOFFE 260
18.10 HAERTE-UND ANLASSOELE 261
18.11 ARBEITSHYGIENISCHE ASPEKTE 262
18.12 KOHLE 262
18.12.1 KOHLE ALS ENERGIETRAEGER UND ROHSTOFF 262
18.12.2 ENTGASUNG DER KOHLE (VERKOKUNG) .1 264
18.12.3 VERGASEN DER KOHLE ZU SYNTHESEGAS 265
19 KUNSTSTOFFE 266
19.1 MAKROMOLEKULARE STOFFE - DEFINITION UND EINTEILUNG 266
19.2 GESCHICHTE UND BEDEUTUNG DER KUNSTSTOFFE 267
19.3 AUSGANGSSTOFFE 268
19.4 SYNTHESEREAKTIONEN UND PRODUKTE 268
19.4.1 POLYMERISATION 268
19.4.2 POLYKONDENSATION 274
19.4.3 POLYADDITION 279
19.5 ALLGEMEINE EIGENSCHAFTEN DER KUNSTSTOFFE 280
19.6 CHEMIEFASERN 283
19.7 RECYCLING VON KUNSTSTOFFEN 284
SACHWORT 287
BIIDQUELLENVERZEICHNIS 292
PERIODENSYSTEM DER ELEMENTE (AUSSCHLAGTAFEL) NACH SEITE 292
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