Chemie verstehen: allgemeine Chemie für Mediziner und Naturwissenschaftler
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| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Wien
Facultas [u.a.]
2003
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| Ausgabe: | 2. Aufl. |
| Schriftenreihe: | UTB für Wissenschaft
8205 |
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Einleitung ____________________________ 1
1 Aufbau der Materie ______________ 5
1.1 Atome ................................................................................................ 6
1.2 Massezahl, Ordnungszahl, Isotope .................................................... 7
1.3 Radioaktivität .................................................................................... 9
1.4 Atommasse ...................................................................................... 11
1.5 Bohrsches Atommodell ................................................................... 14
1.6 Periodensystem ................................................................................ 16
1.7 Ionisierungsenergie, Elektronenaffinität .......................................... 20
Über Sinn und Unsinn unserer Vorstellungen von der Welt ......................... 24
Übungen .......................................................................................... 25
2 Chemische Bindungen ____________ 27
2.1 Ionenbindung, lonengitter ............................................................... 28
2.2 Kovalente Bindung (Atombindung) ................................................ 30
2.3 Metallische Bindung, Metallgitter ................................................... 31
Metalle und Legierungen...................................................................... 32
2.4 Polare Bindung ................................................................................ 33
2.5 Koordinative Bindung ..................................................................... 36
2.6 Komplexe ........................................................................................ 37
2.7 Wasserstoffbrücken ......................................................................... 38
Molekül odernicht Molekül .................................................................. 40
2.8 Bindungen zwischen Molekülen ..................................................... 40
Übungen .......................................................................................... 42
3 Grundlagen der Stöchiometrie ____ 45
3.1 Relative Molekülmassen, Mol ......................................................... 45
3.2 Chemische Formeln ......................................................................... 47
3.3 Reaktionsgleichungen ...................................................................... 51
3.4 Maßsysteme, Maßeinheiten ............................................................. 54
3.5 Chemisches Rechnen ....................................................................... 57
3.5.1 Stoffmengen, Mol als Rechengröße ............................................. 57
Es geht einfacher mit Proportionen ............................................. 59
3.5.2 Konzentrationsberechnungen ..................................................... 59
Eine Eselsbrücke ...................................................................... 63
3.5.3 Lösen, Mischen, Verdünnen...................................................... 64
Noch ein paar Rechentricks ....................................................... 66
Übungen .......................................................................................... 67
4 Chemische Kinetik _______________ 69
4.1 Reaktionsgeschwindigkeit ............................................................... 69
4.2 Reaktionsfolgen ............................................................................... 72
4.3 Reaktionsordnung ............................................................................ 73
Radioaktiver Zerfall ............................................................................. 76
4.4 Molekularität von Reaktionen ......................................................... 77
4.5 Reaktionskinetik und
Energie
.......................................................... 78
Sprengstoffe ........................................................................................ 80
4.6 Katalyse ........................................................................................... 81
Übungen .......................................................................................... 83
5 Thermodynamik _________________ 85
5.1 Grundlagen ...................................................................................... 85
5.2 Energie und Enthalpie ..................................................................... 87
5.3 Entropie ........................................................................................... 90
Die unterschätzte Wahrscheinlichkeit ...................................................... 91
Entropie und Information ...................................................................... 94
Entropie und Universum ....................................................................... 95
5.4 Freie Enthalpie ................................................................................. 96
Entropie und Leben .............................................................................. 99
5.5 Chemisches Gleichgewicht ............................................................ 100
5.5.1 Kinetische Überlegungen zum Gleichgewicht ............................. 102
5.5.2 Gleichgewicht als Energiezustand ............................................. 103
5.6 Massenwirkungsgesetz .................................................................. 106
5.6.1 Massenwirkungsgesetz und Konzentration ................................. 108
5.7 Reaktionsketten ............................................................................. 113
Übungen ........................................................................................ 114
6 Zustandsf
ormen
der Materie ____ 117
6.1 Gase ............................................................................................... 117
Gasgesetze ........................................................................................ 117
6.2 Phasen ............................................................................................ 120
6.2.1 Phasenumwandlungen ............................................................ 123
Anomalie des Wassers ............................................................ 124
Eigenschaften von Lösungen .................................................... 126
6.3 Verteilung und Diffusion ............................................................... 127
6.4 Osmose .......................................................................................... 130
6.5 Kolloide ......................................................................................... 132
6.6 Adsorption ..................................................................................... 133
6.7 Oberflächenspannung .................................................................... 134
Übungen ........................................................................................ 136
7
Elektrolyte
___________________ 139
7.1 Säuren und Basen .......................................................................... 140
7.1.1 Protolyse .............................................................................. 142
Säuren und Basen in der chemischen Schreibweise ...................... 145
7.1.2 Korrespondierende Säure-ZBasepaare........................................ 146
7.1.3 Säurestärke ........................................................................... 147
7.1.4 Anwendung des Massenwirkungsgesetzes auf Säuren und Basen ..... 149
7.1.5 Mehrwertige (mehrprotonige) Säuren und Basen ......................... 152
7.2 Dissoziation des Wassers ............................................................... 153
7.2.1 lonenprodukt ......................................................................... 154
7.2.2 pH-Wert ............................................................................... 155
7.2.3 Berechnung von pH-Werten ..................................................... 157
7.2.4 Ampholyte ............................................................................ 160
7.2.5 Neutralisation ........................................................................ 161
Behandlung von Verletzungen mit Säuren oder Basen .................. 164
7.3 Salze .............................................................................................. 165
7.3.1 Die Namen von Salzen, Kationen und
Anionén
........................... 166
7.3.2 Entstehung von Salzen ............................................................ 168
7.3.3 pH-Werte von Salzlösungen .................................................... 169
7.3.4 Löslichkeit, Löslichkeitsprodukt ............................................... 172
7.3.5 Einfluss des pH- Wertes auf die Löslichkeit ................................ 175
Einige Regeln für Eigenschaften von Säuren und ihrer
Anionén
..... 176
7.4 Puffer ............................................................................................. 181
7.4.1 Berechnung des pH-Wertes ...................................................... 183
7.4.2 Pufferkapazität und Pufferbereich ............................................. 185
7.4.3 Puffertypen, praktische Herstellung ........................................... 187
7.5 Volumetrie ..................................................................................... 190
Beispiel einer Titration ....................................................................... 191
7.5.1 Titrationskurven starker
Elektrolyte
.......................................... 193
7.5.2 Titrationskurven schwacher
Elektrolyte
..................................... 196
pH-Wert einer schwachen Säure ............................................... 197
pH-Wert eines hydrolysierenden Salzes, ..................................... 197
7.5.3 Titrationskurven mehrwertiger Säuren ....................................... 202
7.5.4 Berechnungen ....................................................................... 205
Andere Beispiele für Titrationen ............................................... 207
7.5.5 Indikatoren ........................................................................... 209
Übungen ........................................................................................ 212
8
Oxidation
und Reduktion ________ 217
8.1 Korrespondierende
Redox
-Рааге
................................................... 218
8.2 Oxidationsmittel, Reduktionsmittel ............................................... 219
Vergleich zwischen Protolyse undRedox-Reaktion .................................. 220
8.3 Stöchiometrie und Redox-Paare .................................................... 221
8.4 Oxidationszahl ............................................................................... 223
Ungewöhnliche Oxidationszahlen ......................................................... 226
Übungen ........................................................................................ 227
9 Elektrochemie _________________ 229
Einige elektrische Grundbegriffe .......................................................... 229
9.1 Halbzellen ..................................................................................... 233
9.2 Normalpotentiale .......................................................................... 236
9.3 Konzentrationsabhängigkeit von Potentialen ............................. 241
9.4 Konzentrationsketten am Beispiel der Wasserstoff-Elektrode .. 242
9.5 Ionenselektive Elektroden ........................................................... 245
9.6 Weitere Anwendungen der Elektrochemie ................................. 248
Übungen ........................................................................................ 251
Anhang ____________________________ 253
A.l Periodensystem .............................................................................. 253
A.2 Logarithmentafel ........................................................................... 254
A.3 Lösung der Übungsaufgaben ......................................................... 255
A.4 Stichwortverzeichnis ..................................................................... 264
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