Einstieg in die physikalische Chemie für Nebenfächler:
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Titel: Einstieg in die physikalische Chemie für Nebenfächler
Autor: Bechmann, Wolfgang
Jahr: 2010
Inhalt
1 Hétérogène Gleichgewichte 15
1.1 Begriffe zur Beschreibung stofflicher Zustânde 15
1.2 Idéale und reale Gase 17
1.3 Die Gibbssche Phasenregel 28
1.4 Phasendiagramme von Einkomponentensystemen 31
1.5 Lôsungen von Stoffen mit vernachlâssigbarem Dampfdruck 35
1.6 Mischungen und Mischungslûcken 37
1.7 Dampfdruckdiagramme von Mischungen unbegrenzt
mischbarer Flûssigkeiten 39
1.8 Siedediagramme 42
1.9 Schmelzdiagramme 47
1.10 Hétérogène chemische Gleichgewichte 54
1.11 Adsorptionsisotherme 56
1.12 Ûbungsaufgaben zu Kapitel 1 59
1.13 Versuche zu Phasengleichgewichten 63
1.13.1 Kryoskopie 63
1.13.2 Adsorptionsisotherme einer gelôsten Substanz 65
1.13.3 Siedediagramm 67
1.13.4 Schmelzdiagramm mittels mikroskopischer Beobachtung 69
1.13.5 Erstellen des Schmelzdiagramms mittels thermischer Analyse 71
2 Chemische Thermodynamik 72
2.1 Der erste Hauptsatz der Thermodynamik 72
2.2 Volumenarbeit 73
2.3 Innere Energie 78
2.4 Enthalpie 80
2.5 Der Satz von Hess, Enthalpieberechnungen 85
2.6 Kalorische Grundgleichtmg und Wârmekapazitât 89
2.7 Adiabatische Kompression und Expansion eines idealen Gases 93
2.8 Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik 94
2.8.1 Spontané makroskopische Vorgânge, die Entropie 94
2.8.2 Entropieânderungen in abgeschlossenen Systemen 100
2.8.3 Entropieberechnungen, der dritte Hauptsatz der Thermodynamik 101
lO Inhalt
2.8.4 Triebkraft spontaner Vorgânge in geschlossenen Systemen,
die Freie Enthalpie 104
2.9 Therrnodynarmk chemischer Gleichgewichte 109
2.9.1 Die van't Hoffsche Reaktionsisotherme 109
2.9.2 Die van't Hoffsche Reaktionsisobare 115
2.10 Die Beschreibung realer Système mit partiellen GrôBen,
das chemische Potenzial 117
2.11 Ûbungsaufgaben zu Kapitel 2 120
2.12 Kalorimetrische Versuche zur chemischen Thermodynamik 126
2.12.1 Neutralisationsenthalpie 127
2.12.2 Verdampfungsenthalpie 129
2.12.3 Verbrennungsenfhalpie 130
2.13 Bestimmung weiterer thermodynamischer Konstanten 132
2.13.1 Die EDA-Verbindung aus Naphthalin und Chloranil 132
2.13.2 Sâurekonstante von p-Nitrophenol 135
3 Reaktionskinetik 137
3.1 Reaktionsgeschwindigkeit 138
3.2 Molekularitât von Elementarreaktionen, Reaktionsordnung von
Geschwindigkeitsansâtzen 140
3.3 Geschwindigkeitsgesetze 142
3.3.1 Geschwindigkeitsgesetz fur Reaktionen 1. Ordnung 143
3.3.2 Geschwindigkeitsgesetz fur Reaktionen 2. Ordnung 146
3.3.3 Geschwindigkeitsgesetze fur Reaktionen 0. und 3. Ordnung 151
3.3.4 Weitere Reaktionsordnungen 153
3.3.5 Herabsetzung der Reaktionsordnung durch
Komponentenûberschuss 153
3.3.6 Zusammenfassung zu den integrierten Geschwindigkeitsgesetzen 155
3.3.7 Weitere Methoden zur Bestimmung der Reaktionsordnung 157
3.4 Experimentelle Bestimmung kinetischer Daten 159
3.5 Die Arrheniussche Gleichung 163
3.6 Komplexe Reaktionen 174
3.6.1 Gleiehgewichtsreaktionen 174
3.6.2 Parallel-oder Nebenrealctionen 1?8
3.6.3 Folgereaktionen 180
3.7 Reaktionsmechamsmen ausgewàhlter Reaktionen 183
3.7.1 Die Langmuirsche Adsorptionsisotherme 184
3.7.2 Oxidation von Stickstof nonoxid 185
Inhalt 11
3.7.3 Thermodynamische Ableitung der Arrheniusschen Gleichung 186
3.7.4 Diffusions- und aktivierungskontrollierte Reaktionen 187
3.7.5 Bildung von HBr in einer Kettenreaktion 188
3.7.6 Der Mechanismus unimolekularer Reaktionen 191
3.8 Katalyse 193
3.8.1 Sâure-Base-Katalyse 195
3.8.2 Enzymkatalysierte Reaktionen, Michaelis-Menten-Kinetik 196
3.8.3 Katalytischer Ozonabbau 199
3.9 Ûbungsaufgaben zu Kapitel 3 201
3.10 Versuche zur Reaktionskinetik 207
3.10.1 Zerfallsgeschwindigkeit des Trioxalatomanganat(III)-Ions 207
3.10.2 Inversionsgeschwindigkeit von Saccharose (Rohrzucker) 208
3.10.3 Esterhydrolyse 210
3.10.4 Iodierung von Aceton 211
4 Elektrochemie 215
4.1 Zur Geschichte der Elektrochemie 215
4.2 Elektrolyte und deren Wechselwirkung mit Lôsungsmitteln 217
4.3 Elektrolytische Leitfâhigkeit 223
4.3.1 Spezifische und molare Leitfâhigkeit 225
4.3.2 Ionenwanderungsgeschwindigkeit und Ionenbeweglichkeit 233
4.3.3 Bestimmung von Ionenleitfâhigkeiten 234
4.3.4 Analytische Anwendung von Leitfâhigkeitsmessungen
(Konduktometrie) 239
4.4 Elektrochemische Potenziale 242
4.4.1 Elektrochemische Doppelschicht und elektrochemische
Spannungsreihe 242
4.4.2 Die Nernstsche Gleichung/Einzelpotenziale und
Ionenaktivitâten 248
4.4.3 Einteilung von Elektroden in Anoden und Katoden/
Elektrodentypen 251
4.4.4 Diffusions- und Membranpotenziale 255
4.5 Zellspannung 258
4.5.1 Galvanische Ketten, EMK 258
4.5.2 Aktivitâtsbestimmung aus Potenzialmessungen 261
4.5.3 Potentiometrische Bestimmung des Lôslichkeitsproduktes
eines schwerlôslichen Salzes 264
4.5.4 Thermodynamische Betrachtung der Nemstschen Gleichung 266
4.6 Elektrolyse 267
4.6.1 Zersetzungsspannung, Polarisienmg von Elektroden 267
4.6.2 Ûberspannung 269
4.6.3 Anwendungsbeispiele fur elektrolytische Verfahren 270
12 Inhalt
4.7 Elektrochemische Energiequellen 273
4.7.1 Primàrzellen 273
4.7.2 Sekundàrzellen 275
4.7.3 Brennstoffzellen 276
4.8 Ûbungsaufgaben zu Kapitel 4 278
4.9 Versuche zur Elektrochemie 282
4.9.1 Konduktometrische Bestimmung von Sâurekonstanten 282
4.9.2 Potenziometrische Bestimmung von pKs-Werten schwacher
Sàuren 283
4.9.3 Konzentrationsketten 285
4.9.4 Bestimmung der Ûberfïïhrungszahlen von Salpetersâure
nach Hittorf 286
4.9.5 Zersetzungsspannung 287
4.9.6 Konduktometrische Titration 290
5 Lôsungen zu den Ûbungsaufgaben 292
5.1 Lôsungen zu Kapitel 1 292
5.2 Lôsungen zu Kapitel 2 297
5.3 Lôsungen zu Kapitel 3 304
5.4 Lôsungen zu Kapitel 4 313
Sachwortverzeichnis 318 |
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