Die handlungsorientierte Ausbildung für Laborberufe: 1 Pflichtqualifikationen
Gespeichert in:
| Format: | Buch |
|---|---|
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Würzburg
Vogel
2013
|
| Ausgabe: | 3., überarb. und erw. Aufl. |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | 488 S. Ill., graph. Darst. 25 cm |
| ISBN: | 9783834333162 |
Internformat
MARC
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INHALTSVERZEICHNIS 11
INHALTSVERZEICHNIS
VORWORT DES HERAUSGEBERS 7
VORWORT DER AUTOREN 9
1 UMGANG MIT DEM BUCH 19
1.1 MATHEMATIKVORTEST 20
1.2 UMGANG MIT GROESSENGLEICHUNGEN 21
2 VEREINIGEN VON STOFFSYSTEMEN 25
2.1 NEUTRALISATION - EINE CHEMISCHE REAKTION 25
2.2 CHEMISCHE FORMELSPRACHE 27
2.3 GRUNDLAGEN DER
STOECHIOMETRIE 33
2.3.1 AUFSTELLUNG EINER EINFACHEN REAKTIONSGLEICHUNG
(NEUTRALISATION) 34
2.3.2 BERECHNUNG DER
REAKTIONSVERHAELTNISSE 36
2.4 BERECHNUNG VON KONZENTRATIONSANGABEN BEI LOESUNGEN 40
2.5 MISCHEN VON LOESUNGEN 49
2.6 CHEMISCHE REAKTIONEN MIT VERDUENNTEN EDUKTLOESUNGEN 52
2.7 PH-WERT 58
3 TRENNEN VON STOFFSYSTEMEN 67
3.1 TRENNEN DURCH
AGGREGATZUSTANDSAENDERUNGEN 69
3.1.1 GASFOERMIGER (GASIGER) ZUSTAND 71
3.1.2 FLUESSIGER AGGREGATZUSTAND
UND DER UEBERGANG
ZUM GASFOERMIGEN ZUSTAND 77
3.1.3 GASVERFLUESSIGUNG DURCH DRUCKERHOEHUNG 91
3.1.4 FESTER AGGREGATZUSTAND 92
3.1.5 PHASENDIAGRAMM DER AGGREGATZUSTAENDE 97
3.2 REINIGUNG DURCH LOESLICHKEITSPROZESSE 100
3.2.1 FESTSTOFFEXTRAKTION 100
3.2.2 ABHAENGIGKEIT DER LOESLICHKEIT VON DER TEMPERATUR 102
3.2.3 ABHAENGIGKEIT DER LOESLICHKEIT VON DER STRUKTUR DES
LOESEMITTELS UND DER DES STOFFES 105
3.2.4 REINIGUNG DURCH FLUESSIG-FLUESSIG-EXTRAKTION 107
3.3 AUFKONZENTRIERUNG DURCH OSMOSE 114
4 STRUKTUR UND EIGENSCHAFTEN VON
STOFFEN 117
4.1 ATOMBAU 118
4
.1.1 ATOMMODELL NACH
RUTHERFORO
118
4.1.2 ATOMKERN 118
4.1.3 ISOTOPE 120
4.1.4 RADIOAKTIVITAET 121
4.1.5 ATOMMODELL NACH
BOHR
123
4.1.6 ORBITALMODELL 124
HTTP://D-NB.INFO/1042725608
12
INHALTSVERZEICHNIS
4.2 PERIODENSYSTEM DER ELEMENTE (PSE) 130
4.2.1 METALLE, NICHTMETALLE UND HALBMETALLE 132
4.2.2 NEBENGRUPPENELEMENTE 133
4.2.3 ABLEITUNG VON STOFFEIGENSCHAFTEN ANHAND
DER STELLUNG IM PSE 136
4.2.4 ELEKTRONENKONFIGURATION DER HAUPT-
UND
NEBENGRUPPENELEMENTE 138
4.3 CHEMISCHE BINDUNG 142
4.3.1 LONENBINDUNG 144
4.3.2 UNPOLARE ATOMBINDUNG 146
4.3.3 POLARE ATOMBINDUNG 148
4.3.4 ELEKTRONEGATIVITAET 149
4.3.5 WASSERSTOFFBRUECKENBINDUNG 151
4.3.6 VAN-DER-WAALS-KRAEFTE 151
4.3.7 LONEN-OIPOL-BINDUNG DURCH HYDRATATION 152
4.3.8 KOMPLEXBINDUNG 154
4.3.9 METALLBINDUNG 157
4.4 ELEKTRONENVORGAENGE BEI CHEMISCHEN REAKTIONEN 159
4.4.1 OXIDATION, REDUKTION, OXIDATIONSMITTEL,
REDUKTIONSMITTEL 159
4.4.2 REDOXREAKTION 160
4.4.3 OXIDATIONSZAHL 161
4.4.4 AUFSTELLEN VON REDOXGLEICHUNGEN 163
4.4.5 OISPROPORTIONIERUNG UND KOMPROPORTIONIERUNG 167
4.4.5.1 DISPROPORTIONIERUNG 167
4.4.5.2 KOMPROPORTIONIERUNG 169
4.5 SAEUREN- UND BASENSYSTEME 170
4.5.1 PROTOLYSE 170
4.5.1.1 DEFINITIONEN DER SAEUREN UND BASEN
NACH
ARRHENIUS
UND
BROENSTED 170
4.5.1.2 AUTOPROTOLYSE DES WASSERS 173
4.5.1.3 STAERKE
VON BROENSTED-SAEUREN
UND BROENSTED-BASEN 174
4.5.2 DEFINITIONEN DER SAEUREN UND BASEN NACH
LEWIS
176
4.5 3 SALZE ALS
SAEUREN UND BASEN 177
4.5.4 WICHTIGE ANORGANISCHE SAEUREN 180
4.5.5 SAURE UND BASISCHE
OXIDE '183
5 PHYSIKALISCH-CHEMISCHE GRUNDLAGEN ANALYTISCHER UND
SYNTHETISCHER ARBEITEN 185
5.1 GRUNDLAGEN VON GLEICHGEWICHTSREAKTIONEN 187
5.1.1 MASSENWIRKUNGSGESETZ (MWG) 188
5.1.2 QUANTITATIVER VERLAUF VON GLEICHGEWICHTSREAKTIONEN 190
5.1.3 BEURTEILUNG DER GLEICHGEWICHTSLAGE 195
5.1.4 REAKTIONSBEEINFLUSSUNG VON GLEICHGEWICHTSZUSTAENDEN 196
5.1.4.1 BEEINFLUSSUNG DER
GLEICHGEWICHTSLAGE DURCH
KONZENTRATIONSAENDERUNG 196
INHALTSVERZEICHNIS 13
5.1.4.2 BEEINFLUSSUNG DER
GLEICHGEWICHTSLAGE DURCH
DRUCKVERAENDERUNG 198
5.1.4.3 BEEINFLUSSUNG DER
GLEICHGEWICHTSLAGE DURCH
TEMPERATURVERAENDERUNG 199
5.1.4.4 PROJEKTPLANUNG EINER VERESTERUNG 200
5.2 ANWENDUNGEN DES MASSENWIRKUNGSGESETZES MWG 202
5.2.1 ANWENDUNGEN DES MWG AUF
DAS PROTOLYSEGLEICHGEWICHT 203
5.2.2 ABHAENGIGKEIT DES PROTOLYSEGRADES
A VON DER KONZENTRATION
SCHWACHER ELEKTROLYTE 208
5.2.3 ANWENDUNG DES PROTOLYSEGLEICHGEWICHTES AUF
DIE HYDROLYSE 209
5.2.4 AUSWIRKUNG DES PROTOLYSEGLEICHGEWICHTES AUF
PUFFERSYSTEME 210
5.2.5 ANWENDUNG DES MASSENWIRKUNGSGESETZES AUF
DAS
LOESLICHKEITSPRODUKT LP 214
5.3 REAKTIONSKINETIK 218
5.3.1 EINFLUSS DER
KONZENTRATION AUF DIE
REAKTIONSGESCHWINDIGKEIT R 220
5.3.1.1 REAKTIONEN 1. ORDNUNG 221
5.3.1.2 REAKTIONEN 2. ORDNUNG 223
5.3.2 EINFLUSS DER TEMPERATUR
AUF DIE REAKTIONSGESCHWINDIGKEIT
R 224
5.3.3 EINFLUSS DER
KATALYSE AUF
DIE REAKTIONSGESCHWINDIGKEIT R 225
5.4 REAKTIONSENTHALPIE 229
5.5 ENTROPIE 234
6 GRUNDLAGEN DER ORGANISCHEN SYNTHESECHEMIE 237
6.1 BESONDERHEIT DES KOHLENSTOFFS 237
6.2 DIFFERENZIERUNG ZWISCHEN ANORGANISCHER
UND ORGANISCHER CHEMIE 238
6.3 KOHLENSTOFFBINDUNG 239
6.4 GESAETTIGTE KOHLENWASSERSTOFFE 241
6.4.1 SCHREIBWEISEN FUER
ORGANISCHE VERBINDUNGEN 242
6.4.2 NOMENKLATUR VON ALKANEN 245
6.4.3 ISOMERIE 246
6.5 RADIKALISCHE SUBSTITUTION 5 VON ALKANEN 249
6.5.1 EIGENSCHAFTEN VON HALOGENALKANEN 251
6.5.1.1 NOMENKLATUR DER HALOGENALKANE 252
6.6 REAKTIONSMECHANISMUS EINER ELIMINIERUNG 253
6.6.1 E1- UND E2-REAKTION 254
6.6.2 KONKURRENZSITUATION ZUR
SUBSTITUTIONSREAKTION 255
6.6.3 BINDUNGSVERHAELTNISSE IM ALKEN 256
6.6.4 EIGENSCHAFTEN VON ALKENEN 257
6.6.4.1 NOMENKLATUR VON ALKENEN 257
6.6.4.2 ISOMERIE BEI ALKENEN 258
6.7 REAKTIONSMECHANISMUS DER
ELEKTROPHILEN ADDITION 259
6.7.1 MARKOWNIKOW-REGEL 260
6.7.2 ELEKTROPHILE ADDITION AN DIENE 261
6.8 WURTZ-SYNTHESE 262
14 INHALTSVERZEICHNIS
6.8.1 WURTZ-FITTIG-REAKTION 263
6.9 WILLIAMSON'SCHE ETHERSYNTHESE 264
6.9.1 EIGENSCHAFTEN VON ETHERN 265
6.9.2 NOMENKLATUR VON ETHERN 266
6.10 MECHANISMUS DER
NUDEOPHILEN SUBSTITUTION 267
6.10.1
S
N
1 UND
S
N
2 268
6.10.2 KONKURRENZ ZUR
ELIMINIERUNG 269
6.10.3 EIGENSCHAFTEN
VON ALKOHOLEN 269
6.10.3.1 PRIMAERE, SEKUNDAERE UND TERTIAERE ALKOHOLE 270
6.10.3.2 MEHRWERTIGE ALKOHOLE 270
6.10.3.3 NOMENKLATUR VON ALKOHOLEN 270
6.10.3.4 KETO-ENOL-TAUTOMERIE 271
6.11 OXIDATION VON ALKOHOLEN 272
6.11.1 OXIDATION EINES PRIMAEREN ALKOHOLS 272
6.11.2 BESTIMMUNG VON OXIDATIONSZAHLEN IN
ORGANISCHEN VERBINDUNGEN 272
6.11.3 OXIDATION EINES SEKUNDAEREN
ALKOHOLS 274
6.11.4 OXIDATION VON TERTIAEREN ALKOHOLEN 274
6.11.5 WEITERE CHARAKTERISTISCHE REAKTIONEN
DER ALKOHOLE 275
6.12 EIGENSCHAFTEN VON
ALDEHYDEN UND KETONEN 276
6.12.1 NOMENKLATUR VON ALDEHYDEN UND KETONEN 276
6.12.2 REAKTIONEN DER ALDEHYDE UND KETONE 277
6.12.2.1 ALDOL-REAKTION 277
6.12.2.2 CANNIZZARO-REAKTION 278
6.13 EIGENSCHAFTEN VON CARBONSAEUREN 278
6.13.1 NOMENKLATUR VON CARBONSAEUREN 279
6.13.2 ACIDITAET VON CARBONSAEUREN 280
6.14 REAKTIONSSCHEMA DER
SAEUREKATALYSIERTEN VERESTERUNG 281
6.14.1 EIGENSCHAFTEN VON
ESTERN 282
6.14.1.1 NOMENKLATUR VON ESTERN 282
6.15 REAKTIONSMECHANISMUS DER
ALKALISCHEN VERSEIFUNG 283
6.16 REAKTION VON CARBONSAEUREN
ZUM SAEURECHLORID 284
6.16.1 WEITERE CARBONSAEUREDERIVATE 285
6.16.1.1 SAEUREAMIDE 285
6.16.1.2 SAEUREANHYDRIDE 285
6.16.1.3 NITRILE 286
6.16.1.4 HALOGENSAEUREN 286
6.16.1.5 HYDROXYCARBONSAEUREN 288
6.16.1.6 AMINOSAEUREN 288
6.17 METALLORGANISCHE VERBINDUNGEN 290
6.17.1 GRIGNARD-VERBINDUNGEN 290
6.17.1.1 EIGENSCHAFTEN VON GRIGNARD-VERBINDUNGEN 291
6.17.1.2 HERSTELLUNG VON GRIGNARD-VERBINDUNGEN 291
6.17.1.3 REAKTIONEN DER GRIGNARD-VERBINDUNGEN 291
6.18 REAKTION VON METHAN ZU ETHIN 294
6.18.1 BINDUNGSVERHAELTNISSE IM ALKIN 295
INHALTSVERZEICHNIS 15
6.18.1.1 EIGENSCHAFTEN VON ALKINEN 295
6.18.1.2 NOMENKLATUR VON ALKINEN 296
6.19 REPPE-SYNTHESEN 296
6.19.1 VINYLIERUNG 296
6.19.2 ETHINYLIERUNG 297
6.19.3 CARBONYLIERUNG 297
6.19.4 CYDISIERUNG 298
6.19.4.1 BINDUNGSVERHAELTNISSE IN AROMATEN 298
6.19.4.2 UNTERSCHEIDUNG AROMAT/NICHTAROMAT 299
6.19.4.3 EIGENSCHAFTEN VON
BENZOL 300
6.19.4.4 NOMENKLATUR AROMATISCHER VERBINDUNGEN 300
6.20 REAKTION DER HYDRIERUNG BZW. REDUKTION
VON BENZOL 302
6.20.1 EIGENSCHAFTEN DER
CYDOALKANE 302
6.20.2 NOMENKLATUR DER CYDOALKANE 303
6.21 MECHANISMUS DER
ELEKTROPHILEN SUBSTITUTION 5
E
AM AROMATEN (KERNSUBSTITUTION) 304
6.21.1 HALOGENIERUNG VON AROMATEN 306
6.21.2 NITRIERUNG VON AROMATEN 307
6.21.3 SULFONIERUNG VON AROMATEN 308
6.21.4 FRIEDEL-CRAFTS-ACYLIERUNG 309
6.22 POLYMERISATION 310
6.23 MECHANISMUS DER ELEKTROPHILEN ZWEITSUBSTITUTION 313
6.23.1 EINFLUSS DER ERSTSUBSTITUENTEN
AUF DEN EINTRITT EINES
ZWEITSUBSTITUENTEN 313
6.24 SEITENKETTENSUBSTITUTION BEI BENZOLDERIVATEN 316
6.24.1 CHLORIERUNG VON TOLUOL 316
6.24.2 ACETYLIERUNG AN DER SEITENKETTE 317
6.24.3 DIAZOTIERUNG / KUPPLUNG 317
7 QUANTIFIZIERUNG DURCH NASSCHEMISCHE ANALYSEN 321
7.1 QUANTIFIZIERUNG 321
7.2 UNTERSUCHUNG DER GUELTIGKEIT EINER ANALYTISCHEN METHODE (VALIDIERUNG)
322
7.2.1 VALIDIERUNGSPARAMETER PRAEZISION 325
7.2.2 VALIDIERUNGSPARAMETER RICHTIGKEIT 328
7.2.3 VALIDIERUNGSPARAMETER ROBUSTHEIT 329
7.3 QUANTIFIZIERUNG DES GESAMTSULFATS MIT HILFE EINER
GRAVIMETRISCHEN ANALYSE 330
7.3.1 SCHWERLOESLICHKEIT UND DAS LOESLICHKEITSPRODUKT
LP 333
7.4 VOLUMETRISCHE ANALYSE (MASSANALYSE) 335
7.4.1 NEUTRALISATIONSVOLUMETRIE 336
7.4.1.1 PRINZIP DER NEUTRALISATIONSVOLUMETRIE 336
7.4.1.2 HERSTELLUNG EINER NATRONLAUGEMASSLOESUNG 338
7.4.1.3 MASSANALYTISCHE QUANTIFIZIERUNG 341
7.4.1.4 VERWENDUNG VON UNGENAUER MASSLOESUNG
BEI DER TITRATION 343
7.4.2 REDOX-TITRATIONEN 347
16 INHALTSVERZEICHNIS
7.4.2.1 PERMANGANOMETRISCHE TITRATIONEN 347
7.4.2.2 ANSETZEN
DER MASSLOESUNG UND BESTIMMUNG
DES TITERS 348
7.4.2.3 TITRATION DES PROZESSWASSERS
VON P1_KAP7 351
7.4.3 LODOMETRISCHE TITRATIONEN 353
7.4.4 KOMPLEXOMETRISCHE TITRATION 359
7.5 POTENZIOMETRISCHE ANALYSEN 364
7.5.1 ARBEITEN MIT BEZUGSZELLEN (BEZUGSELEKTRODEN) 367
7.5.2 GLASELEKTRODEN 369
7.5.3 POTENZIOMETRISCHE TITRATION 370
7.6 KONDUKTOMETRISCHE TITRATION 379
7.6.1 VERLAUF DER
KONDUKTOMETRISCHEN TITRATION - 383
7.7 ELEKTROGRAVIMETRIE 386
7.8 DISKUSSION DER METHODEN
ZUR ANALYSE
DES
PROZESSWASSERS P1_KAP7 390
8 FOTOMETRISCHE UND CHROMATOGRAFISCHE METHODEN 391
8.1 CHROMATOGRAFISCHE WECHSELWIRKUNGEN 391
8.1.1 VERTEILUNGSCHROMATOGRAFIE 392
8.1.2 ADSORPTIONSCHROMATOGRAFIE 393
8.2 AUSWERTUNG VON CHROMATOGRAMMEN 393
8.2.1 PARAMETER EINES
CHROMATOGRAMMS (AUSWAHL) 394
8.2.1.1 ZEITPARAMETER EINES CHROMATOGRAMMS 394
8.2.1.2 KONZENTRATIONSABHAENGIGE PARAMETER
IM
CHROMATOGRAMM 395
8.3 METHODE DER DUENNSCHICHTCHROMATOGRAFIE (DC) 396
8.3.1 PRINZIP DER DC 396
8.3.2 STATIONAERE PHASE IN DER
DC 397
8.3.3 PROBENAUFTRAG AUF DIE DC-PLATTE 398
8.3.4 AUSWAHL DES FLIESSMITTELS 399
8.3.5 ENTWICKLUNG DER DC-PLATTE 400
8.3.6 DETEKTION DER ANALYT- UND VERGLEICHSFLECKEN 401
8.3.7 KENNGROESSEN ZUR
DC-TRENNUNG 402
8.3.8 DC-LAUF
VON PROZESS P1_KAP8 403
8.4 EINFUEHRUNG IN DIE SPEKTROSKOPIE 404
8.4.1 ELEKTROMAGNETISCHE STRAHLUNG UND SPEKTRUM 405
8.4.2 WELLENLAENGE, FREQUENZ UND ENERGIE 407
8.4.3 ABSORPTION UND EMISSION ELEKTROMAGNETISCHER STRAHLUNG 409
8.5 UV/VIS-SPEKTROSKOPIE 410
8.5.1 CHROMOPHORE UND AUXOCHROME GRUPPEN 412
8.5.2 UV/VIS-SPEKTRALFOTOMETER (ZWEISTRAHLMESSGERAET) 412
8.5.2.1 STRAHLUNGSQUELLEN 413
8.5.2.2 MONOCHROMATOREN 413
8.5.2.3 AUFTEILUNG EINES LICHTSTRAHLS IN EINEN PROBEN- UND
EINEN VERGLEICHSSTRAHL 413
8.5.2.4 KUEVETTEN FUER DIE UV/VIS-SPEKTROSKOPIE 414
INHALTSVERZEICHNIS 17
8.5.2.5 DETEKTOREN 414
8.5.3 LOESEMITTEI FUER DIE UV/VIS-SPEKTROSKOPIE 415
8.5.4 BESTIMMUNGEN MIT DER UV/VIS-SPEKTROSKOPIE 415
8.5.5 KALIBRIERUNG UND QUANTIFIZIERUNG 416
8.5.6 QUANTIFIZIERUNG DES FARBSTOFFS IM PROZESS P1_KAP8 416
8.6 METHODE DER HOCHLEISTUNGSFLUESSIGKEITSCHROMATOGRAFIE (HPLC) 418
8.6.1 PRINZIP DER HPLC 418
8.6.2 MATERIALIEN UND GERAETE DER HPLC 419
8.6.2.1 HPLC-ELUENTEN (MOBILE PHASE) 421
8.6.2.2 HPLC-PUMPEN 421
8.6.2.3 HPLC-INJEKTIONSSYSTEM 423
8.6.2.4 HPLC-SAEULE 424
8.6.2.5 STATIONAERE PHASE
DER HPLC 425
8.6.2.6 DETEKTOREN DER HPLC 427
8.6.3 AUSWAHL DER MOBILEN PHASE DER HPLC 429
8.6.4 QUALITATIVE AUSWERTUNG VON HPLC-CHROMATOGRAMMEN 430
8.6.5 QUANTITATIVE AUSWERTUNG VON HPLC-CHROMATOGRAMMEN 431
8.6.6 HPLC-ANALYSE IM PROZESS P1_KAP8 431
8.7 METHODE DER GASCHROMATOGRAFIE (GC) 433
8.7.1 PRINZIP DER GC 434
8.7.2 MATERIALIEN UND GERAETE DER GC 434
8.7.2.1 TRAEGERGASE 434
8.7.2.2 INJEKTOREN DER GC 434
8.7.2.3 GC-TRENNSAEULEN 437
8.7.2.4 DETEKTOREN DER GC 442
8.7.3 HEADSPACE-GC MIT DER
AUSWERTEMETHODE
INNERER STANDARD 444
8.7.4 QUANTITATIVE BESTIMMUNG VON ETHANOL IM PROZESS P1_KAP8 445
9 GROSSTECHNISCHE VERFAHREN 449
9.1 ERDOELVERARBEITUNG, HERSTELLUNG DES GRUNDSTOFFES
BENZOL 450
9.2 CHLORALKALI-ELEKTROLYSE 453
9.2.1 AMALGAM-VERFAHREN (QUECKSILBERVERFAHREN) 454
9.2.2 DIAPHRAGMA-VERFAHREN 456
9.2.3 MEMBRAN-VERFAHREN 457
9.2.4 ALLGEMEINER VERGLEICH DER 3 VERFAHREN 459
9.3 AMMONIAK-SYNTHESE NACH DEM HABER-BOSCH-VERFAHREN 460
9.3.1 HERSTELLUNG DES AUSGANGSGEMISCHES 461
9.3.2 CHEMISCHE GRUNDLAGEN DES
HABER-BOSCH-VERFAHRENS 461
9.3.3 AMMONIAKSYNTHESE IN DER PRAXIS - 462
9.4 SALPETERSAEUREHERSTELLUNG NACH DEM OSTWALD-VERFAHREN 463
9.4.1 GRUNDLAGEN DER SALPETERSAEUREHERSTELLUNG 464
9.4.2 CHEMISCHE REAKTION 464
9.5 SCHWEFELSAEUREHERSTELLUNG 466
9.5.1 UEBERSICHT DER
SCHWEFELSAEUREHERSTELLUNG 466
9.5.2 TECHNISCHE DURCHFUEHRUNG DER SCHWEFELSAEUREHERSTELLUNG 468
18 INHALTSVERZEICHNIS
9.6 METHANOLSYNTHESE 470
9.6.1 GRUNDLAGEN DER METHANOLSYNTHESE 471
9.6.2 TECHNISCHE DURCHFUEHRUNG DER METHANOLSYNTHESE 471
WEITERFUEHRENDE LITERATUR 475
STICHWORTVERZEICHNIS 477 |
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