Jander/Blasius Anorganische Chemie: 1 Theoretische Grundlagen und qualitative Analyse : 70 Tabellen
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| Format: | Book |
| Language: | German |
| Published: |
Stuttgart
Hirzel Verlag
[2016]
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| Edition: | 18., völlig neu bearbeitete Auflage |
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| ISBN: | 9783777623641 9783777625294 |
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Inhaltsverzeichnis
Vorwort. v
Zur Geschichte des Jander/Blasius" . vii
Abkürzungsverzeichnis. ix
,y f -i ^
TEIL A Theoretische Grundlagen
1 Einführung in die Allgemeine Chemie. 3
1.1 Chemische Grundgesetze - Historischer Rückblick . 3
1.2 Aufbau der Atome. 5
1.2.1 Atommodell nach Rutherford. 5
1.2.2 Bohr'sches Modell des Wasserstoffatoms. 6
1.2.3 Bahnradien und Größe des H-Atoms. 7
1.2.4 Termenergie. 8
1.2.5 Orbitalmodell. 9
1.2.6 Aufbau von Mehrelektronensystemen. 11
1.3 Periodensystem der Elemente (PSE). 13
1.3.1 Allgemeine Zusammenhänge. 13
1.3.2 Periodizität der Eigenschaften. 14
1.4 Chemische Bindung . 17
1.4.1 lonenbindung. 17
1.4.2 Atombindung oder kovalente Bindung. 22
1.4.3 Metallbindung. 34
1.4.4 Übergänge zwischen den Bindungstypen . 35
1.4.5 Van-der-Waals-Bindungen . 37
2 Chemie der wässerigen Lösungen und lonenlehre. 4i
2.1 Struktur von Wasser. 41
2.2 Wasser als Lösemittel: Elektrolytische Dissoziation. 42
2.3 Elektrolytlösungen - lonenreaktionen. 43
2.4 Konzentration von Lösungen. 44
2.4.1 Gefrierpunktserniedrigung und Siedepunktserhöhung. 44
2.5 Löslichkeit und Kristall Wachstum. 45
2.5.1 Teilchengröße und übersättigte Lösungen. 45
2.5.2 Keimbildung und Kristallwachstum. 47
2.5.3 Kristallsysteme . 49
Inhaltsverzeichnis
2.6 Löslichkeit und chemische Bindung. so
2.6.1 Löslichkeit aufgrund der Hydratisierung. 50
2.6.2 Einfluss der Polarisierung der Elektronenhülle auf die Löslichkeit . 51
3 Chemisches Gleichgewicht - Massenwirkungsgesetz_ 53
3.1 Massenwirkungsgesetz. 53
3.1.1 Veränderung der Gleichgewichtslage: Das Prinzip von Le Chatelier. 55
3.1.2 Heterogene Gleichgewichte . 56
3.2 Massenwirkungsgesetz und loneniehre. 58
3.2.1 Schwache Elektrolyte: Dissoziationskonstante
und Dissoziationsgrad. 58
3.2.2 Starke Elektrolyte: Aktivitäten und lonenstärke. 59
3.2.3 Nernst'sches Verteilungsgesetz. 62
4 Säuren und Basen . 65
4.1 Definition nach Br0nsted. 65
4.2 Definition nach Lewis . 66
4.2.1 HSAB“Konzept nach Pearson . 67
4.3 Schwache Säuren und Basen: Säure konstante, Basen konstante . 67
4.3.1 Einwertige Säuren und Basen . 67
4.3.2 Mehrwertige Säuren. 68
4.4 Wasserstofhonenkonzentration und pH-Wert. 68
4.4.1 Dissoziation von Wasser. 68
4.4.2 lonenprodukt von Wasser. 69
4.4.3 Definition des pH-Werts. 69
4.5 pK-Werte von Säuren und Basen. 70
4.5.1 Starke Säuren und starke Basen. 70
4.5.2 Schwache Säuren und schwache Basen . 71
4.5.3 pH-lndikatoren. 72
4.6 Hydrolyse . 74
4.6.1 Verdünnung und Temperaturänderung. 75
4.6.2 Änderung der Konzentration der Reaktionsprodukte. 75
4.7 Pufferlösungen . 77
4.8 Ausgewählte Säuren und Basen. 79
4.8.1 Eigenschaften höher geladener Kationen in wässeriger Lösung — 79
4.8.2 Hydroxide und Sauerstoffsäuren der Elemente. 79
4.8.3 Säure- und Basenstärke in Abhängigkeit von der Stellung im PSE . 80
4.8.4 Säure- und Basenstärke in Abhängigkeit von der Oxidationsstufe . 81
4.8.5 Säuretypen und Nomenklatur. 81
4.8.6 Element-Wasserstoff-Verbindungen . 82
XII
Inhaltsverzeichnis
5 Löslichkeitsprodukt und Löslichkeit schwer löslicher
Elektrolyte . 85
5.1 Löslichkeitsprodukt. 85
5.2 Molare Löslichkeit . 86
5.3 Fällung schwer löslicher Elektrolyte. 88
53.1 Fällungen ohne pH-Änderung . 88
53.2 Fällungen mit pH-Änderung . 89
5.U Löslichkeit in Abhängigkeit von Fremdionen. 95
5A.1 Bildung von Komplexionen . 95
5.^.2 Erniedrigung der Aktivitätskoeffizienten. 96
5.5 Auflösung schwer löslicher Elektrolyte. 96
6 Elektrochemie. 99
6.1 Oxidation und Reduktion. 99
6.1.1 Oxidationsstufe. 99
6.1.2 Redox-Gleichungen . 100
6.2 Redoxpotenziale und Spannungsreihe. 102
6.2.1 Standardpotenziale und die Spannungsreihe. 103
6.3 Elektrochemische Abscheidung . 107
63.1 Faraday'sche Gesetze . 107
63.2 Einfluss der Redoxpotenziale . 107
7 Stöchiometrie und Wertigkeitsbegriff. 109
7.1 Stöchiometrisches Rechnen . 109
7.1.1 Chemische Reaktionsgleichungen . 109
7.1.2 Bestimmung von chemischen Bruttoformeln. 110
7.2 Wertigkeitsbegriff. 112
7.3 Beständigkeit der Oxidationsstufen. 113
73.1 Maximal mögliche Oxidationsstufen. 113
73.2 Minimal mögliche Oxidationsstufen. m
73.3 Oxidationsstufe und Magnetismus . 114
8 Komplexchemie. 119
8.1 Eigenschaften von Komplexen . 119
8.2 Aufbau der Komplexe. 121
8.2.1 Zentralatome und Liganden. 121
8.2.2 Isomerie bei Komplexverbindungen. 125
Inhaltsverzeichnis XIII
8.3 Bildung und Stabilität von Komplexen . 126
8.3.1 Komplexbildungskonstante . 126
8.3.2 Löslichkeitsprodukt und Komplexbildungskonstante. 127
8.3.3 Komplexstabilität. 130
8.4 Chemische Bindung in Komplexen. 130
8.4.1 Modell der elektrostatischen Bindung. 132
8.4.2 Modell der koordinativen Bindung. 132
8.4.3 Ligandenfeld-Theorie der Komplexe . 134
9 Chemie der Chelatliganden. 141
9.1 Komplexliganden. 142
9.2 Farblacke. 148
9.3 Analytisch wichtige Reaktionen mit organischen Verbindungen. 150
10 Kolloidchemie und Chemie an Grenzflächen. 155
10.1 Größe und Oberfläche von Partikeln. 155
10.2 Nanostrukturen. 156
10.2.1 Einfluss der Partikelgröße auf Materialeigenschaften . 157
10.2.2 Kohlenstoff-Nanostrukturen . 158
10.3 Bildung und Herstellung von Kolloidlösungen . 160
10.4 Koagulation und Peptisation. I6i
10.4.1 Koagulation geladener Teilchen. 161
10.4.2 Koagulation ungeladener Teilchen. 162
10.4.3 Schutzkolloide und Kern-Schale-Partikel . 162
10.5 Alterung von Niederschlägen. 163
10.6 Verunreinigung der Niederschläge durch Mitfällung. 164
10.6.1 Adsorption. 164
10.6.2 Okklusion, Mischkristalle und feste Lösungen. 165
10.6.3 Definierte chemische Verbindungen. 165
10.6.4 Praktische Folgerungen. 166
11 Zur Nomenklatur anorganischer Verbindungen. 169
XIV
Inhaltsverzeichnis
12
12.1
TEIL B Qualitative Analyse
iV-
■ • •• •' V -
:v.i --Ä'-:r»o-:ir' i •. i - - • -)
Arbeitstechniken und Methoden in der Analytischen
Chemie und in der Qualitativen Analyse.
Allgemeine Arbeitsregeln im Labor .
177
177
12.2 Mikroskopieren und Tüpfelreaktion. 179
12.2.1 Geräte. 179
12.2.2 Mikroskopieren. 188
12.2.3 Tüpfelreaktionen . 189
12.3 Papierchromatographie . 190
12.3.1 Arbeitstechnik und Geräte. 190
12.3.2 Grundlagen der papierchromatographischen Trennung. 194
12.3.3 Grenzkonzentration und Erfassungsgrenze. 196
13 Nichtmetalle und ihre Verbindungen. 197
13.1 Wasserstoff
197
13.2 Elemente der 7. Hauptgruppe . 200
13.2.1 Fluor. 200
13.2.2 Chlor. 206
13.2.3 Brom . 220
13.2.4 l0d . 224
13.3 Elemente der 6. Hauptgruppe . 231
13.3.1 Sauerstoff. 231
13.3.2 Schwefel. 236
13.3.3 Selen . 258
13.3.4 Tellur. 261
13.4 Elemente der 5. Hauptgruppe . 263
13.4.1 Stickstoff. 264
13.4.2 Phosphor. 275
13.5 Elemente der 4. Hauptgruppe . 286
13.5.1 Kohlenstoff. 286
13.5.2 Silicium. 309
13.6 Elemente der 3. Hauptgruppe . 313
13.6.1 Bor. 314
14 Metalle und ihre Verbindungen. 319
14.1 Salzsäure-Gruppe. 320
14.1.1 Silber. 320
Inhaltsverzeichnis
XV
14.2 Reduktionsgruppe. 325
14.2.1 Gold. 325
14.2.2 Platin. 327
14.2.3 Palladium . 330
14.3 Schwefelwasserstoff-Gruppe. 332
14.3.1 Quecksilber. 333
14.3.2 Blei. 340
14.3.3 Bismut. 344
14.3.4 Kupfer. 349
14.3.5 Cadmium. 356
14.3.6 Thallium. 359
14.3.7 Arsen. 364
14.3.8 Antimon. 370
14.3.9 Zinn . 375
14.3.10 Germanium. 380
14.4 Ammoniumsulfid-Urotropin-Gruppe. 383
14.4.1 Nickel. 383
14.4.2 Cobalt . 386
14.4.3 Mangan . 391
14.4.4 Zink. 397
14.4.5 Eisen . 401
14.4.6 Aluminium . 4io
14.4.7 Beryllium. 417
14.4.8 Chrom . 419
14.4.9 Gallium und Indium. 427
14.4.10 Lanthan und Cer. 434
i4.4.iiThorium . 437
14.4.12 Uran. 440
14.4.13 Titan. 443
14.4.14Zirconlum. 446
14.4.15Vanadium . 449
14.4.16 Niob und Tantal. 452
14.4.17 Molybdän. 456
14.4.18 Wolfram . 460
14.5 Ammoniumcarbonat-Gruppe (2. Hauptgruppe des PSE). 462
14.5.1 Calcium. 463
14.5.2 Strontium. 467
14.5.3 Barium . 470
14.6 Lösliche Gruppe (1. Hauptgruppe des PSE). 474
14.6.1 Natrium . 474
14.6.2 Kalium. 477
XVI
Inhaltsverzeichnis
14.6.3 Ammonium und Ammoniak. 484
14.6.4 Rubidium und Caesium. 488
14.6.5 Lithium. 491
14.6.6 Magnesium. 493
15 Vorproben, Lösen und Aufschließen. 499
15.1 Vorproben. 499
15.1.1 Spektralanalyse bzw. Flammenfärbung. 500
15.1.2 Lötrohrreaktion. 502
15.1.3 Phosphorsalz- und Boraxperle. 503
15.1.4 Glühröhrchen-Vorprobe. 505
15.1.5 Schwefelsäure-Vorprobe. 506
15.2 Lösen und Aufschließen. 507
15.3 Weitere Aufschlussverfahren. 509
15.3.1 Soda-Pottasche-Aufschluss . 511
15.3.2 Saurer Aufschluss 512
15.3.3 Oxidationsschmelze . 512
15.3.4 Freiberger Aufschluss. 513
16 Kationennachweise - Systematik und Trennungsgänge 515
16.1 Säureschwerlösliche und Salzsäure-Gruppe. 515
16.1.1 Säureschwerlösliche Gruppe. 516
16.1.2 Salzsäure-Gruppe. 516
16.2 Reduktionsgruppe. 518
16.3 Schwefelwasserstoff-Gruppe. 521
16.3.1 Trennungsgang I: Standardtrennungsgang
für die Schwefelwasserstoff-Gruppe. 522
16.3.2 Trennungsgang II: Erweiterter Trennungsgang für die
Schwefelwasserstoff-Gruppe unter Berücksichtigung von
Gef Se, Te, Mo und TI. 528
16.3.3 Durchführung der H2S-Trennung im HM-Maßstab. 529
16.4 Ammoniumsulfid-Urotropm-Gruppe. 538
16.4.1 Trennungsgang i: Fällung mit Ammoniumsulfid. 540
16.4.2 Trennungsgang II: Fällung mit Urotropin (bei Abwesenheit
der selteneren Elemente). 545
16.4.3 Trennung und Nachweis der Urotropin-Gruppe (in Gegenwart
der selteneren Elemente). 549
16.4.4 Ammoniumsulfid-Gruppe: Ni(ll), Mn(ll), Co(ll), Zn(ll) und Fe(ll). 556
Inhaltsverzeichnis
XVII
16.5 Ammoniumcarbonat-Gruppe . 560
16.5.1 Trennungsgang I: Trennung und Nachweis
der Ammoniumcarbonat-Gruppe . 560
16.5.2 Trennungsgang II: Praktische Durchführung
im HM-Maßstab. 563
16.6 Lösliche Gruppe. 56^
16.6.1 Trennung und Nachweis von Na+, l \ NHj, Li+, Mg2+, Rb+, Cs+. 56*f
17 Anionennachweise - Systematik und Trennungsgänge . 567
17.1 Nachweis der am häufigsten vorkommenden Anionen. 567
17.2 Nachweis aller Anionen. 568
17.3 Trennungsgang der Anionen. 570
Anhang
18 Gefährliche Stoffe. 587
18.1 Umgang mit gefährlichen Stoffen. 587
18.1.1 Einstufung von Chemikalien. 588
18.1.2 Kennzeichnung und Verpackung. 588
18.2 Technische Regeln für Gefahrstoffe. 592
18.2.1 Arbeitsplatzgrenzwerte TRGS 900 . 592
18.2.2 Betriebsanweisung und Information der Beschäftigten TRGS 555 . 593
18.3 Entsorgung von Laborabfällen . 593
18.3.1 Hinweise auf besondere Entsorgungsmaßnahmen. 593
19 Tabellen. 597
Antworten zu den Übungsfragen . 609
Verzeichnis der Zeichen und Symbole . 617
Literaturverzeichnis. 619
Bildnachweis. 621
Sachregister . 622
Personenverzeichnis. 637
Der Autor. 639
Spektraltafel. 6M
Der Klassiker - moderner denn je!
• **
Mit diesem über Jahrzehnte bewährten Lehrbuch der Anorganischen Chemie haben
bereits Hunderttausende Studenten ihre Chemieprüfungen und Praktika erfolgreich
gemeistert. Inhalte und Didaktik haben sich über Generationen bewährt, werden
aber mit jeder Auflage weiterentwickelt und aktualisiert und um die modernsten
Methoden ergänzt.
Band I und Band II zusammen sind vier Bücher in einem und ideal geeignet,
den gesamten Bachelor-Studiengang im Fach Anorganische Chemie zu begleiten.
Band I, der „Rote Jander", behandelt sämtliche theoretischen Inhalte der Allge-
meinen und Anorganischen Chemie. Im zweiten Teil finden sich die Eigenschaften
der Elemente, wichtige Reaktionen und die Einzelnachweise der Metalle und
Nichtmetalle und der Trennungsgang.
Neu in dieser Auflage: Übungsaufgaben mit Lösungen sowie detaillierte Fotos von
Nachweisreaktionen und Kristallbilder zum Überprüfen und Vergleichen im Labor.
Kapitel zu Sicherheit und Entsorgung sowie ein umfangreicher Anhang mit vielen
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Jedem Buch liegt ein innovativer „Taschenfalter" bei. Das handlich gefaltete
Poster für die Kitteltasche enthält ein Übersichtsschema des Trennungsgangs, ein
Periodensystem mit wichtigen Daten zu allen chemischen Elementen und eine
Formelsammlung. |
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