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| Inhaltsübersicht | ||||||
| Vorwort | 1 | |||||
| 1 | Zahlenwerte, Größen und Gehaltsangaben | 4 | ||||
| Aufgaben | 6 | |||||
| Lösungen | 14 | |||||
| 2 | Stöchiometrie - Stoffumsatz bei chemischen Reaktionen | 30 | ||||
| Aufgaben | 31 | |||||
| Lösungen | 38 | |||||
| 3 | Gase - Berechnungen mit dem idealen Gasgesetz | 48 | ||||
| Aufgaben | 51 | |||||
| Lösungen | 57 | |||||
| 4 | Energieumsatz bei chemischen Reaktionen | 70 | ||||
| Aufgaben | 72 | |||||
| Lösungen | 78 | |||||
| 5 | Chemisches Gleichgewicht - Massenwirkungsgesetz | 100 | ||||
| Aufgaben | 104 | |||||
| Lösungen | 115 | |||||
| 6 | Säure/Base-Reaktionen in wässeriger Lösung | 148 | ||||
| Aufgaben | 153 | |||||
| Lösungen | 157 | |||||
| 7 | Redoxreaktionen und Elektrochemie | 168 | ||||
| Aufgaben | 172 | |||||
| Lösungen | 177 | |||||
| Anhang A: Zur Nomenklatur anorganischer Stoffe | 200 | |||||
| Anhang B: Datensammlung | 202 | |||||
Vorwort
Dieses Übungsbuch richtet sich an Studierende im Grundstudium der Chemiestudiengänge. Konzipiert wurde es als Ergänzung unseres Lehrbuchs "Allgemeine und Anorganische Chemie" (ISBN 978-3-8274-0208-0); es kann jedoch auch zusammen mit anderen Lehrbüchern der Allgemeinen Chemie problemlos genutzt werden.
Der Inhalt umfasst die wichtigsten Themenfelder, zu denen während der ersten Semester Berechnungen aus dem Bereich der Allgemeinen Chemie durchgeführt werden. Berücksichtigt wurden dabei auch typische Fragestellungen aus der Analytischen Chemie sowie elementare Anwendungen physikalisch-chemischer Gesetzmäßigkeiten.
Je nach Studiengang und Studienordnung gibt es in Klausuren zu den einzelnen Lehrveranstaltungen naturgemäß erhebliche Unterschiede bezüglich des Themenspektrums und des Schwierigkeitsgrads der Aufgaben. Dennoch wird jeder Studierende durch die Arbeit mit diesem Übungsbuch seine Chancen erheblich verbessern können. Das Ziel ist dabei ein verständiger, kontextbezogener Umgang mit naturwissenschaftlichen Berechnungen in vielfältigen Problemstellungen. Eine schematische Übertragung von vorgegebenen Musterlösungen auf weitere Aufgabenbeispiele widerspricht dem Sinn einer zeitgemäßen Ausbildung.
Die Aufgaben beziehen sich überwiegend auf praxisnahe Beispiele aus dem Labor sowie auf Probleme aus Alltag und Technik. Vielfach hilft die Bearbeitung einer Aufgabe, Querverbindungen herzustellen oder neue Zusammenhänge zu erfassen. Die praktische Bedeutung der in den Aufgaben angesprochenen Aspekte wird vielfach durch kurze Erläuterungen und Hinweise auf Lehrbuchabschnitte verdeutlicht.
Jedes Kapitel des Übungsbuchs beginnt mit einem kurzen Text zu den wichtigsten Grundbegriffen und Gesetzmäßigkeiten auf einem für die Lösung der Aufgaben erforderlichen mittleren Niveau. Diesem Basiswissen folgen meist einige Hinweise. Sie geben weitere Hilfen zur Lösung der Aufgaben; zusätzlich wird in wichtigen Fällen auch Hintergrundwissen erläutert, um den teilweise begrenzten Anwendungsbereich, der im Basiswissen aufgeführten einfachen Beziehungen zu verdeutlichen.
Die ausführlichen Lösungen stehen jeweils am Ende des Kapitels. Der Lösungsweg wird in der Regel kurz kommentiert und durch Größengleichungen nachvollziehbar dargestellt.
Das Manuskript ist über eine Kombination von Word-Dateien mit zahlreichen Math-Type-Bausteinen satzfertig vorbereitet worden. Als Nachteil haben wir damit eine gewisse Uneinheitlichkeit des Schriftbilds in Kauf genommen. Wichtiger erschien uns aber die Chance, auf diesem Wege - über mehrere Korrekturgänge - einen nahezu fehlerfreien Druck zu erreichen.
Unser Dank gilt allen, die uns dabei geholfen haben. Namentlich genannt seien hier nur Dr. Angela Simeon als Außenlektorin, Dr. Claudia Wendt für die Mitarbeit bei der Entwicklung des Layouts und Dennis Schünemann für die geduldige und gewissenhafte Erstellung der Dateien und der Formatierungen.
Michael Binnewies
Hannover bzw. Wuppertal
Manfred Jäckel
Januar 2007
Helge Willner
Vom Einüben zum Verständnis
Dieses Übungsbuch mit zahlreichen neu zusammengestellten Aufgaben richtet sich an Studierende im Grundstudium der Chemiestudiengänge. Es ist ein ideales Begleitwerk für Lehrbücher der Allgemeinen und Anorganischen Chemie wie auch für entsprechende Veranstaltungen im Studium, Die 7 Kapitel decken die wichtigsten Themenfelder ab, zu denen während der ersten Semester im Bereich der Allgemeinen, Anorganischen und Analytischen Chemie Berechnungen durchgeführt werden. Berücksichtigt werden dabei auch elementare Anwendungen physikalisch-chemischer Gesetzmäßigkeiten.
Sicherheit in der Lösung entsprechender Aufgaben ist Voraussetzung für den Erfolg in vielen Klausuren. Durch die Arbeit mit diesem Übungsbuch, das auf einen verständigen, kontextbezogenen Umgang mit naturwissenschaftlichen Berechnungen in vielfältigen Problemstellungen abzielt, wird jeder Studierende seine Erfolgschancen deutlich verbessern können.
Jedes Kapitel beginnt mit einer kurzen Wiederholung des zugehörigen Lehrstoffes, insbesondere der chemischen Grundbegriffe und fundamentalen Gesetze und Zusammenhänge ("Basiswissen"). Die nachfolgenden "Hinweise" enthalten allgemein verwendbare Hilfen zur Lösung der Aufgaben; zusätzlich wird in wichtigen Fällen auch Hintergrundwissen erläutert, um den teilweise begrenzten Anwendungsbereich der zuvor formulierten Beziehungen zu verdeutlichen.
Die Aufgaben selbst beziehen sich überwiegend auf praxisnahe Beispiele aus dem Labor sowie auf Probleme aus Alltag und Technik. Vielfach hilft die Bearbeitung der Aufgaben, Querverbindungen herzustellen oder neue Zusammenhänge zu erfassen. Einfache Übungen dienen dazu, Sicherheit im Umgang mit den grundlegenden Beziehungen zu gewinnen.
Die ausführlichen Lösungen stehen jeweils am Ende der einzelnen Kapitel. Der Lösungsweg wird in der Regel kurz kommentiert und mit wichtigen Zwischenergebnissen durch Größengleichungen nachvollziehbar dargestellt. Besonders berücksichtigt sind Aufgaben, an denen man nicht nur aus dem Lösungsweg, sondern auch aus dem Ergebnis etwas lernen kann.
ISBN 978-3-8274-1828-9
Michael Binnewies ist Professor für Anorganische Chemie an der Leibniz-Universität Hannover und Lehrstuhlinhaber am dortigen Institut für Anorganische Chemie. Manfred Jäckel war bis 2004 Akademischer Direktor an diesem Institut. Helge Willner ist Lehrstuhlinhaber für Anorganische Chemie an der ßergischen Universität Wuppertal. Die drei Wissenschaftler sind - zusammen mit Geoff Rayner-Canham, Professor an der Memorial University of Newfoundland - auch Autoren des großen Lehrbuches Allgemeine und Anorganische Chemie (Elsevier/Spektrum Akademischer Verlag).
Das Übungsbuch wird dem Anspruch gerecht, ein effizientes Begleitwerk für Lehrbücher der allgemeinen und anorganischen Chemie wie auch für die Lehre im Grundstudium zu sein. Übungsleiter finden hier zahlreiche Anregungen für ihre Veranstaltungen oder zum Erstellen von Klausuren. (...) Allen Studierenden im Chemiegrundstudium wie auch Lehramtstudenten bei der Vorbereitung zur Staatsexamensprüfung sei dieses Übungsbuch sehr empfohlen. Nachrichten aus der Chemie, Januar 2008 Dieses Arbeitsbuch stellt eine gute Ergänzung zum Lehrbuch "Allgemeine und Anorganische Chemie" von M. Binnewies dar. (...) Die ca. 160 Aufgaben (ausführliche Lösungen jeweils am Ende der Kapitel) eignen sich sehr gut für die Vorbereitung auf Klausuren und Prüfungen. (...) Sehr gutes Preis-Leistungs-Verhältnis! ekz-Informationdienst, 9. Oktober 2007