Vorwort

Ausgangspunkt aller stöchiometrischer Betrachtungen in der Chemie ist die atomare Struktur der Materie. Denn die vielfältigen chemischen Reaktionen laufen stets direkt zwischen den Atomen, Molekülen oder Ionen ab. Nur eine solche Betrachtungsweise lässt sich nachvollziehen, denn sie ist sowohl systematisch als auch zugleich chemisch richtig. Demzufolge müssen also die Stoffmengen und die Stoffmengenrelationen die Basis für alle stöchiometrischen Berechnungen sein.

Das vorliegende Buch wendet sich an Studenten der Chemie im Haupt- und Nebenfach, der Biochemie, der Lebensmittelchemie und der Pharmazie an Hochschulen und Fachhochschulen. Es befasst sich ausschließlich mit der Stöchiometrie und deren Berechnungsmöglichkeiten. Soweit es für das Verständnis der stöchiometrischen Fragestellungen erforderlich ist, werden aber auch die diesbezüglichen chemischen Grundlagen erläutert. Darüber hinausgehende Zusammenhänge der Chemie, der physikalischen oder der analytischen Chemie werden in entsprechenden Lehrbüchern behandelt und sind dort enthalten. Grundlegende Sätze werden im Text grau unterlegt und dadurch hervorgehoben. Ein Pfeil (=>) im fortlaufenden Text hat die Bedeutung "damit folgt". Die gekoppelten Gleichgewichte, wozu z.B. die Veränderung der Löslichkeit einer Verbindung in Säuren oder Basen gehört, werden durch die Einführung eines Nebenreaktionskoeffizienten behandelt, der in einfacher Form von tabellierten Konstanten abhängt. Damit kann der Leser die Beeinflussung von chemischen Gleichgewichten durch Nebenreaktionen auf einheitliche Weise lösen.

In den einzelnen Kapiteln werden die jeweiligen stöchiometrischen Zusammenhänge und Gesetzmäßigkeiten zunächst in der Theorie behandelt. Daran schließen sich stets ausführlich erläuterte Berechnungsbeispiele an, in denen der Lehrstoff auf stöchiometrische Problemstellungen angewendet wird. Dies wird sicherlich zum tieferen Verständnis des entsprechenden Kapitels beitragen. Darüber hinaus versetzen die Übungsaufgaben den Leser in die Lage, den vermittelten Lehrstoff praktisch anzuwenden. Dabei kann sich der Inhalt von Beispielen und Übungsaufgaben auch auf den Lehrstoff der vorherigen Kapitel beziehen. In diesem Sinne bauen die einzelnen Kapitel aufeinander auf. Am Schluss des Buches werden dann die Lösungen der Übungsaufgaben angegeben, und es werden größtenteils Lösungswege aufgezeigt.

Da es sich bei den angegebenen Zahlenwerten der Beispiele und der Lösungen der Übungsaufgaben in den meisten Fällen um auf praktischem Wege erhaltene Ergebnisse handelt, werden dabei stets die in Kapitel 2.2 "Rechnen mit Dezimalzahlen" behandelten Rundungen der Ergebnisse durchgeführt. Dies gilt auch für alle Zwischenergebnisse, worauf in der Bemerkung, die den Lösungen der Übungsaufgaben vorangestellt ist, noch einmal hingewiesen wird. Die generelle Vorgehensweise bei Rundungen in diesem Buch wird am Ende des Kapitels 2.2 erläutert.

Herr Dr. rer. nat. Ulrich Elsenhans vom Institut für anorganische und analytische Chemie der TU Clausthal hat bis zu seinem viel zu frühen Tod das Manuskript des vorliegenden Buches kritisch durchgelesen. Auf seine Anregung hin entstanden die Kapitel "Rechnen mit Potenzzahlen" und "Rechnen mit Logarithmen". Die Fachgespräche mit ihm waren wichtig für mein Anliegen, die vielfältigen stöchiometrischen Fragestellungen in der Chemie aufzuzeigen und sie auf systematische Weise zu behandeln. Dafür möchte ich mich bei Herrn Dr. Elsenhans bedanken, ihm ist dieses Buch gewidmet. Herrn Dipl.-Ing. Frank Hoffmann danke ich für die Anfertigung der Abbildungen.

Wolfenbüttel, im Mai 2006

Uwe Hillebrand