DeutschesFachbuch.de : Einstieg in die Physikalische Chemie für Nebenfächler Von Wolfgang Bechmann, Joachim Schmidt

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Inhalt
1 Heterogene Gleichgewichte 15
1.1 Begriffe zur Beschreibung stofflicher Zustände 15
1.2 Ideale und reale Gase 17
1.3 Die Gibbssche Phasenregel 28
1.4 Phasendiagramme von Einkomponentensystemen 31
1.5 Lösungen von Stoffen mit vernachlässigbarem Dampfdruck 35
1.6 Mischungen 37
1.7 Dampfdruckdiagramme von Mischungen unbegrenzt mischbarer Flüssigkeiten 39
1.8 Siedediagramme 42
1.9 Schmelzdiagramme 47
1.10 Heterogene chemische Gleichgewichte 54
1.11 Adsorptionsisotherme 56
1.12Übungsaufgaben zu Kapitel 159
1.13 Versuche zu Phasengleichgewichten 63
1.13.1 Kryoskopie 63
1.13.2 Adsorptionsisotherme einer gelösten Substanz 65
1.13.3 Siedediagramm 66
1.13.4 Schmelzdiagramm mittels mikroskopischer Beobachtung 68
1.13.5 Erstellen des Schmelzdiagramms mittels thermischer Analyse 70
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 Grundgleichung und Wärmekapazität 89
2.7 Adiabatische Kompression und Expansion eines idealen Gases 93
2.8 Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik 94
2.8.1 Spontane makroskopische Vorgänge, die Entropie 94
2.8.2 Entropieänderungen in abgeschlossenen Systemen 100
2.8.3 Entropieberechnungen, der dritte Hauptsatz der Thermodynamik 101
2.8.4 Triebkraft spontaner Vorgänge in geschlossenen Systemen, die Freie Enthalpie 10...
2.9 Thermodynamik 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 Systeme mit partiellen Größen, das chemische Potenzial 1...
2.11Übungsaufgaben zu Kapitel 2120
2.12 Kalorimetrische Versuche zur chemischen Thermodynamik 126
2.12.1 Neutralisationsenthalpie 127
2.12.2 Verdampfungsenthalpie 129
2.12.3 Verbrennungsenthalpie 130
2.13 Bestimmung weiterer thermodynamischer Konstanten 132
2.13.1 Die EDA-Verbindung aus Naphthalin und Chloranil 132
2.13.2 Säurekonstante von p-Nitrophenol 135
3 Reaktionskinetik 137
3.1 Reaktionsgeschwindigkeit 138
3.2 Molekularität von Elementarreaktionen, Reaktionsordnung von Geschwindigkeitsansät...
3.3.Geschwindigkeitsgesetze 142
3.3.1.Geschwindigkeitsgesetz für Reaktionen 1. Ordnung 143
3.3.2.Geschwindigkeitsgesetz für Reaktionen 2. Ordnung 146
3.3.3.Geschwindigkeitsgesetze für Reaktionen 0. und 3. Ordnung 151
3.3.4.Weitere Reaktionsordnungen 153
3.3.5.Herabsetzung der Reaktionsordnung durch Komponentenüberschuss 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 Gleichgewichtsreaktionen 174
3.6.2 Parallel- oder Nebenreaktionen 178
3.6.3 Folgereaktionen 180
3.7 Reaktionsmechanismen ausgewählter Reaktionen 183
3.7.1 Die Langmuirsche Adsorptionsisotherme 184
3.7.2 Oxidation von Stickstoffmonoxid 185
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 Säure-Base-Katalyse 195
3.8.2 Enzymkatalysierte Reaktionen, Michaelis-Menten-Kinetik 196
3.8.3 Katalytischer Ozonabbau 199
3.9.Übungsaufgaben zu Kapitel 3201
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 Lösungsmitteln 217
4.3 Elektrolytische Leitfähigkeit 223
4.3.1 Spezifische und molare Leitfähigkeit 225
4.3.2 Ionenwanderungsgeschwindigkeit und Ionenbeweglichkeit 233
4.3.3 Bestimmung von Ionenleitfähigkeiten 234
4.3.4 Analytische Anwendung von Leitfähigkeitsmessungen (Konduktometrie)239
4.4 Elektrochemische Potenziale 242
4.4.1 Elektrochemische Doppelschicht und elektrochemische Spannungsreihe 242
4.4.2 Die Nernstsche Gleichung/Einzelpotenziale und Ionenaktivitäten 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 Aktivitätsbestimmung aus Potenzialmessungen 261
4.5.3 Potentiometrische Bestimmung des Löslichkeitsproduktes eines schwerlöslichen Sa...
4.5.4 Thermodynamische Betrachtung der Nernstschen Gleichung 266
4.6 Elektrolyse 267
4.6.1 Zersetzungsspannung, Polarisierung von Elektroden 267
4.6.2Überspannung 269
4.6.3 Anwendungsbeispiele für elektrolytische Verfahren 270
4.7 Elektrochemische Energiequellen 273
4.7.1 Primärzellen 273
4.7.2 Sekundärzellen 275
4.7.3 Brennstoffzellen 276
4.8Übungsaufgaben zu Kapitel 4278
4.9 Versuche zur Elektrochemie 282
4.9.1 Konduktometrische Bestimmung von Säurekonstanten 282
4.9.2 Potenziometrische Bestimmung von pKS-Werten schwacher Säuren 283
4.9.3 Konzentrationsketten 285
4.9.4 Bestimmung der Überführungszahlen von Salpetersäure nach Hittorf 286
4.9.5 Zersetzungsspannung 287
4.9.6 Konduktometrische Titration 290
5 Lösungen zu den Übungsaufgaben 292
5.1 Lösungen zu Kapitel 1292
5.2 Lösungen zu Kapitel 2297
5.3 Lösungen zu Kapitel 3304
5.4 Lösungen zu Kapitel 4313
Sachwortverzeichnis 318
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Sachwortverzeichnis
A
Abbruchreaktion 189
Abfangreaktionen 189
Abkühlungskurve 52
Abscheidungspotenzial 268
Abscheidungsspannung 270
Abschreckmethode 159
Absorption 56
Adiabate 94
adiabatische Expansion 93
adiabatische Kompression 93
Adsorbat 56
Adsorbens 56
adsorbierte Stoffmenge 57
Adsorpt 56
Adsorption 56
Adsorptionsenthalpie 56
Adsorptiv 56
Aggregatzustand 17
Akkusäure 270
aktivierter Komplex 187
Aktivierungsenergie 165
Aktivität 248
allotrop 32
Amalgambildung 271
Amalgam-Verfahren 270
Anode 251
Anodenreaktion 259
Antimon/Antimonoxid-Elektrode 255
Äquivalentleitfähigkeit 226
Äquivalenzpunkt 227, 240
Arrhenius-Parameter 170
Arrheniussche Gleichung 170, 186,
Asymmetrieeffekt 230
Asymmetriepotenzial 263
Augenblicksgeschwindigkeit 139
Avogadro-Konstante 20, 99
Avogadrosches Gesetz 18
azeotrope Gemische 46
B
Base-Katalyse 196
Bedeckungsgrad 57
Benesi-Hildebrand 134
BET-Isotherme 57, 58
bimolekular 140
Biokatalysatoren 194
Bismut/Bismutoxid-Elektrode 255
bivariant 32
Blei/Bleisulfat-Elektrode 253
Bleiakku 270, 275
Bodenquecksilber 270
Bodenstein 183
Boltzmann 98
Boltzmann-Konstante 20, 99
Boltzmann-Verteilung 169
Born-Haber-Kreisprozess 88
Boyle-Mariottesches Gesetz 18, 94
Boyle-Temperatur 23
Brennstoffzellen 277
Brunauer 57
Bruttoreaktion 140
C
Charlessches Gesetz 18
Chapman-Mechanismus 199
Chapman-Zyklus 200
chemisches Potenzial 117
Chemisorption 56
chemische Thermodynamik 72
Clausius 98
Clausius-Clapeyron-Gleichung 117
Coulombsche Anziehungskräfte 256
Coulombsches Gesetz 218
Coulombsche Wechselwirkungskräfte 249
Coulometer 216
D
Daltonsches Gesetz 21
Dampfdruckerniedrigung 35
Dampfdruckkurve 31
Daniell-Element 242
Debye 103
Debye/Hückel-Modell 230
Debye-Näherung 103
Depolarisatoren 271
Desorption 56
Destillation, fraktionierte 45
Diaphragma 242, 256
diffuse Doppelschicht 243
Difrusionsgeschwindigkeit der Ionen 256
Difrusionsgrenzstrom 271
Diffusionspotential 256
Dipol-Dipol-Wechselwirkung 221, 223
Dispersionswechselwirkung 221
Dispersionskräfte 24
Dissoziationsgrad 217
Druck 19
dynamisches Gleichgewicht 108
E
ebullioskopische Konstante 37
Echtzeitmethode 159
Einlagerungsmischkristall 48
elektrische Doppelschicht 243
Elektrizität, animalische 215
- glasartig 215
- harzartig 215
elektrochemische Darstellung von Radikalen 272
elektrochemische Spannungsreihe 246
Elektrode 242, 251
- Gaselektrode 252
- Metall/Metallionen- 252
- Metall/Metallsalz- 252, 254
- Redox- 253
- 1. Art 254
- 2. Art 254
Elektrodenpotenzial 244
Elektrodenreaktion 246
Elektrolyse 267
Elektrolyt, 217
- echt 217
- potenziell 217
- schwach 217
- stark 217
elektrolytische Dissoziation 217, 229
elektromotorische Kraft 258
Elektron 216
Elementarreaktion 140
elektrophoretischer Effekt 231
Emett 57
enantiotrop 33
Energieerhaltungssatz 73
Energieform, edel, unedel 96
Enthalpie 80
Enthalpie,
- Adsorptionsenthalpie 56
- Bildungsenthalpie 83, 84
- Bindungsenthalpie 85, 87
- Phasenumwandlungs- 102
- Reaktionsenthalpie 86
- Schmelzenthalpie 85
- Solvatationsenthalpie 223
- Sublimationsenthalpie 85
- Verbrennungsenthalpie 85
- Verdampfungsenthalpie 85
enthalpiegetrieben 107
Entropie 96
entropiegetrieben 107
Enzym 194
Enzym-Substrat-Komplex 196
Eutektikum 48
eutektische Gerade 49
Extintionskoeffizient, molarer, dekadischer 160
Eyring-Gleichung 173
F
Fällungsreaktion 241
Faraday-Konstante 216
FCKW 200
Folgereaktion 180
fraktionierte Destillation 45
Freie Bildungsenthalpie 106
Freie Energie 108
Freie Enthalpie 105
Freie Enthalpiedifferenz 106
Freie Reaktionsenthalpie 106
Freie Kristallgitterenthalpie 223
Freie Lösungsenthalpie 223
Freie Solvatationsenthalpie 223
Freie Standardenthalpie 106
Freiheitsgrad 28
Freundlich 57
Freundlich-Isotherme 58
Funktion, stetig 101
G
Galvanik 267
galvanische Kette 242
galvanische Zelle 242, 258
galvanisches Element 240
Gaskonstante, allgem. 20
Gausssche Glockenkurve 21
Gefrierpunktserniedrigung 36
geschwindigkeitsbestimmender Schritt 174
Geschwindigkeitsgesetze 142
- für RO = 0; 3 151
- für RO = 1 143
- für RO = 2 146
Gibbs 105
Gibbssche Phasenregel 31
Gitterenergie 88
Glaselektrode 262
Gleichgewichtskurve, isotherm 40
Gleichgewichtsreaktionen 174
Grenzleitfähigkeit bei unendlicher Verdünnung 227
H
Halbelement 242
Halbstufenpotenzial 271
Halbwertszeit 143
Hammettsche Aciditätsfunktion 210
Hauptsatz der Thermodynamik
- der 1. 73
- der 2. 94
- der 3. 103
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