Chemie (Fach) / Reste (Lektion)

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• Gibbs-Energie - ΔG < 0 : exergone Reaktion, die unter den gegebenen Bedingungen (Konzentrationen) freiwillig abläuft- ΔG = 0 : Gleichgewicht, Hin- und Rückreaktion laufen gleichermaßen ab- ΔG > 0 : endergone Reaktion, deren Ablauf in der angegebenen Richtung Energiezufuhr benötigt
• Enthalpie - Beschreibt die Innere Energie eines Systems
• Reaktionsenthalpie - Beschreibt den Energieumsatz beziehungsweise die Energiezustandsänderung eines Systems- Δ H = H (Produkte) – H (Reaktanden)- Änderung von Δ H für die Rückreaktion gleich, nur mit umgedrehtem Vorzeichen- Δ H > 0 bedeutet eine endotherme Reaktion (Energie wird benötigt)- Δ H < 0 bedeutet eine exotherme Reaktion (Energie wird frei) - Δ H° bedeutet einen Bezug auf die Standartenthalpieänderung- Kann im Bombenkalorimeter gemessen werden
• Bombenkalorimeter - Zur Messung der Reaktionsenthalpie/Brennwert eines Stoffes- unter Sauerstoffatmosphäre und hohem Druck in abgeschlossenem Behälter (im Behälter ist Wasser, im Wasser der Sauerstoffbehälter)- meistens eine Verbrennungsreaktion- Gemessen wird die Wärmeänderung des Wassers
• Bindungsenthalpie - in kJ/mol- Standartbildungsenthalpie: Basis für thermodynamische Berechnungen, Δ H°f bei Standartbedingungen und Normaldruck
• Satz von Hess - Enthalpieänderungen in mehreren Schritten ergibt aufsummiert die gesamte Enthalpieänderung- Dementsprechend: die gesamte Enthalpieänderung lässt sich aus mehreren Schritten berechnen
• Bindigkeit - Anzahl der Atombindungen, die ein Element in einer Verbindung eingeht- Durch die Valenzstriche in der LEWIS-Formel ausgedrückt- Bei Elementen der Gruppen 15, 16, 17 entspricht die Bindigkeit der Zahl der ungepaarten Elektronen (8 – n (Zahl der Elektronen der äußeren Schale))- Kohlenstoff hat die Bindigkeit 4- Für die Gruppen 13, 2 und 1 entspricht die Bindigkeit der Elektronenzahl n (in der äußeren Schale)- je größer die Bindungsordnung, desto größer ist die Bindungsenergie - mit steigender Bindungsordnung verkürzt sich die Bindungslänge
• Bindungswinkel - linear: 180°- trigonal-planar: 120° (ohne freie Elektronen, sonst kleiner, da freie Elektronenpaare mehr Platz einnehmen)- tetraedrisch: 109° (ohne freie Elektronenpaare)- trigonal-pyramidal: in der Ebene 120°, nach oben und unten 90° (ohne freie Elektronenpaare)- oktaedrisch: 90° in alle Richtungen (ohne freie Elektronenpaare)
• Bindungswinkel von Ozon und Wasser Ozon: 117° Wasser: 104,5°
• Dipolarität - Hohe Elektronegativität der 5.-7. Hauptgruppe verursacht in Verbindungen eine Ladungsverschiebung, auch wenn das Molekül nach außen hin neutral ist- Die Elektronen werden vom elektronegativeren Partner angezogen => Dipol- Besp: NH³ oder H²O
• Bindungslänge - Von Kern zu Kern gemessener Abstand zweier Atome/Ionen- Bindungen am stabilsten, wenn Edelgasregel erreicht- In metallischen Bindungen: zwischen 200-500 pm- In kovalenten Bindungen: unterschiedlich; z.B. 154 pm bei C-C; 74 pm in H-H; 121 in O=O; 110 in N² (3-er Bindung); je 96 pm in H²O- In Wasserstoffbrückenbindungen: zwischen 120 und 300 pm
• Löslichkeitsprodukt - Produkt der Ionenkonzentration eines schwer löslichen Salzes in gesättigter Lösung- K(L) = Konzentration von [A-]^Vorzahl multipliziert mit Konzentration von [B+]^Vorzahl- Massenwirkungsgesetz ist konstant (K)- Konzentration von Feststoffen ist von der Menge unabhängig und kann als Konstant angesehen werden (= 1)
• Entropie - Angegeben in ΔS- „Maß für die Unordnung eines Systems“- Mit höherer Unordnung steigt die Entropie- Gase haben eine höhere Entropie als Flüssigkeiten, Flüssigkeiten wiederum eine höhere als Feststoffe
• Titration - allmähliche Zugabe einer Base zu einer Säure (Alkalimetrie) oder umgekehrt einer Säure zu einer Base (Azidimetrie).- Äquivalenzpunkt: Wenn gleich viel Säure wie Base vorhanden ist (Wendepunkt der Titrationskurve, pH-Wert-Änderung ist maximal) - starke Säure + starke Base = ÄP = NP- schwache Säure + starke Base = ÄP im Basischen- starke Säure + schwache Base = ÄP im Sauren- Neutralpunkt (bei pH = 7)- Bei Titration mehrbasiger Säuren bzw. mehrbasiger Basen gibt es mehrere Äquivalenzpunkte
• Titrationskurve - Messkurve des pH-Werts während des Fortschritts der Titration- pH-Wert aufgetragen auf der y-Achse, Säure/Basezugabe auf der x-Achse
• Pufferbereich - der Bereich (angestrichen auf der x-Achse!) vor der pH-Wert-Änderung auf der Titrationskurve- So lange kann die Lösung den pH-Wert konstant halten- Pufferkapazität: ist die Stoffmenge, die hinzu gegeben werden muss, um den pH-Wert um 1 zu verändern; die Pufferkapazität unterschiedlich konzentrierter Pufferlösungen unterscheidet sich (auch bei gleicher Menge)- je größer die Konzentration des Puffers, desto größer die Pufferkapazität
• Puffer - Mischung aus einer starken/schwachen Base und ihrer korrespondierenden Säure- können sowohl H+ als auch OH- binden und so den pH-Wert einer Lösung trotz Zugabe von Säure oder Base über einen bestimmten Zeitraum konstant halten- einfache Puffer können chemisch hergestellt werden, komplexe Puffersysteme existieren z.B. im Blut- der pH-Wert von Pufferlösungen bleibt beim Verdünnen konstant
• Henderson-Hasselbalch-Gleichung der pH-Wert einer Pufferlösung ergibt sich aus dem pKs-Wert, zu dem der lg ([A-] / [HA]) addiert wird
• Redoxreihe Mg, Zn, Fe, Pb, H²O + H², Cu, Ag, 2 Br-, 2 Cl- (abnehmende Reaktionskraft, zunehmende Oxidationskraft)
• Daniell-Element historische Galvanische Zelle
• Galvanische Zelle - Elektronen fließen von der Anode (Minuspol) zur Kathode (Pluspol)- Anodenraum: Oxidation- Kathodenraum: Reduktion- Anodenraum und Kathodenraum sind getrennt durch eine poröse Trennwand oder eine Salzbrücke- zur spontanen Umwandlung von chemischer in elektrische Energie
• Standartpotenzial - positives Vorzeichen: freiwillige Reduktion- negatives Vorzeichen: freiwillige Oxidation- je positiver das SP, desto größer die Oxidationskraft der oxidierten Form- je negativer das SP, desto größer die Reduktionskraft der reduzierten Form
• Nernstsche Gleichung - beschreibt die Konzentrationsabhängigkeit des Elektrodenpotenzials eines Redoxpaares- E = E0 + (R*T / n*F) * ln ([Ox]/[Red])- E = Standartelektrodenpotential + (molare Gaskonstante * absolute Temperatur in Kelvin) / (Anzahl der Übertragenen Elektronen * Faraday-Konstante) * Logarithmus zur Basis e ([Aktivität des Ox-Partners]/[Aktivität des Red-Partners])
• Raoultsches Gesetz - Kolligative Eigenschaften: Beim Lösen eines festen Stoffes erniedrigt sich der Dampfdruck- dadurch erhöht sich der Siedepunkt und erniedrigt sich der Schmelzpunkt- relative Dampfdruckerniedrigung ist nur abhängig von der Zahl der gelösten Teilchen, nicht von der Art des gelösten Stoffes
• Ostwald'sche Stufenregel ein in mehreren Energiezuständen vorkommendes System geht bei Energieentzug stufenweise in einen niedrigeren Energiezustand über

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