Description
Book SynopsisStöchiometrie, Stoffmengen und Konzentrationsangaben, Massen und Ausbeuten, Redox-Potentiale, pH-Werte: Gelegentlich müssen Sie in der Chemie auch rechnen. Derlei Berechnungen sind wirklich einfach und einleuchtend, wenn Sie erst einmal wissen, welche Formel(n) Sie wann verwenden müssen ? und warum eigentlich. Genau das gilt es zu üben, und dabei hilft Ihnen dieses Buch: Die jeweils notwendigen Formeln werden vorgestellt, Sie erfahren, worum es dabei eigentlich geht, und jeder einzelne Rechenschritt wird nachvollziehbar und an realitätsnahen Beispielen aufbereitet. Die üblichen Fallstricke (und wie Sie diese vermeiden) werden ebenso ein Thema sein wie der Umgang mit tabellierten Werten ? und was diese eigentlich aussagen.
Table of ContentsEinführung 17
Törichte Annahmen über den Leser 18
Wie Sie dieses Buch einsetzen 20
Symbole in diesem Buch 21
Wie es weitergeht 22
Teil I: Allgemeines 23
Kapitel 1 Größen und Einheiten 25
Das soll der Standard sein: Grundgrößen 25
Von den Grundgrößen leiten sich alle Größen ab 28
Das soll der Standard sein: Was ist denn schon »normal«? 29
Vorsilben bestimmen die Größenordnung 29
Die wissenschaftliche Notation 30
SI-Präfixe 30
Signifikant muss es schon sein 32
Signifikante Ziffern und Einheiten 33
»Signifikante Ziffern« heißt nicht »Stellen hinter dem Komma«! 35
Umrechnung von Masse in Stoffmenge und umgekehrt – tägliches Brot für den Chemiker 39
Was genau ist denn ein Mol? 39
Rechnen mit dem Mol – und mit molaren Massen 41
Konzentration & Co im Labor-Alltag 45
Die Formelschreibweise 48
Damit müssen Sie rechnen 49
Dreisatz 50
Potenzen 51
Logarithmus 52
pq-Formel 54
Kapitel 2 Eine Frage der Konzentration 55
Was ist drin? – Gehaltsangaben 55
Konzentrationsangaben 56
Anteilsangaben 60
Verhältnisangaben 68
Molalität 70
Elementaranalyse – und dann? – Ermitteln empirischer Formeln 72
Teil II: Reaktionen 77
Kapitel 3 Stöchiometrie 79
Wie stellt man eine Reaktionsgleichung auf? 81
Tipps zur Vorgehensweise 82
Massenbilanzen 85
Wie viel kommt dabei heraus? – Ausbeuteberechnung 88
Stöchiometrie – verschiedene Arten von Reaktionsgleichungen 94
Kapitel 4 Kinetik chemischer Reaktionen 97
Was ist ein Geschwindigkeitsgesetz? 98
Wie löst man die Geschwindigkeitsgleichungen? 104
Reaktionsordnung n und Geschwindigkeitskonstante k müssen ermittelt werden 107
… und das ist noch nicht alles 108
Kapitel 5 Chemische Gleichgewichte 109
Dynamische Gleichgewichte 109
Das Massenwirkungsgesetz 112
Und jetzt mit »richtigen« Reaktionen! 114
Die Bedeutung von Gleichgewichtskonstanten 115
Zur Berechnung von Gleichgewichtskonstanten 116
Das Prinzip von LE CHATELIER 120
Einfluss der Konzentration 121
Welchen Einfluss hat die Temperatur? 124
Auch der Druck kann sich auswirken 126
Konzentration und Aktivität 128
Komplexe Angelegenheiten 129
Löslichkeit und das Löslichkeitsprodukt 131
Ungesättigte Lösungen und das Ionenprodukt (IP) 133
AB-Salze, AB2-Salze und so weiter 136
KL- und pKL-Werte 139
Kapitel 6 pH-Wert und Co 143
Der pH-Wert und das Wasser 144
Starke Säure, schwache Säure – und das Gleiche für Basen 147
pH-Wert-Berechnungen 152
Starke Säuren/Basen 152
Schwache Säuren/Basen 154
Mittelstarke Säuren/Basen 156
Ampholyte 160
Titrationen 161
Puffersysteme 168
HENDERSON-HASSELBALCH-Gleichung 169
Kapitel 7 Redox-Reaktionen 175
Wie stellt man eine Redox-Reaktion auf? 176
Und wie bestimmt man Oxidationszahlen jetzt? 177
Redox im wässrigen Medium 182
Zwei nur auf den ersten Blick besondere Fälle 189
Neu! Jetzt wasserfrei! 193
Kapitel 8 Elektrochemie 205
Elektrochemie 205
Die Spannungsreihe 206
Die NERNST‘sche Gleichung 211
Galvanische Zellen 217
Teil III: Chemie Trifft Physik 231
Kapitel 9 Gase 233
Gase stehen unter Druck 234
Gasgesetze für ideale Bedingungen 235
BOYLE-MARIOTTE – komprimierte Energie 235
Volumen und Druck sind am Ende – wie kalt kann es werden? 236
AVOGADRO – hier werden Teilchen gezählt 237
Das ideale Gasgesetz 238
DALTON – jeder liefert seinen Beitrag 240
Nichts ist ideal – Gesetze für reale Gase 241
Kapitel 10 Hier geht es um Energie 243
Da steckt Energie drin 243
Welche Einheit hat Energie? 245
Was ist ein Elektronenvolt? 246
Energie des Lichts 246
PLANCK entdeckt das Wirkungsquantum 246
Wellenlängen und Chemie 248
Was ist ein Linienspektrum? 249
Kapitel 11 Energie in der Chemie 253
Die Hauptsätze der Thermodynamik 253
Nullter Hauptsatz der Thermodynamik 253
Erster Hauptsatz der Thermodynamik 253
Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik 254
Dritter Hauptsatz der Thermodynamik 254
Thermodynamische Terminologie 254
Innere Energie U 254
Wärme Q 255
Arbeit W 255
Enthalpie H 255
Entropie S 256
Freie Enthalpie oder: GIBBS-Energie 257
Konstante Wärmesummen oder: Der Satz von HESS 259
Der BORN-HABER-Kreisprozess 261
Gitterenergie 261
Teil IV: Der Top-Ten-Teil 265
Kapitel 12 Zehn wichtige Tipps für das chemische Rechnen 267
Lesen Sie die Aufgabenstellung – ganz genau! 267
Formelsprache 268
Explizite und implizite Informationen 268
Dimensionsanalyse – stimmt die Einheit? 270
Plausibilitätsanalyse – kann das hinkommen? 270
Der gute, alte Dreisatz 271
Lernen Sie Ihren Taschenrechner kennen! 271
Möglichst viele Stellen hinter dem Komma oder doch lieber auf signifikante Ziffern achten? 271
Der vielleicht wichtigste Rat: Nichts überstürzen! 272
Wenn die Zeit knapp wird 272
Stichwortverzeichnis 273
