Einführung in die Stöchiometrie

Größen und Einheiten und das stöchiometrische Rechnen in der Chemie.- Das Internationale Einheitensystem.- Das Rechnen mit Größengleichungen.- 1 Grundlagen der Stöchiometrie.- 1.1 Stöchiometrische Grundbegriffe und Definitionen.- Die drei Grundgesetze der Stöchiometrie.- Empirische Formel, Molekularformel, einfachste Formel.- Relative Atom- und Molekülmasse.- Relative Äquivalentmasse der Elemente.- Ermittlung relativer Atommassen.- Der Molbegriff.- Umrechnung von Quantitätsgrößen.- Die Absolutmassen der Atome und Moleküle und die atomare Masseneinheit.- Aufgaben.- 1.2 Berechnung von Formeln und Zusammensetzungen.- Berechnung empirischer Formeln aus Analysendaten.- Quantitative Zusammensetzung von Verbindungen.- Nichtstöchiometrische Verbindungen.- Aufgaben.- 1.3 Aufstellung chemischer Reaktionsgleichungen.- Edukte, Produkte und Koeffizienten in Reaktionsgleichungen.- Redoxreaktionen.- Oxidationszahl.- Aufgaben.- 1.4 Quantitative Auswertung chemischer Reaktionen.- Stoffmengen- und Massenverhältnisse.- Umsatz- und Ausbeuteberechnung.- Aufgaben.- 2 Chemie der wäßrigen Lösungen.- 2.1 Quantitative Zusammensetzung von Lösungen.- Definition einer Lösung als homogene Mischphase.- Die Gehaltsgrößen: Anteile, Konzentrationen, Verhältnisse, Molalität.- Umrechnung wichtiger Gehaltsgrößen.- Mischungsrechnen.- Aufgaben.- 2.2 Reaktionsgleichgewichte in Elektrolytlösungen.- Das Massenwirkungsgesetz.- Aktivitäten in Elektrolytlösungen.- Der Säure-Base-Begriff nach Brönsted und Lowry (1923).- Das Ionenprodukt des Wassers und die pH-Skala.- Säure- und Basekonstanten.- Das Ostwaldsche Verdünnungsgesetz.- Protolyse mehrbasiger Säuren.- Salzprotolyse.- Pufferlösungen.- Löslichkeitsprodukte.- Komplexgleichgewichte.- Nernstscher Verteilungssatz.- Aufgaben.- 3 Analytische Chemie.- 3.1 Maßanalyse (Volumetrie).- Die Ausführung von Titrationen.- Der Gehalt von Maßlösungen.- Säure-Base-Titrationen.- Redoxtitrationen.- Fällungstitrationen.- Komplexometrie.- Anwendung von Ionenaustauschern in der Analytik.- Enthärtung von Wasser.- Aufgaben.- 3.2 Fällungsanalyse (Gravimetrie).- Die Ausführung und Auswertung gravimetrischer Bestimmungen.- Die Löslichkeit schwerlöslicher chemischer Verbindungen.- Einfluß von Fremdionenzusätzen auf die Löslichkeit.- Einfluß von Gleichionenzusätzen auf die Löslichkeit.- Die Abhängigkeit der Löslichkeit vom pH-Wert.- Beeinflussung der Löslichkeit durch Komplexbildung.- Experimentelle Bestimmung von Löslichkeitsprodukten.- Aufgaben.- 3.3 Elementaranalyse organischer Verbindungen.- C—H-Bestimmung.- Sauerstoffbestimmung.- Stickstoffbestimmung.- Halogenbestimmung.- Schwefelbestimmung.- Phosphorbestimmung.- Bestimmung von Doppelbindungen in Alkenen.- Methoxylgruppenbestimmung.- Bestimmung des aktiven Wasserstoffs.- Aufgaben.- 4 Spezielle Kapitel der physikalischen Chemie.- 4.1 Gasgesetze, Gasvolumina bei chemischen Umsetzungen und Gleichgewichte in gasförmigen Systemen.- Gasgesetze und allgemeine Zustandsgieichung der Gase.- Gasgemische und Partialdrücke.- Relatives Gasdichteverhältnis.- Thermische Dissoziation.- Gasvolumina bei chemischen Umsetzungen.- Gleichgewichte in gasförmigen Systemen —Zusammenhang zwischen Kc und Kp.- Aufgaben.- 4.2 Physikalisch-chemische Eigenschaften von Lösungen.- Osmotischer Druck.- Molare Massen makromolekularer Stoffe.- Dampfdruckerniedrigung.- Siedepunktserhöhung.- Gefrierpunktserniedrigung.- Assoziation.- Elektrolytische Dissoziation.- Starke Elektrolyte.- Aufgaben.- 4.3 Elektrochemie.- Elektrolyse.- Die Faradayschen Gesetze der Elektrolyse.- Elektrolytische Leitfähigkeit.- Überführungszahl der Ionen.- Elektrodenpotentiale und Nernstsche Gleichung.- Die Spannungsreihe der Metalle und Nichtmetalle.- Redoxpotentiale.- Aufgaben.- 4.4 Thermochemie.- Energieeinheiten in der Thermochemie.- Innere Energie.- Energieänderungen bei konstantem Druck.- Reaktionswärme.- Das Gesetz von Hess.- Lösungswärme.- Verschiebung des chemischen Gleichgewichts bei Temperaturänderung.- Aufgaben.- 4.5 Chemische Kinetik.- Die Reaktionsgeschwindigkeit.- Reaktionen erster Ordnung.- Reaktionen zweiter Ordnung.- Reaktionen höherer Ordnung.- Die Kinetik reversibler Reaktionen.- Temperaturabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit.- Aufgaben.- 4.6 Kolorimetrie, Photometrie und Spektrometrie.- Methodenabgrenzung.- Die Elementarprozesse der Strahlungsabsorption und -emission.- Das Lambert-Beersche Gesetz.- Kolorimetrische und photometrische Konzentrationsbestimmungen gefärbter Lösungen.- Spektralphotometrie.- Flammenphotometrie.- Atomabsorption.- 4.7 Kernchemie.- Aufbau von Atomkernen.- Isotope.- Natürliche Kernumwandlungen und Radioaktivität.- Aufstellung von Kernreaktionsgleichungen.- Radioaktive Zerfallsgeschwindigkeit.- Künstliche Kernumwandlungen.- Einsteinsche Masse-Energie-Beziehung.- Massendefekt und Kernbindungsenergie.- Aufgaben.- Lösungen der Übungsaufgaben.- Meßfehler, Fehlerrechnung und signifikante Zahlenangaben.- Fehler bei der experimentellen Bestimmung von Meßwerten.- Fehlerrechnung.- Die Signifikanz von Kommastellen bei Zahlenangaben.- Hinweis zur Benutzung der Zahlen in diesem Buch.- Literatur.- Verzeichnis chemischer Verbindungen.- Sachwortverzeichnis.- Periodensystem der Elemente (Faltblatt).