CHEMIE Atombau und Bindungslehre 1/4
Burch CH 501 Stoffe- Teilchen - Reaktionen
Burch CH 501 Stoffe- Teilchen - Reaktionen
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Flashcards
Was sind Stoffe?
- bestehende Masse
- bestehendes Volumen (temp. Abhängig)
Masse m
- Ursache des Gewichts
d.h. Kraft mit der die Erde diesen Körper anzieht.
- Eigenschaft eines Körpers
- Anhängig von Stoffart & Grösse
- Einer bestimmten Stoffportion zugeordnet
- Einheit Kg, g, mg etc.
Volumen V
- Raum, der eine Stoffportion unter bestimmten Bedingungen annimmt.
- Einheit L, ml
- temperaturabhängig t
- druckabhängig p
Normbedingungen p
- Normbedingungen (NB) t = 0 Grand p= 1013hPa
Wichtige Stoffeigenschaften
Farbe, Glanz, Härte, Geschmack, Geruch, Dichte, Leitfähigkeit für Strom und Wärme, Siede- und Schmelztemperatur.
Schmelz- und Siedetemperatur
- Aggregatzustand: fest (s), flüssig (l), gasförmig (g)
- unter bestimmten Bedingungen
- Zustand ändert sich mit Temperatur- und Druckveränderungen
- Schmelztemperatur Smt
- Siedetemperatur Sdt
- Materialkonstanten (bei best. Druck)
Dichte p
- Stoffeigenschaft
- p= m (in g)/ v (in cm3)
- termperaturabhäng
Leitfähigkeit für Strom und Wärme
- z.B.: Metalle sind gute Wärme- & Stromleiter
- schlechte = Isolation
- Supraleiter: leiten unterhalb einer best. Temp. den Strom verlustfrei.
Aggregatzustände & Zustandänderungen
Zustand, indem ein Stoff bei bestimmten Bedingungen (t,p) vorliegt: Fest -> Flüssig -> Gas
Schmelzwärme/Verdampfungswärme: konstante Temp. obwohl mehr Energie zugeführt wird --> Energie wird für Schmelz- bzw. Siedevorgang verwendet.
Kondensieren, Erstarren, Verdunsten, Sublimieren
Kondensieren: Gas -> Flüssig
Erstarren: Flüssig -> Fest
Verdunsten: Flüssig ->Gas, schon vor dem Erreichen der Siedetemp., Energie aus der Umgebung wird verwendet --> Verdunstungskälte
Sublimation: Fest -> Gas (Resublimation Gas -> Fest)
Aggregatszustände & Teilchenmodell
- Änderungen des Aggregatzustands erfolgen sprunghaft & sind mit der Aufnahme oder Abgabe von Wärme verbunden
- Kugelteilchenmodell: Stoffe bestehen aus Teilchen (Atome, Ionen, Moleküle), die sich ständig bewegen. Zwischen ihnen sind Anziehungs- & Abstossungskräfte wirksam, deren Stärke von den Abständen der Teilchen abhängig ist.
- Die Heftigkeit der Teilchenbewegung nimmt mit steigender Temperatur zu (Zuhname der kin. Energie) --> bei Berühren warm.
Feststoffe: Gitter
- Teilchen liegen dicht beieinander
- Anziehungskräffte sind so stark, dass jds Teilchen von seinen Nachbarn eingeschlossen & damit an einem best. Platz gehalten wird --> Gitter dreidimensionaler Struktur
- gibt. versch. Gittermodelle
- da Kräfte sher gross, können sich Teilchen nicht voneinander entfernen und kaum gegeneinander verschieben.
- Festkörper haben ein bestimmtes Volumen und eine bestimmte Form. (nur unter grossem Kraftaufwand verformbar)
- regelmässige Anordnung der Teilchen --> Kristalle (kristallin)
- Teilchen schwingenauf ihrem Gitterplat (in alle Richtungen Bewegung), durch Erwärmung bewegen sich Teilchen stärker, bis Kräfte nicht mehr stark genug um sie in Ordnung zu halten --> Gitter zerfällt, schmilzt
Flüssigkeiten
- Kräfte in Flüssigkeiten bleiben wirksam und verhindern dass sich die Abstände der Teilchen beliebig verändern.
- Teilchen können sich gegeneinander verschieben, daher passt sich eine Flüssigkeit einer Form an, sind aber nicht komprimierbar.
- Volumen bleibt konstant (wenn p und t konstant sind)
- Besonders schnell bewegende Teilchen können entweichen -> verdunsten
- wenn Siedetemp. erreicht --> verdampfen
Gase
- Teilchen bewegen sich praktisch unabhängig voneinander, Abstände sind sehr gross
- Gase verteilen sich in jdm Raum gleichmässig, sie haben weder feste Form, noch ein konstantes Volumen, sie lassen sich relativ leicht komprimieren (Druck erhöht sich dabei)
- bei Erwärmen nimmt entweder V oder p zu.
- Gasgesetze: Volumenveränderung durch best. Temp. oder p veränderung bei allen Gasen gleich gross (-> mit Gasgesetze berechenbar, Satz von Avogadro)
- Gleiche Volumina versch. Gase enthalten bei gleicher Temp. und gleichem Druck die gleiche Anzahl Teilcehn (Druck ist unabhängig von der Art des Teilchens. )
Diffusion
Verteilung eines Stoffs druch die Wärmebewegung der Teilchen.
Reinstoff und Stoffgemsiche
- Reinstoff: aus nur einer Stoffart, kommen in der Natur meist nicht rein vor, meistens versch. Reinheitsgrade
- Stoffgemische: aus mehreren Stoffarten, Eigenschaften sind von Komponenten & von Mischungsverhältnis abhängig (qualitative & quantitative Zusammensetzung), keine einheitliche Schmeztemperatur.
- Heterogen: von blossem Auge als Gemisch erkennbar (Farbe, Teilchengrösse oder Zustand)
- Homogen: Gemsich erscheint einheitlich z.B. Gasgemische, Lösung von NaCl....
Phasen
- homogene Teile der Materie, die durch eine Grenzfläche voneinander getrennt sind. An der Phasengrenze ändern sich die Eigenschaften sprunhaft.
- auch in Reinstoffen durch versch. Aggregatszustände
Heterogene Gesmiche
- Komponenten sind sichtbar und behalten ihre Eigenschaften
- bestehen aus mind. 2 versch. Phasen
- Suspensionen lassen sich durch Filtration trennen
- Emulsionen mit dem Scheidetrichter
Homogene Gemische
- Lösungen sind homogene Gemische fester, flüssiger oder gasförmiger Stoffe in einem flüssigen Lösungsmittel.Beim Lösen fester Stoffe umhüllen die LM-Teilchen die Teilchen des Feststoffs und drängen sie aus dem Gitter (Grosse Kraft->schwerlöslich)
- Eigenschaften einer Lösung sind von Zusammensetzung abhängig (% o. Konzentration)
- Löslichkeit: Masse eines Stoffs, die sich in 100g eines best. LM maximal löst. (wichtige Stoffeigenschaft)
- durch Extraktion mit einem geeigneten LM kann ein sotff aufgrud siener besseren Löslichkeit aus einem Stoffgemisch herausgelöst werden.
Trennung von Lösungen
- Lösungen fester Stoffe sind durch Eindampfen oder Destillation trennbar.
- Flüssigkeitsgemscihe lassen sich durch fraktionierte Destillation trennen (wenn versch.Sdt)
- Chromatographie: untersch. Verteilung der KO
- Komponenten zwischen Adsorptionsmittel und LM.
Chemische Reaktionen
- Edukte reagieren in bestimmten Massenverhältnis zu Produkten
- Stoffe werden umgewandelt
- Stoffumwandlung möglich (------------->)
Energieumsatz bei chemischen Reaktionen
- um Stoffe zur Raktion zu bringen, müssensie oft durch Zufuhr von Energie aktiviert werden.
- bei jeder chem. Reaktion wird Energie umgesetzt (innere E--> Wärme, Licht, elek. E... umgewandelt und umgekehrt)
- Exotherm: Produkt ist energieärmer als Edukt, Reaktonswärme wird an Umgebung abgegeben
- Endotherm: Produkt ist energiereicher als Edukt. Reaktionswärme muss zugeführt werden
Analyse & Synthese
- Analsyse: Zersetzung einer Verbindung in mehrere Stoffe, sie führt letzlich zu nicht weiter zersetzbaren Elementen, meist endotherm.
- Synthese: Herstellung einer Verbindung, kann von Elemneten ausgehen, meist exotherm.
- Verbindung: Reinstoff, der sich durch Analyse in mehrer Stoffe zersetzen lässt. Vollständige Analyse führt zu Elemente, die nicht weiter zersetzt werden können.
- Da die Elemente bei einer Synthese in einem bestimmten Massenverhältnis miteinander reagieren, sind die Zusammensetzung und Eigenschaften einer Verbindung konstant.
Merkmale chemischer Reaktionen
- führen zur uMwandlung der Edukte in Produkte mit anderen Eigenschaften.
- sind begleitet von einem Energieumsatzu der zu wahrnehmbaren Erscheinungen führen kann.
- kommen i.d.R. erst nach Zufuhr von Aktivierungsenergie in Gang.
- Stoffe reagieren in einem bestimmten Massenverhältnis.
Elemente ( Atome )
Elemente:
- Reinstoffe, die sich nicht in mehrer Stoffe zersetzen und nicht ineinander umwandeln lassen (gleichartige Atome),
- kommen in der Natur meist nicht elementar vor.
- überwiegende Zahl sind Metalle
Atome: versch. Elemente unterscheiden sich, sie können durch chem. Vorgänge nciht ineinander umgewandelt werden.
Metalle - typische Eigenschaften
- Leitfähigkeit für Strom und Wärme
- Metallglanz
- Duktilität
- Dichte, Smt, Sdt relativ gross
Nichtmetalle - typsiche Eigenschaften
- viele gasförmig
- leiten Strom & Wärmenicht
- mehrheitlich niedrige Smt & Sdt
Halbmetalle - typische Eigenschaften
- zwischen Metallen und Nichtmetallen
Verbindungen
- Reinstoffe, die sich durch chem. Reaktionen zersetzen lassen
- haben bestimmte Zusammensetzung und konstante Eigenschaften
Gehalt & Konzentration
Massenanteil (%): Masse des gelösten Stoffs in g x 100%
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Masse der Lösung in g
Volumenanteil (Vol.-%):
Volumen des gelösten Stoffs in L x 100%
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Volumen der Lösung in L
Massenkontentration (g/L): Masse des gelösten Stoffs in g
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Volumen der Lösung in L