Kap 1; 2
Kap 1: Einfuehrung in die Chemie Kap 2: Stoechiometrie
Kap 1: Einfuehrung in die Chemie Kap 2: Stoechiometrie
Definition Chemie
Wissenschaft von den Stoffen, ihren Umwandlungen und ihrer reinen Darstellung
Aufbau der Materie
siehe Bild
Aggregatszustaende
fest - fluessig - gasfoermig
=> Umwandlung durch Thermik
Nenne die Uebergaenge der Aggregatszustaende
siehe Bild
Nenne versch. physikalische und chemische Trennverfahren fuer heterogene resp. homogene Gemische
sihe Bild
Nenne die Bezeichnung von heterogenen Gemischen in folgenden Aggregatszustaende (inkl. Bsp):
fest - fest
fest - fluessig
fluessig - fluessig
fest - gasfoermig
fluessig - gasfoermig
sieh Bild
Nenne die Bezeichnung von homogenen Gemischen in folgenden Aggregatszustaende (inkl. Bsp):
fest - fest
fest - fluessig
fluessig - fluessig
fest - gasfoermig
fluessig - gasfoermig
gasfoermig - gasfoermig
siehe Bild
Definition: Molekuel
Einheiten von gleicher elementarer Zusammensetzung aus zwei oder mehr Atomen (Bsp: H20)
Definition: Empirische Formel
Gibt Verhaeltnis der Elemente zueinander an (=Verhaeltnisformel)
Bsp: Wasser; H zu O im Verhaeltnis 1:2
Definition: Molekuelformel
Gibt genaue Zahl der Atome im Molekuel an (=Summenformel)
Bsp: Wasser; ZWEI H und EIN O
Definition: Strukturformel
macht zusaetzlich Aussagen ueber den raeumlichen Aufbau des Molekuels
Definition: Molekulargewicht
- Gewicht eines Molekuels
- bezieht sich auf die Masse eines Wasserstoff-Atoms (1H = 1.008u)
- O2 = 16u => 1 O2 besitzt die Masse von ca. 16 H-Atomen
Einheit: U
Definition: Molmasse
Gewicht eines Mols der Verbindung
Einheit: g/mol
Definition: Probenmasse
Gewicht einer makroskopischen Menge einer Verbindung
Einheit: g
Nach welchen Kriterien wird eine Molekularformel aufgeschrieben?
- Akronym aller Elemente einer Verbindung
- Reihenfolge alphabetisch, aber immer zuerst Kohlenstoff, dann Wasserstoff
- Zahl der Atome dieses Elements als tiefgestellte Indexzahl
- Schreibweise wird nur fuer reine Stoffe angewendet
==> Gewicht eines Molekuels kann aus der Molekularformel und dem Atomgewicht aus dem Periodensystem berechnet werden
was bestimmt die empirischen Formel ?
Bsp. praktische Anwendung
bestimmt in welchem Mengenverhaeltnis der Elemente => z.B. K2SO4
Bsp: Elektrolyse bei Salze; Verbrennungsanalyse bei org. Verbindungen; Synthese aus Elementen oder bekannten Verbindungen.
Anwendungsbeispiel Empirische Formel:
- 100g Vitamin C enthaelt 40.9% C, 4.57% H und 54.5% O
- C: 40.9% / 12g/mol = 3.41 ==> ca. 3 Teile der Verbindungen sind C
- H 4.57% / 1g/mol = 4.57 ==> ca. 4 Teile der Verbindungen sind H ==> C3H4O3
- O 54.5% / 16g/mol = 3.41 ==> ca. 3 Teile der Verbindungen sind O
Kontrolle:
4 x 3.41 = 13.6
3 x 4.57 = 13.7
4 x 3.41 = 13.6
was gibt die Avogardo Zahl an?
- physikalische Konstante
- Zahl der Teilchen in einem Mol
was ist die Molare Masse?
wie wird diese ausgerechnet?
Masse von Atomen und Molekuele, welche in einem Mol vorliegen (=M)
M = m/n
was sagt das 1. Gesetz der Erhaltung von Masse von Lavoisier aus?
- Die Masse in einem geschlossenen System ist unveraenderlich, sie kann weder gewonnen werden noch verloren gehen
- Gesamtmasse der Ausgangsstoffe gleich der Gesamtmasse der entstandenen Endstoffe
- Bsp: S + O2 = SO2
- Gesamtmasse der Ausgangsstoffe gleich der Gesamtmasse der entstandenen Endstoffe
Was sagt das 2. Gesetz der konstanten Proportionen aus? (Proust)
- Molekuele bestehen aus ganzzahligen Atomverhaeltnissen
- Massenverhaeltnisse sind charakteristisch fuer Verbindungen
- Bsp: CuO => 1 O (20.1%) + 1 Cu (79.9%)
was sagt das 4. Gesetz der Konstanten Gasvolumina aus?
- in chemisch reinen Verbindungen verbinden sich gasfoermige Atome stets in einem ganzzahligen Atomverhaeltnis zu gasfoermigen Molekuelen
- die Volumina eines Gases stehen in konstanten Raumverhaeltnis => Edukte und Produkt haben gleiches Volumenverhaeltnis
was ist das atomare Unterscheidungsmerkmal der Elemente?
alle Atome eines Elementes sind gleich, die Atome verschiedener Elemente verschieden
was geschieht bei chemischen Verbindungen?
Atome von zwei oder mehr Elementen werden verknuepft
was bedeutet stoechiometrische Wertigkeit?
(=Valenz) gibt an wie viele Atome es im Falle einer chemischen Bindung binden kann. Resp. wie viele Einfach-Bindungen es eingehen muss, um den Oktetzustand zu erreichen.
Sagt aus, in welcher molekularen Verbindung ein Element vorkommt
Bsp: O hat die Wertigkeit 2 ==> O2
Alkalimetalle haben die Wertigkeit 1
Erdalkalimetalle haben die Wertigkeit 2
WICHTIG: Indexzahl mal Wertigkeit muessen bei binaeren Molekuelen das gleiche Produkt geben. Bsp: CaCl2
was bedeuten folgende Abkuerzungen?
g; l; s; aq
Angaben ueber den Aggregatszustand:
g = gas
l = fluessig
s = fest
aq = waesserig
was bedeutet 'theoretische Ausbeute', was 'tatsaechliche Ausbeute', was 'prozentuale Ausbeute'?
theoretische Ausbeute: max Produkte-Ausbeute aus Edukten
tatsaechliche Ausbeute: wie viel Produkt tatsaechlich gewonnen wurde
prozentuale Ausbeute: Verhaltnis praktischen zur theoretischen Ausbeute
warum ist es vielfach wichtig die Konzentration einer Loesung zu kennen?
was sagt die Konzentration aus?
Wie lautet die Formel zur Bestimmung der Konzentration?
- da viele Reaktionen in Loesungen durchgefuehrt werden, denn damit kennt man die genauen zu verwendenden stoechiometrischen Mengen.
- wieviel g Stoff ist in LM geloest => Stoffmengenkonzentration oder Molaritaet
- c = n / V
- Mass: mol/L
Eine Loesung mit bekannter Konzentration muss auf eine bestimmte Konzentration verduennt werden.
Wie ist das Vorgehen?
- Berechnung Stoffmenge der bekannten Loesung: n = c * V
- Berechnung des fehlenden Volumens mit Stoffmenge und gewuenschter Konzentration: Vverd = n / cverd
WICHTIG: Loesung muss auf das Volumen Vverd aufgefuellt werden
was bedeutet 'Waermekapazitaet'?
wie viel Waerme ein Stoff aufnehmen kann, ohne selbst schnell warm zu werden
Einheit Waermekapazitaet: c
Erklaere:
- offene Systeme
- geschlossene Systeme
- idolierte Systeme
- 'chemische' Systeme
- offene Systeme: Energie und Materie Austausch
- geschlossene Systeme: nur Energieaustausch
- idolierte Systeme: kein Austausch
- 'chemische' Systeme: geschlossene Systeme mit p und T konstant
Erklaere 'Reaktionsenthalpie'
- Differenz der inneren Energie von Edukt und Produkt
- ist innere Energie im Produkt tiefer => exotherme Reaktion
- ist innere Energie im Produkt hoeher => endotherme Reaktion
Unterschied Bindungs-/ Bildungsenthalpie
Bildungsenthalpie: Enthalpieaenderungen bei der Bildung einer Verbindung aus ihren Elementen
Bindungsenthalpie: freiwerdene Energie, wenn zwei Atome eine Bindung eingehen
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Cartes-fiches
Definition Chemie
Wissenschaft von den Stoffen, ihren Umwandlungen und ihrer reinen Darstellung
Aufbau der Materie
siehe Bild
Aggregatszustaende
fest - fluessig - gasfoermig
=> Umwandlung durch Thermik
Nenne die Uebergaenge der Aggregatszustaende
siehe Bild
Nenne versch. physikalische und chemische Trennverfahren fuer heterogene resp. homogene Gemische
sihe Bild
Nenne die Bezeichnung von heterogenen Gemischen in folgenden Aggregatszustaende (inkl. Bsp):
fest - fest
fest - fluessig
fluessig - fluessig
fest - gasfoermig
fluessig - gasfoermig
sieh Bild
Nenne die Bezeichnung von homogenen Gemischen in folgenden Aggregatszustaende (inkl. Bsp):
fest - fest
fest - fluessig
fluessig - fluessig
fest - gasfoermig
fluessig - gasfoermig
gasfoermig - gasfoermig
siehe Bild
Definition: Molekuel
Einheiten von gleicher elementarer Zusammensetzung aus zwei oder mehr Atomen (Bsp: H20)
Definition: Empirische Formel
Gibt Verhaeltnis der Elemente zueinander an (=Verhaeltnisformel)
Bsp: Wasser; H zu O im Verhaeltnis 1:2
Definition: Molekuelformel
Gibt genaue Zahl der Atome im Molekuel an (=Summenformel)
Bsp: Wasser; ZWEI H und EIN O
Definition: Strukturformel
macht zusaetzlich Aussagen ueber den raeumlichen Aufbau des Molekuels
Definition: Molekulargewicht
- Gewicht eines Molekuels
- bezieht sich auf die Masse eines Wasserstoff-Atoms (1H = 1.008u)
- O2 = 16u => 1 O2 besitzt die Masse von ca. 16 H-Atomen
Einheit: U
Definition: Molmasse
Gewicht eines Mols der Verbindung
Einheit: g/mol
Definition: Probenmasse
Gewicht einer makroskopischen Menge einer Verbindung
Einheit: g
Nach welchen Kriterien wird eine Molekularformel aufgeschrieben?
- Akronym aller Elemente einer Verbindung
- Reihenfolge alphabetisch, aber immer zuerst Kohlenstoff, dann Wasserstoff
- Zahl der Atome dieses Elements als tiefgestellte Indexzahl
- Schreibweise wird nur fuer reine Stoffe angewendet
==> Gewicht eines Molekuels kann aus der Molekularformel und dem Atomgewicht aus dem Periodensystem berechnet werden
was bestimmt die empirischen Formel ?
Bsp. praktische Anwendung
bestimmt in welchem Mengenverhaeltnis der Elemente => z.B. K2SO4
Bsp: Elektrolyse bei Salze; Verbrennungsanalyse bei org. Verbindungen; Synthese aus Elementen oder bekannten Verbindungen.
Anwendungsbeispiel Empirische Formel:
- 100g Vitamin C enthaelt 40.9% C, 4.57% H und 54.5% O
- C: 40.9% / 12g/mol = 3.41 ==> ca. 3 Teile der Verbindungen sind C
- H 4.57% / 1g/mol = 4.57 ==> ca. 4 Teile der Verbindungen sind H ==> C3H4O3
- O 54.5% / 16g/mol = 3.41 ==> ca. 3 Teile der Verbindungen sind O
Kontrolle:
4 x 3.41 = 13.6
3 x 4.57 = 13.7
4 x 3.41 = 13.6
was gibt die Avogardo Zahl an?
- physikalische Konstante
- Zahl der Teilchen in einem Mol
was ist die Molare Masse?
wie wird diese ausgerechnet?
Masse von Atomen und Molekuele, welche in einem Mol vorliegen (=M)
M = m/n
was sagt das 1. Gesetz der Erhaltung von Masse von Lavoisier aus?
- Die Masse in einem geschlossenen System ist unveraenderlich, sie kann weder gewonnen werden noch verloren gehen
- Gesamtmasse der Ausgangsstoffe gleich der Gesamtmasse der entstandenen Endstoffe
- Bsp: S + O2 = SO2
- Gesamtmasse der Ausgangsstoffe gleich der Gesamtmasse der entstandenen Endstoffe
Was sagt das 2. Gesetz der konstanten Proportionen aus? (Proust)
- Molekuele bestehen aus ganzzahligen Atomverhaeltnissen
- Massenverhaeltnisse sind charakteristisch fuer Verbindungen
- Bsp: CuO => 1 O (20.1%) + 1 Cu (79.9%)
was sagt das 4. Gesetz der Konstanten Gasvolumina aus?
- in chemisch reinen Verbindungen verbinden sich gasfoermige Atome stets in einem ganzzahligen Atomverhaeltnis zu gasfoermigen Molekuelen
- die Volumina eines Gases stehen in konstanten Raumverhaeltnis => Edukte und Produkt haben gleiches Volumenverhaeltnis
was ist das atomare Unterscheidungsmerkmal der Elemente?
alle Atome eines Elementes sind gleich, die Atome verschiedener Elemente verschieden
was geschieht bei chemischen Verbindungen?
Atome von zwei oder mehr Elementen werden verknuepft
was bedeutet stoechiometrische Wertigkeit?
(=Valenz) gibt an wie viele Atome es im Falle einer chemischen Bindung binden kann. Resp. wie viele Einfach-Bindungen es eingehen muss, um den Oktetzustand zu erreichen.
Sagt aus, in welcher molekularen Verbindung ein Element vorkommt
Bsp: O hat die Wertigkeit 2 ==> O2
Alkalimetalle haben die Wertigkeit 1
Erdalkalimetalle haben die Wertigkeit 2
WICHTIG: Indexzahl mal Wertigkeit muessen bei binaeren Molekuelen das gleiche Produkt geben. Bsp: CaCl2
was bedeuten folgende Abkuerzungen?
g; l; s; aq
Angaben ueber den Aggregatszustand:
g = gas
l = fluessig
s = fest
aq = waesserig
was bedeutet 'theoretische Ausbeute', was 'tatsaechliche Ausbeute', was 'prozentuale Ausbeute'?
theoretische Ausbeute: max Produkte-Ausbeute aus Edukten
tatsaechliche Ausbeute: wie viel Produkt tatsaechlich gewonnen wurde
prozentuale Ausbeute: Verhaltnis praktischen zur theoretischen Ausbeute
warum ist es vielfach wichtig die Konzentration einer Loesung zu kennen?
was sagt die Konzentration aus?
Wie lautet die Formel zur Bestimmung der Konzentration?
- da viele Reaktionen in Loesungen durchgefuehrt werden, denn damit kennt man die genauen zu verwendenden stoechiometrischen Mengen.
- wieviel g Stoff ist in LM geloest => Stoffmengenkonzentration oder Molaritaet
- c = n / V
- Mass: mol/L
Eine Loesung mit bekannter Konzentration muss auf eine bestimmte Konzentration verduennt werden.
Wie ist das Vorgehen?
- Berechnung Stoffmenge der bekannten Loesung: n = c * V
- Berechnung des fehlenden Volumens mit Stoffmenge und gewuenschter Konzentration: Vverd = n / cverd
WICHTIG: Loesung muss auf das Volumen Vverd aufgefuellt werden
was bedeutet 'Waermekapazitaet'?
wie viel Waerme ein Stoff aufnehmen kann, ohne selbst schnell warm zu werden
Einheit Waermekapazitaet: c
Erklaere:
- offene Systeme
- geschlossene Systeme
- idolierte Systeme
- 'chemische' Systeme
- offene Systeme: Energie und Materie Austausch
- geschlossene Systeme: nur Energieaustausch
- idolierte Systeme: kein Austausch
- 'chemische' Systeme: geschlossene Systeme mit p und T konstant
Erklaere 'Reaktionsenthalpie'
- Differenz der inneren Energie von Edukt und Produkt
- ist innere Energie im Produkt tiefer => exotherme Reaktion
- ist innere Energie im Produkt hoeher => endotherme Reaktion
Unterschied Bindungs-/ Bildungsenthalpie
Bildungsenthalpie: Enthalpieaenderungen bei der Bildung einer Verbindung aus ihren Elementen
Bindungsenthalpie: freiwerdene Energie, wenn zwei Atome eine Bindung eingehen
