Grundbegriffe, Grundlagen & Definitionen

Anzahl von Teilchen, wie Atomen oder Molekülen, in einem System

1. Unabhängig von der Größe des Systems (Temp., Druck, Konz.)

1. Abhängig von der Größe des Systems

   (Teilchenzahl, Volumen, Massenfluss)

Stöchiometrische Koeffizienten sind Zahlen, die in einer chemischen Reaktionsgleichung verwendet werden, um die Verhältnisse zwischen den Mengen der an der Reaktion beteiligten Substanzen anzugeben. Sie zeigen, wie viele Einheiten einer chemischen Spezies an einer Reaktion teilnehmen.

Konzentration bezeichnet die Menge einer Substanz in Relation zu einem bestimmten Volumen, Gewicht oder einer Stoffmenge.

Stoffmenge pro Volumen

Stoffmengen- — Massen- — Einheit

1. x_i = n_i/n — w_i = m_i/m — Dimensionslos

2. c_i = n_i/V — pi =m_i/V — Mol(masse)/Volumen

3. K_i = n_i/nk — W_i=m_i/m_k — Dimensionslos

C + H2O —> CO2 + H2

CH4 + H2O —> CO + 4H2

v1A1 + v2A2 —-> v2A3 + v4A4

Edukte ———> Produkte

Stoffmengenänderungsgeschwindigkeit

(Mol / Masse * Zeit)

• quantitativer zeitlicher Verlauf chemischer Reaktionen

(Hilfsmittel zur Aufklärung von Reaktionsmechanismen, Modellvorstellung der Katalyse, Auslegung von Reaktoren)

• Änderung im Konzentrations-Zeit-Diagramm

ändert sich im Allgemeinen während der Reaktion

Funktion der Ausgangsstoffe

1 u = 1/12 der Masse eines Atoms des Isotops 12 6 C

1 u != 1,6606*10^-27 kg

1 Mol = Anzahl der Atome in 12g Kohlenstoff (12 6 C)

—> 6.02214 * 10^23 Teilchen

• Elektronen umrunden positiven Kern

• Fliehraft = elektrische Anziehungskraft

• definierte Bahnen

• Elektronen bewegen sich Strahlungsfrei

• Bahnänderung -> Energieänderung

n: Hauptquantenzahl (Energiezustand des Elektrons)

l: Nebenquantenzahl (Elektronenunterschale(s-,p-,d-,f))

m_l: Magnetquantenzahl (Elektronenorbital innerhalb einer Unterschale)

m_s: Spinquantenzahl (Elektronendrehrichtung)

Orbitalmodell beschreibt Aufenthaltsräume der Elektronen, in denen sie sich mit hoher wahrscheinlichkeit befinden.

Das Pauli-Prinzip besagt, dass in einem Atom keine zwei Elektronen denselben Satz von Quantenzahlen teilen können.

—> Freiheitsgrad des Spins

Die Hund'sche Regel besagt, dass Orbitale gleicher Energie zuerst mit Elektronen parallel gefüllt werden, bevor sie gepaart werden. Es beeinflusst die Elektronenverteilung in den Orbitalen eines Atoms.

-> Orbitale werden einzeln mit parallelelem Spin besetzt

sichtbares Spektrum: 380nm - 750nm

Atome zeigen Linienspektren

Spektren sind Elementspezifisch

Bei Lichtemission fallen Elektronen vom angeregten Zustand auf niedrigeres Niveau zurück

dE = h*f

h = planksches Wirkungsquantum (6,6*10^-34 Js)

Masse von einem Mol eines Stoffes

M = m/n

• Elemente nach zunehmender Atommasse geordnet

• Elemente mit ähnlichen Eigenschaften übereinander (Hauptgruppen)

• Gruppennummer der Hauptgruppenelemente = Zahl der Valenzelektronen

chem. und phys. Eigenschaften der Elemente sind eine Funktion der Ordnungszahl

Edelgase 8/0

Alkalimetalle 1

Erdalkalimetalle 2

Triele 3

Tetrele 4

Pnictogene 5

Chalkogene 6

Halogene 7

Oxidationszahlen sind die fiktiven Ionenladungen, die sich ergeben, wenn man Elektronenpaare kovalenter Bindungen ganz dem elektronegativeren Atom einer Bindung zuweist

(römische Zahlen !!!)

• nur ganzzahlige Werte

• Einzelne Atome oder Atome in gleichartigen Elementen haben die OxZ 0

• Die OxZ eines einatomigen Ions ist identisch mit seiner Ionenladung

• Die Summe aller OxZ eines mehratomigen Ions ist = seiner ionenladung

• Die Summe der OxZ aller Atome eines ungeladenen Moleküls = 0

E = gemessenes Einzelpotential

E0 = Normalpotential der Reaktion

R = Gaskonstante

T = Temp.

z = Anzahl abgegebener/ aufgenommener Elektronen

F = Faraday Konst.

red = konz. der red. Form [mol/l]

ox = konz. der ox. Form [mol/l]

dE^0 = E^0(Kathode) - E^0(Anode)

Die umgesetzte Stoffmenge n während des Elektrolysevorgangs steht mit der eingebrachten LAdungsmenge Q in folgendem Zusammenhang:

n = Q / z*F = I*t / z*F