Wiley-VCH GmbH Chemie-Chemisches Rechnen und Stöchiometrie für Dummies

Stöchiometrie, 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.

Einfü hrung 17
Tö richte Annahmen ü ber den Leser 18
Wie Sie dieses Buch einsetzen 20
Symbole in diesem Buch 21
Wie es weitergeht 22
Teil I: Allgemeines 23
Kapitel 1 Grö ß en und Einheiten 25
Das soll der Standard sein: Grundgrö ß en 25
Von den Grundgrö ß en leiten sich alle Grö ß en ab 28
Das soll der Standard sein: Was ist denn schon ’normal‘? 29
Vorsilben bestimmen die Grö ß enordnung 29
Die wissenschaftliche Notation 30
SI-Prä fixe 30
Signifikant muss es schon sein 32
Signifikante Ziffern und Einheiten 33
‚Signifikante Ziffern‘ heiß t nicht ‚Stellen hinter dem Komma‘! 35
Umrechnung von Masse in Stoffmenge und umgekehrt – tä gliches Brot fü r 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 mü ssen 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
Verhä ltnisangaben 68
Molalitä t 70
Elementaranalyse – und dann? – Ermitteln empirischer Formeln 72
Teil II: Reaktionen 77
Kapitel 3 Stö chiometrie 79
Wie stellt man eine Reaktionsgleichung auf? 81
Tipps zur Vorgehensweise 82
Massenbilanzen 85
Wie viel kommt dabei heraus? – Ausbeuteberechnung 88
Stö chiometrie – verschiedene Arten von Reaktionsgleichungen 94
Kapitel 4 Kinetik chemischer Reaktionen 97
Was ist ein Geschwindigkeitsgesetz? 98
Wie lö st man die Geschwindigkeitsgleichungen? 104
Reaktionsordnung n und Geschwindigkeitskonstante k mü ssen 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 Aktivitä t 128
Komplexe Angelegenheiten 129
Lö slichkeit und das Lö slichkeitsprodukt 131
Ungesä ttigte Lö sungen 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 Sä ure, schwache Sä ure – und das Gleiche fü r Basen 147
pH-Wert-Berechnungen 152
Starke Sä uren/Basen 152
Schwache Sä uren/Basen 154
Mittelstarke Sä uren/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 wä ssrigen Medium 182
Zwei nur auf den ersten Blick besondere Fä lle 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 fü r ideale Bedingungen 235
BOYLE-MARIOTTE – komprimierte Energie 235
Volumen und Druck sind am Ende – wie kalt kann es werden? 236
AVOGADRO – hier werden Teilchen gezä hlt 237
Das ideale Gasgesetz 238
DALTON – jeder liefert seinen Beitrag 240
Nichts ist ideal – Gesetze fü r 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
Wellenlä ngen und Chemie 248
Was ist ein Linienspektrum? 249
Kapitel 11 Energie in der Chemie 253
Die Hauptsä tze 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
Wä rme Q 255
Arbeit W 255
Enthalpie H 255
Entropie S 256
Freie Enthalpie oder: GIBBS-Energie 257
Konstante Wä rmesummen 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 fü r das chemische Rechnen 267
Lesen Sie die Aufgabenstellung – ganz genau! 267
Formelsprache 268
Explizite und implizite Informationen 268
Dimensionsanalyse – stimmt die Einheit? 270
Plausibilitä tsanalyse – kann das hinkommen? 270
Der gute, alte Dreisatz 271
Lernen Sie Ihren Taschenrechner kennen! 271
Mö glichst viele Stellen hinter dem Komma oder doch lieber auf signifikante Ziffern achten? 271
Der vielleicht wichtigste Rat: Nichts ü berstü rzen! 272
Wenn die Zeit knapp wird 272
Stichwortverzeichnis 273