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E-Book

Physikalische Chemie

Eine Einführung nach neuem Konzept mit zahlreichen Experimenten

AutorGeorg Job, Regina Rüffler
VerlagVieweg+Teubner (GWV)
Erscheinungsjahr2010
Seitenanzahl577 Seiten
ISBN9783834898340
FormatPDF
KopierschutzDRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis14,99 EUR
Physikalische Chemie wird von vielen Studierenden als schwer und trocken empfunden. Dieses Lehrbuch nach völlig neuem Konzept, das die Darstellung deutlich klarer werden lässt, zeigt, dass das nicht stimmen muss. Anschaulich und leicht verständlich gelingt mit diesem Buch der Einstieg in ein spannendes Gebiet der Chemie. Viele Beispiele und Experimente verdeutlichen den Lehrstoff und vermitteln oft überraschende Einblicke.

Dr. Georg Job, Job-Stiftung, Buchholz in der Nordheide

Dr. Regina Rüffler, Job-Stiftung, Universität Hamburg

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Blick ins Buch
Inhaltsverzeichnis
Vorwort5
Inhaltsverzeichnis7
Liste verwendeter Symbole13
1 Einführung und erste Grundbegriffe21
1.1 Stoffdynamik21
1.2 Stoffe und Grundstoffe23
1.3 Messung und Metrisierung27
1.4 Stoffmenge33
1.5 Gemisch, Gemenge und Zusammensetzungsgrößen35
1.6 Zustand37
1.7 Stoffumbildung44
2 Energie49
2.1 Zur Energie auf indirektem Wege49
2.2 Direkte Metrisierung der Energie50
2.3 Energieerhaltung55
2.4 Energie einer gespannten Feder56
2.5 Druck58
2.6 Energie eines bewegten Körpers60
2.7 Impuls61
2.8 Energie eines gehobenen Körpers63
3 Entropie und Temperatur65
3.1 Vorüberlegung65
3.2 Makroskopische Eigenschaften der Entropie66
3.3 Molekularkinetische Deutung der Entropie68
3.4 Entropieerhaltung und -erzeugung70
3.5 Wirkungen wachsender Entropie73
3.6 Entropieübertragung76
3.7 Direkte Metrisierung der Entropie79
3.8 Temperatur82
3.9 Anwendungsbeispiele zur Entropie85
3.10 Temperatur als „thermische Spannung“91
3.11 Energie zur Erzeugung und zur Zufuhr von Entropie92
3.12 Energie kalorimetrisch bestimmt96
3.13 Wärmepumpen und Wärmemotoren98
3.14 Entropieerzeugung in einem Entropiestrom101
4 Chemisches Potenzial105
4.1 Vorüberlegung105
4.2 Grundmerkmale des chemischen Potenzials107
4.3 Wettstreit der Stoffe109
4.4 Bezugszustand und Werte des chemischen Potenzials112
4.5 Vorzeichen des chemischen Potenzials116
4.6 Anwendung in der Chemie und Begriff des Antriebs119
4.7 Direkte Messung von Antrieben129
4.8 Indirekte Metrisierung des chemischen Potenzials134
5 Einfluss von Temperatur und Druck auf Stoffumbildungen139
5.1 Einleitung139
5.2 Temperaturabhängigkeit von chemischem Potenzial und Antrieb139
5.3 Druckabhängigkeit von chemischem Potenzial und Antrieb149
5.4 Gleichzeitige Temperaturund Druckabhängigkeit154
5.5 Verhalten von Gasen unter Druck157
6 Massenwirkung und Konzentrationsabhängigkeit des chemischen Potenzials161
6.1 Der Begriff der Massenwirkung161
6.2 Konzentrationsabhängigkeit des chemischen Potenzials162
6.3 Konzentrationsabhängigkeit des Antriebs166
6.4 Das Massenwirkungsgesetz172
6.5 Spezielle Fassungen der Massenwirkungsgleichung177
6.6 Anwendungen des Massenwirkungsgesetzes178
6.7 Potenzialdiagramme gelöster Stoffe187
7 Konsequenzen der Massenwirkung: Säure-Base-Reaktionen192
7.1 Einführung192
7.2 Der Säure-Base-Begriff nach BRØNSTED und LOWRY192
7.3 Das Protonenpotenzial194
7.4 Pegelgleichung und Protonierungsgleichung204
7.5 Säure-Base-Titrationen208
7.6 Puffer212
7.7 Säure-Base-Indikatoren217
8 Begleiterscheinungen stofflicher Vorgänge220
8.1 Vorüberlegung220
8.2 Raumanspruch220
8.3 Umsatzbedingte Volumenänderungen227
8.4 Entropieanspruch228
8.5 Umsatzbedingte Entropieänderungen232
8.6 Energieumsätze bei Stoffumbildungen234
8.7 Wärmeeffekte237
8.8 Kalorimetrische Antriebsmessung245
9 Querbeziehungen248
9.1 Hauptgleichung248
9.2 Mechanisch-thermische Querbeziehungen253
9.3 Querbeziehungen für chemische Größen256
9.4 Weitere Anwendungen im mechanisch-thermischen Bereich263
10 Dünne Gase aus molekularkinetischer Sicht268
10.1 Einleitung268
10.2 Allgemeines Gasgesetz268
10.3 Molekularkinetische Deutung des allgemeinen Gasgesetzes272
10.4 Anregungsgleichung und Geschwindigkeitsverteilung279
10.5 Barometrische Höhenformel und BOLTZMANN-Verteilung288
11 Übergang zu dichteren Stoffen290
11.1 Die VAN DER WAALS-Gleichung290
11.2 Kondensation294
11.3 Die kritische Temperatur297
11.4 Die Siededruckkurve (Dampfdruckkurve)298
11.5 Das vollständige Zustandsdiagramm302
12 Stoffausbreitung308
12.1 Vorüberlegung308
12.2 Diffusion310
12.3 Mittelbare Massenwirkung312
12.4 Osmose315
12.5 Dampfdruckerniedrigung320
12.6 Gefrierpunktserniedrigung und Siedepunktserhöhung322
12.7 Kolligative Eigenschaften und Molmassenbestimmung325
13 Gemische und Gemenge328
13.1 Einführung328
13.2 Chemisches Potenzial in Gemischen330
13.3 Zusatzpotenzial334
13.4 Chemisches Potenzial von Gemischen und Gemengen335
13.5 Mischungsvorgänge340
13.6 Weitere Phasenreaktionen344
14 Zweistoffsysteme346
14.1 Zweistoffzustandsdiagramme346
14.2 Zustandsdiagramme flüssig-flüssig (Mischungsdiagramme)347
14.3 Zustandsdiagramme fest-flüssig (Schmelzdiagramme)350
14.4 Zustandsdiagramme flüssig-gasig (Dampfdruckbzw. Siedediagramme)357
15 Grenzflächenerscheinungen368
15.1 Oberflächenspannung, Oberflächenenergie368
15.2 Oberflächeneffekte371
15.3 Adsorption an Flüssigkeitsoberflächen376
15.4 Adsorption an Feststoffoberflächen378
15.5 Anwendung der Adsorption384
16 Grundzüge der Kinetik385
16.1 Einführung385
16.2 Umsatzgeschwindigkeit einer chemischen Reaktion388
16.3 Geschwindigkeitsdichte390
16.4 Messung der Geschwindigkeitsdichte392
16.5 Geschwindigkeitsgesetze einstufiger Reaktionen397
17 Zusammengesetzte Reaktionen408
17.1 Einführung408
17.2 Gegenläufige Reaktionen408
17.3 Paralleloder Nebenreaktionen412
17.4 Folgereaktionen415
18 Theorie der Reaktionsgeschwindigkeit420
18.1 Temperaturabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit420
18.2 Stoßtheorie422
18.3 Theorie des Übergangszustandes425
18.4 Molekulare Deutung des Übergangszustandes430
19 Katalyse434
19.1 Einführung434
19.2 Wirkungsweise eines Katalysators436
19.3 Enzymkinetik439
19.4 Heterogene Katalyse446
20 Transporterscheinungen450
20.1 Diffusionskontrollierte Reaktionen450
20.2 Geschwindigkeit der Stoffausbreitung451
20.3 Fließfähigkeit459
20.4 Entropieleitung463
20.5 Vergleichender Überblick467
21 Elektrolytlösungen470
21.1 Elektrolytische Dissoziation470
21.2 Elektrisches Potenzial474
21.3 Ionenwanderung476
21.4 Leitfähigkeit von Elektrolytlösungen480
21.5 Konzentrationsabhängigkeit der Leitfähigkeit484
21.6 Überführungszahlen489
22 Elektrodenreaktionen und Galvanispannungen495
22.1 Galvanispannung und elektrochemisches Potenzial495
22.2 Elektronenpotenzial in Metallen und Berührspannung497
22.3 Galvanispannung zwischen Metall und Lösung500
22.4 Redoxreaktionen504
22.5 Galvanispannung von Halbzellen507
22.6 Galvanispannung an Flüssigkeitsgrenzflächen514
22.7 Galvanispannung an Membranen516
23 Redoxpotenziale und galvanische Zellen521
23.1 Messung von Redoxpotenzialen521
23.2 Zellspannung530
23.3 Technisch wichtige galvanische Elemente535
Anhang541
A1 Mathematische Grundlagen541
A1.1 Lineare, logarithmische und exponentielle Funktionen541
A1.2 Umgang mit Differenzialen543
A1.3 Stammfunktion und Integration548
A1.4 Kurzer Ausflug in die Statistik und Wahrscheinlichkeitsrechnung552
A2 Tabellen554
A2.1 Tabelle der chemischen Potenziale554
Sachverzeichnis569

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