Physikalische Chemie. Heinz Hug Wolfgang Reiser EHRMITTEL. EUROPA-FACHBUCHREIHE für Chemieberufe. 2. neu bearbeitete Auflage. von

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1 2008 AGI-Information Management Consultants May be used for personal purporses only or by libraries associated to dandelon.com network. EHRMITTEL EUROPA-FACHBUCHREIHE für Chemieberufe Physikalische Chemie 2. neu bearbeitete Auflage von Heinz Hug Wolfgang Reiser VERLAG EUROPA-LEHRMITTEL Nourney, Vollmer GmbH & Co. Düsselberger Straße Haan-Gruiten Europa-Nr: 71519

2 Inhaltsverzeichnis 1 Grundlegende Größen der Physik und Stöchiometrie Physikalische Größen Dichte Druck Elektrische Stromstärke, elektrische Spannung und elektrischer Widerstand Stöchiometrische Grundbegriffe Grundgesetze der Stöchiometrie Atom- und Molekülmasse Umsatz- und Ausbeuteberechnung Gehaltsangaben von Mischphasen Aktivität und Fugazität Aktivität Fugazität 21 2 Gase Ideale Gase Gasgesetze idealer Gase Isotherme Zustandsänderung Isobare Zustandsänderung Isochore Zustandsänderung Die allgemeine Zustandsgieichung für ideale Gase (1. Form) Das Gesetz von Avogadro Die universelle Zustandsgieichung idealer Gase (allgemeine Zustandsgieichung 2. Form) Die Bestimmung der molaren Masse Mischungen idealer Gase Das Gesetz von Dalton Feuchte Gase Mittlere molare Masse einer Gasmischung Thermische Dissoziation Reale Gase l/an-der-waa/ssche-zustandsgleichung Anwendung der van-cter-waa/s-gleichung Zustandsgebiete Gasverflüssigung durch den Joule-Thomson-Effekt ' 46 Übungen zu Kapitel Das chemische Gleichgewicht Das Massenwirkungsgesetz Berechnung von Gleichgewichten Die Gleichgewichtskonstante K p für Gasgleichgewichte Heterogene Gleichgewichte 59 5

3 3.5 Die Verschiebung der Gleichgewichtslage Protolysegleichgewichte Autoprotolyse des Wassers ph- und poh-wert starker Säuren und Basen ph- und poh-wert schwacher Säuren und Basen ph-wert von Salzlösungen Pufferlösungen Protolyse mehrprotoniger Säuren Löslichkeitsprodukt 79 Übungen zu Kapitel Energie und Molekularbewegung Energiebegriff und Energieerhaltungssatz Kinetische Gastheorie oder das molekulare Modell des idealen Gases Temperatur, kinetische Energie und Wärme Maxwell/Boltzmann-VerteWung Wärmelehre, Reaktionswärme, Brennwert und Heizwert 96 Übungen zu Kapitel Allgemeine und chemische Thermodynamik System und Phase Zustandsgröße und Zustandsfunktion Volumenänderungsarbeit Reversible und irreversible Prozesse Nullter Hauptsatz der Thermodynamik Erster Hauptsatz der Thermodynamik Die innere Energie und die Enthalpie Molare Bildungsenthalpie und molare Bildungsenergie Der Satz von Heß und die Reaktionsenthalpie Phasenumwandlungsenthalpien Isochore und isobare Zustandsänderung des idealen Gases Enthalpieänderung in Lösungen Molekulare Interpretation der Wärmekapazität Temperaturabhängigkeit der Wärmekapazität Temperaturabhängigkeit der Reaktionsenthalpie ( Zustandsänderung des idealen Gases im adiabatischen System f Polytrope Prozesse ' Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik r Die Entropie als kalorische Größe Entropie bei Zustandsänderungen von Gasen Entropie und Unordnung Der Carnof-Kreisprozess und der Wirkungsgrad von Wärmekraftmaschinen Exergie und Anergie Phasenumwandlungsentropien Steckbrief der Entropie Der dritte Hauptsatz der Thermodynamik 169

4 5.9 Die Spontanität chemischer Reaktionen Der gibbssche Satz Anwendung des g/bbsschen Satzes auf das chemische Gleichgewicht Temperatur-und Druckabhängigkeit der Gleichgewichtskonstante 183 Übungen zu Kapitel Reaktionskinetik Die Reaktionsgeschwindigkeit Konzentrationsabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit Zeitabhängigkeit der Konzentration Reaktionen 1. Ordnung Reaktionen 2. Ordnung Reaktionen nullter Ordnung Temperaturabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit Katalyse Homogene Katalyse Heterogene Katalyse 213 Übungen zu Kapitel Phasengleichgewichte Der Dampfdruck Phasendiagramme von Einkomponentensystemen Phasendiagramme von Mehrkomponentensystemen und Systeme mit Mischungslücken Phasengleichgewichte flüchtiger Zweikomponentensysteme Dampfdruckdiagramme Isotherme Gleichgewichtskurve Isobares Siedediagramm Destillation Rektifikation Trägerdampfdestillation Phasengleichgewichte nichtflüchtiger Zweikomponentensysteme Absorptionsgleichgewicht und henry-daltonscbes Gesetz Wernsfscher Verteilungssatz Adsorptionsgleichgewichte 246 Übungen zu Kapitel 7 247,8 Lösungen Kolligative Eigenschaften Binäre Mischungen mit nur einer flüchtigen Komponente Dampfdruckerniedrigung Siedepunktserhöhung Gefrierpunktserniedrigung Osmose Kolligative Eigenschaften von Elektrolytlösungen 262 Übungen zu Kapitel

5 9 Elektrochemie Elektrolyte Elektrolyse Vorgänge bei der Elektrolyse Elektrolyse wässriger Lösungen Quantitative Gesetze der Elektrolyse Leitfähigkeit Wanderungsgeschwindigkeit und lonenbeweglichkeit Molare Leitfähigkeit Die Leitfähigkeit starker und schwacher Elektrolyte Hittorfsche Überführungszahlen Praktische Anwendungen von Leitfähigkeitsmessungen Bestimmung der Protolysekonstante Bestimmung des Löslichkeitsprodukts Leitfähigkeitstitration (Konduktometrie) Galvanische Elemente Galvanisches Halbelement und galvanische Kette Das Potential einer Zelle und die Potentialdifferenz Elektrochemische Spannungsreihe Nernstsche Gleichung Elektroden 1. und 2. Art Potentiometrie Elektrolyse und galvanische Polarisation Technisch wichtige galvanische Elemente Korrosion 322 Übungen zu Kapitel Anhang 328 Elektrochemische Spannungsreihe mit den Standardpotentialen wichtiger Redoxpaare Lösungen zu den Übungsaufgaben 329 Sachwortverzeichnis 370 Formelzeichen 376

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