Transkript

1 Institut für Anorganische Chemie Institut für Anorganische Chemie Universität Erlangen-Nürnberg

2 Donnerstag 19. Okt Einlass: 18:00 Uhr Beginn: 20:00 Uhr Getränke dürfen nur in Plastikflaschen mitgebracht werden! Zusammensetzung der Luft Physikalische und chemische Bestandteil Volumenanteil Siedepunkt % C Stickstoff N 2 78, Sauerstoff O 2 20, Argon Ar 0, Kohlendioxid CO 2 0,034-78(subl.) Helium He 0, Wasserstoff H 2 0, Physikalische Farbe Dichte Härte Elektrische Leitfähigkeit Magnetische Löslichkeit F p, Schmelzpunkt K p, Siedepunkt Chemische Brennbarkeit Verhalten gegen andere Stoffe Thermische Beständigkeit Chemische Reaktionen - Experimente - Pt-Draht, Mg-Band, Zucker & Naphthalin

3 Physikalische - Experimente - Physikalische - Experimente - Elastizität: Funktion der Temperatur N 2 -Versuche Rose & Gummischlauch Schwebende Jungfrau Farbe: Funktion der Temperatur S: gelb farblos HgI 2 : rot orange Bi 2 O 3 : rotbraun gelb K 2 CrO 4 : orange farblos Physikalische Physikalische und chemische - Experimente - Farbe: Kristalle vs. Pulver K 3 [Fe(CN) 6 ] CuSO 4.5H 2 O K[Cr(SO 4 ) 2 ].12H 2 O Physikalische Farbe Dichte Härte F p, Schmelzpunkt K p, Siedepunkt Elektrische Leitfähigkeit Magnetische Löslichkeit Chemische Brennbarkeit Verhalten gegen andere Stoffe Thermische Beständigkeit Chemische Reaktionen

4 Temperatur-Arbeitsbereich in Chem. Laboratorien Temperatur-Arbeitsbereich in Chem. Laboratorien Siedepunkt C K Helium He Stickstoff N Kohlendioxid CO 2-78(Subl.) 195 Eis 0 (Schmpkt) 273 Kältemischungen Temperatur-Arbeitsbereich in Chem. Laboratorien Siedepunkt C K Eis 0 (Smpkt.) 273 CH 3 OH EtOH H Toluol Mesitylen DMSO Ethylenglykol AGGREGATZUSTÄNDE FEST FLÜSSIG GASFÖRMIG Metalle Hg, H 2 O, ROH H 2, O 2, N 2, Cl 2 (s) Ga (l) Br (g)

5 AGGREGATZUSTÄNDE Phasenumwandlungen FEST FLÜSSIG GASFÖRMIG Metalle Hg, H 2 O, ROH H 2, O 2, N 2, Cl 2 (s) I (l) Br (g) Funktion von Druck Phasendiagramm für H 2 O Le Chateliersches Prinzip Schmelzpunkt Siedepunkt º Gleichgewicht Sublimationspunkt

6 Phasendiagramm für H 2 O Zusammensetzung der Luft Schmelzpunkt Siedepunkt Bestandteil Volumenanteil Siedepunkt % C º Gleichgewicht Stickstoff N 2 78, Sauerstoff O 2 20, Argon Ar 0, Kohlendioxid CO 2 0,034-78(subl.) Helium He 0, Wasserstoff H 2 0, Sublimationspunkt Institut für Anorganische Chemie Zusammensetzung der Luft Phasendiagramm für CO 2 Bestandteil Volumenanteil Siedepunkt % C Stickstoff N 2 78, Sauerstoff O 2 20, Argon Ar 0, Kohlendioxid CO 2 0,034-78(subl.) Helium He 0, Wasserstoff H 2 0, Siedepunkt Schmelzpunkt Sublimationspunkt Institut für Anorganische Chemie

7 Phasendiagramm für CO 2 Schmelzpunkt Siedepunkt Sublimationspunkt Überkritische Fluide Überkritische Fluide Druck Überkritische Phase (s) (l) Kritische Punkt T C P C (g) Temperatur

8 A B C D Left: A series of four photographs showing the effects of heating the fluid (ethane) through the critical point, 32.6 C. (A) shows the distinct liquid and gas phases. As the temperature rises the meniscus becomes flatter (B) and the liquid phase expands (C). When the critical point has been reached (D), the interface between gas and liquid phase disappears. 1. Below the critical parameters, two distinct phases exist. 2. As the temperatures rises, the liquid expands and the two phases become less distinct forming a new SUPERCRITICAL PHASE. 5. As the system is cooled, the reverse process occurs and phase separation, to liquid & vapour, is observed Druck Überkritische Fluide Überkritische Phase Decaffeination with benzene, chloroforme, trichloroethane, methylene chlorid... Or: Kritische Punkt T C P C Supercritical Fluid Extraction (SFE) With CO 2 Temperatur

9 Decaffeination via Supercritical Fluid Extraction (SFE) With Carbon Dioxide Überkritische Fluide Physical properties of supercritical fluids Druck T C, K P C, bar Überkritische Phase Kritischer Punkt T C P C Temperatur Xe just for fun

10 Physikalische und chemische Chemische Physikalische Farbe Dichte Härte Elektrische Leitfähigkeit Magnetische Löslichkeit F p, Schmelzpunkt K p, Siedepunkt Chemische Brennbarkeit Verhalten gegen andere Stoffe Thermische Beständigkeit Chemische Reaktionen Parameter Temperatur Druck Struktur º Atome Moleküle Verbindungen Reaktivität Energetik Kinetik Struktur vs Reaktivität / Thermodynamik vs Kinetik Übergangszustand Reaktion ELEMENTE VERBINDUNGEN Atome, Moleküle Moleküle, Ionen Energie Aktivierungsenergie Reaktionskinetik Atome: He, Ne, Cu, Mn, P Edukte Produkte Thermodynamik Moleküle: H 2, O 2, N 2, Br 2 Ionen: Na +, K +, H +, OH -, Cl -, SO 3 2- Reaktionskoordinate Verbindungen: H 2 O, CO 2, CH 4, NaCl, Na 2 SO 3

11 Reaktion ELEMENTE VERBINDUNG 2H 2 (g) + O 2 (g) 2H 2 O(l) KNALLGASREAKTION KNALLGAS? C(s) + O 2 (g) CO 2 (g) C(s) + 2H 2 (g) CH 4 (g) 2Mg(s) + O 2 (g) 2MgO(s) H 2 + ½O 2 H 2 O kj Exotherme Reaktion! H 2 O(l) H 2 (g) + ½O 2 (g) Anode: + Kathode: - OH - ½O 2 + H + + e - H + + e - ½H 2