Modul: Allgemeine Chemie

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Berndt Frei
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1 Modul: Allgemeine Chemie 5. Grundlagen der chemischen Bindung Ionenbindung Eigenschaften, Ionengitter, Kugelpackung Strukturtypen, Kreisprozesse Kovalente Bindung Lewis Formeln, Oktettregel, Formalladungen VSEPR, VB-, MO-Theorie, H-Brücken Hybridisierungskonzept, Elektronegativität Metallbindung van der Waals Kräfte 6. Der feste, flüssige und gasförmige Aggregatzustand Gase, Flüssigkeiten, kristalline und amorphe Feststoffe Phasendiagramme 7. Das chemische Gleichgewicht Definition, homogene und heterogene Gleichgewichte Gleichgewichtskonstanten, Massenwirkungsgesetz

2 Phasendiagramme reiner Stoffe (Zustandsdiagramme): p f(t) p T Änderungen der Aggregatzustände: Sublimationsdruckkurve; Schmelzdruckkurve; Dampfdruckkurve

3 Phasendiagramme reiner Stoffe (Zustandsdiagramme) Zustandsdiagramm von Iod Tripelpunkt: Alle 3 Phasen liegen nebeneinander im Gleichgewicht vor Kp f(p) ---- Fp und Kp bei Atmosphärendruck (1013 hpa)

4 Phasendiagramme reiner Stoffe (Zustandsdiagramme) Zustandsdiagramm von H 2 O

5 Phasendiagramme reiner Stoffe (Zustandsdiagramme) Kritischer Punkt: kritische Temperatur; kritischer Druck - Flüssigkeiten und Gas können bis zu diesem Punkt gerade noch unterschieden werden - Gasverflüssigung gerade noch möglich; überkritischer Zustand: wenn Dichte von Flüssigkeit und Gas identisch sind

6 Phasendiagramme reiner Stoffe (Zustandsdiagramme) - Dampfdruckkurve endet am kritischen Punkt; -Kritische Größen sind mit der Stärke der intermolekularen Wechselwirkungen verknüpft Diskussion: isotherme und isobare Zustandsänderungen

7 Löslichkeit von Gasen Lösungen a) c p c = K. p Henrysches Gesetz c: Konz. des gelösten Gases P: Gasdruck K: Konstante b) Löslichkeit 1/T

Lösungen Mischbarkeit von Flüssigkeiten 2 Flüssigkeiten können vollständig mischbar aber auch nahezu unmischbar sein; auch deutliche gegenseitige Löslichkeit ist möglich

8 Lösungen Mischbarkeit von Flüssigkeiten 2 Flüssigkeiten können vollständig mischbar aber auch nahezu unmischbar sein; auch deutliche gegenseitige Löslichkeit ist möglich abhängig von den chemischen Eigenschaften H 2 O: Gut mischbar mit Polaren Stoffen wie NH 3, CH 3 OH u.a. Mischbarkeit als f(t) Entmischungstemperatur: 20 C von n-hexan und Nitrobenzol

9 Dampfdruck von Lösungen p A = x A p 0 A p f(x A ) p B = x B p 0 B Raoultsches Gesetz

10 Dampfdruck von Lösungen ΔTm und ΔTs hängen nur von der Stoffmenge und nicht von der Art des gelösten Stoffes ab

11 Dampfdruck von Lösungen Δ T = k s( m) eb( kr) b (b=1mol/(kg(lm))

12 Osmose Konz. L1 vergrößert sich; Konz. L2 verkleinert sich; Lösungsmittel wandert durch die Membran zur Lösung mit der höheren Konzentration; Flüssigkeitsspiegel steigt auf der rechten Seite; Hydrostatischer Druck - bringt schließlich Osmosevorgang zum Stillstand Bestreben zum Konzentrationsausgleich, auch durch semipermeable Membran

13 Siedediagramme T f (x A ) Siedeverhalten einer Lösung aus 2 Stoffen Ideales Verhalten durch Destillation zu trennen; In der Gasphase ist die leichter flüchtige Komponente angereichert Lösung von N 2 (l) und O 2 (l)

14 Siedediagramme Azeotrope durch Destillation nicht trennbar; Siede- und Taukurve berühren sich; Flüssigkeit und Gasphase haben gleiche Zusammensetzung Tiefsiedegemisch Dioxan / Wasser Gemisch

15 Siedediagramme Hochsiedegemisch;

16 Destillation Destillationsapparatur Destillat

17 Fraktionierte Destillation (Rektifikation) Destillationskolonne: Trennwirkung durch Höhe und Konstruktion, die das Rücklaufverhältnis bestimmt

18 Schmelzdiagramme T f(x A ) Liquiduskurve Isotherme Soliduskurve Zusammensetzung des Feststoffs KCl / TlCl System: Isotype Verbindungen, gleicher Gittertyp (NaCl Struktur) Schmelzdiagramm zweier im festen und im flüssigen Zustand vollständig mischbarer Stoffe

19 Schmelzdiagramme PbCl 2 / NaCl im festen Zustand unmischbar; im flüssigen Zustand vollständig mischbar reines NaCl Eutektischer Punkt und eutektische Temperatur; Soliduskurven sind identisch mit den Ordinatenachsen reines PbCl2

20 Schmelzdiagramme System: KCl / CrCl 3 Schmelzdiagramm mit Verbindungs- Bildung; 2 eutektische Punkte; Zusätzliche feste Phase: K 3 CrCl 6 3 Soliduskurven (s1, s2, s3) s2 s1 s3

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