1.-::1JV. Georg Job I Regina Rüffler. Physikalische Chemie. Eine Einführung nach neuem Konzept mit zahlreichen Experimenten STUDIUM VIEWEG+ TEUBNER

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1 Georg Job I Regina Rüffler V//C' - 1.-::1JV ci/(hj Physikalische Chemie Eine Einführung nach neuem Konzept mit zahlreichen Experimenten STUDIUM 11 VIEWEG+ TEUBNER

2 1 Einführung und erste Grundbegriffe Stoffdynamik Stoffe und Grundstoffe.... Messung und Metrisierung Stoff menge Gemisch, Gemenge und Zusammensetzungsgrößen Zustand Stoffumbildung Energie Zur Energie auf indirektem Wege 2.2 Direkte Metrisierung der Energie 2.3 Energieerhaltung Energie einer gespannten Feder.... Druck. Energie eines bewegten Körpers... Impuls. Energie eines gehobenen Körpers l1 3.l Entropie und Temperatur Vorüberlegung. Makroskopische Eigenschaften der Entropie. Molekularkinetische Deutung der Entropie.. Entropieerhaltung und -erzeugung.. Wirkungen wachsender Entropie.. Entropieübertragung... Direkte Metrisierung der Entropie. Temperatur... Anwendungsbeispiele zur Entropie.... Temperatur als "thermische Spannung".... Energie zur Erzeugung und zur Zufuhr von Entropie. Energie kalorimetrisch bestimmt. Wärmepumpen und Wärmemotoren.... Entropieerzeugung in einem Entropiestrom

3 VIII 4 Chemisches Potenzial Vorüberlegung.... Grundmerkmale des chemischen Potenzials Wettstreit der Stoffe Bezugszustand und Werte des chemischen Potenzials. 4.5 Vorzeichen des chemischen Potenzials Anwendung in der Chemie und Begriff des Antriebs. 4.7 Direkte Messung von Antrieben Indirekte Metrisierung des chemischen Potenzials Einfluss von Temperatur und Druck auf Stoffumbildungen Einleitung Temperaturabhängigkeit von chemischem Potenzial und Antrieb 5.3 Druckabhängigkeit von chemischem Potenzial und Antrieb Gleichzeitige Temperatur- und Druckabhängigkeit 5.5 Verhalten von Gasen unter Druck Massenwirkung und Konzentrationsabhängigkeit des chemischen Potenzials Der Begriff der Massenwirkung Konzentrationsabhängigkeit des chemischen Potenzials Konzentrationsabhängigkeit des Antriebs. 146 Das Massenwirkungsgesetz Spezielle Fassungen der Massenwirkungsgleichung Anwendungen des Massenwirkungsgesetzes Potenzialdiagramme gelöster Stoffe Konsequenzen der Massenwirkung: Säure-Base-Reaktionen Einführung... Der Säure-Base-Begriffnach BR0NSTED und LOWRY.. Das Protonenpotenzial.. Pegelgleichung und Protonierungsgleichung. Säure-Base-Titrationen.... Puffer... Säure-Base-Indikatoren

4 IX Begleiterscheinungen stofflicher Vorgänge Vorüberlegung.... Raumanspruch.... Umsatzbedingte Volumenänderungen Entropieanspruch.... Umsatzbedingte Entropieänderungen Energieumsätze bei Stoffumbildungen Wärmeeffekte.... Kalorimetrische Antriebsmessung Querbeziehungen Hauptgleichung Mechanisch-thermische Querbeziehungen Querbeziehungen für chemische Größen Weitere Anwendungen im mechanisch-thermischen Bereich Dünne Gase aus molekularkinetischer Sicht Einleitung.. Allgemeines Gasgesetz Molekularkinetische Deutung des allgemeinen Gasgesetzes. Anregungsgleichung und Geschwindigkeitsverteilung.. Barometrische Höhenformel und BOLTZMANN-Verteilung Übergang zu dichteren Stoffen Die VAN DER WAALs-Gleichung Kondensation Die kritische Temperatur Die Siededruckkurve (Dampfdruckkurve) Das vollständige Zustandsdiagramm Stoffausbreitung Vorüberlegung... Diffusion.... Mittelbare Massenwirkung Osmose.... Dampfdruckerniedrigung.... Gefrierpunktserniedrigung und Siedepunktserhöhung Kolligative Eigenschaften und Molmassenbestimmung

5 x 13 Gemische und Gemenge 13.1 Einfiihrung Chemisches Potenzial in Gemischen 13.3 Zusatzpotenzial Chemisches Potenzial von Gemischen und Gemengen 13.5 Mischungsvorgänge Weitere Phasenreaktionen Zweistoffsysteme Zweistoffzustandsdiagramme Zustandsdiagramme flüssig-flüssig (Mischungsdiagramme) Zustandsdiagramme fest-flüssig (Schmelzdiagramme) Zustandsdiagramme flüssig-gasig (Dampfdruck- bzw. Siedediagramme) Grenzflächenerscheinungen Oberflächenspannung, Oberflächenenergie Oberflächeneffekte Adsorption an Flüssigkeitsoberflächen. Adsorption an Feststoffoberflächen.... Anwendung der Adsorption Grundzüge der Kinetik Einführung Umsatzgeschwindigkeit einer chemischen Reaktion Geschwindigkeitsdichte Messung der Geschwindigkeitsdichte Geschwindigkeitsgesetze einstufiger Reaktionen Zusammengesetzte Reaktionen Einführung.... Gegenläufige Reaktionen Parallel- oder Nebenreakti~n'e~.... Folgereaktionen

6 XI Theorie der Reaktionsgeschwindigkeit Temperaturabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit Stoßtheorie Theorie des Übergangszustandes.... Molekulare Deutung des Übergangszustandes Katalyse Einführung Wirkungsweise eines Katalysators Enzyrnkinetik.... Heterogene Katalyse Transporterscheinungen 20.1 Diffusionskontrollierte Reaktionen 20.2 Geschwindigkeit der Stoffausbreitung 20.3 Fließfähigkeit Entropieleitung Vergleichender Überblick Elektrolytlösungen Elektrolytische Dissoziation Elektrisches Potenzial Ionenwanderung... Leitfähigkeit von Elektrolytlösungen.... Konzentrationsabhängigkeit der Leitfähigkeit ÜberfUhrungszahlen Elektrodenreaktionen und Galvanispannungen Galvanispannung und elektrochemisches Potenzial Elektronenpotenzial in Metallen und Berührspannung Galvanispannung zwischen Metall und Lösung.. Redoxreaktionen Galvanispannung von Halbzellen.. Galvanispannung an Flüssigkeitsgrenzflächen Galvanispannung an Membranen

7 XII 23 Redoxpotenziale und galvanische Zellen Messung von Redoxpotenzialen Zell spannung Technisch wichtige galvanische Elemente 515 Anhang 521 Al Mathematische Grundlagen. 521 A2 Tabellen Sachverzeichnis 549