Georg Job Regina Rüffler. Physikalische Chemie

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1 Georg Job Regina Rüffler Physikalische Chemie

2 Georg Job Regina Rüffler Physikalische Chemie Eine Einführung nach neuem Konzept mit zahlreichen Experimenten STUDIUM

3 Bibliografische Information der Deutschen Nationalbibliothek Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über < abrufbar. 1. Auflage 2011 Alle Rechte vorbehalten Vieweg+Teubner Verlag Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH 2011 Lektorat: Ulrich Sandten Kerstin Hoffmann Vieweg+Teubner Verlag ist eine Marke von Springer Fachmedien. Springer Fachmedien ist Teil der Fachverlagsgruppe Springer Science+Business Media. Das Werk einschließlich aller seiner Teile ist urheberrechtlich ge schützt. Jede Verwertung außerhalb der engen Grenzen des Ur heber rechts ge set zes ist ohne Zustimmung des Verlags unzuläs sig und straf bar. Das gilt ins be sondere für Vervielfältigungen, Übersetzungen, Mikroverfilmungen und die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen. Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dass solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten wären und daher von jedermann benutzt werden dürften. Umschlaggestaltung: KünkelLopka Medienentwicklung, Heidelberg Druck und buchbinderische Verarbeitung: MercedesDruck, Berlin Gedruckt auf säurefreiem und chlorfrei gebleichtem Papier. Printed in Germany ISBN

4 Vorwort Erfahrungsgemäß bereiten zwei grundlegende thermodynamische Größen besondere Verständnisschwierigkeiten: die Entropie und das chemische Potenzial die Entropie S als Partnergröße zur Temperatur T und das chemische Potenzial als Partnergröße zur Stoffmenge n. Während das Größenpaar S und T für alle Arten von Wärmeeffekten zuständig ist, regelt das Paar und n das stoffliche Geschehen, alles was mit der Umsetzung, Verteilung und Umwandlung von Stoffen zu tun hat. Es zeigt sich, dass beide Größen durchaus auf der Grundlage unserer Alltagsvorstellungen definiert werden können. Als ein auch für den Studienanfänger leicht nachvollziehbarer Einstieg in die physikalische Chemie wird daher in diesem Buch eine vollständige phänomenologische Charakterisierung der zentralen Größen, neben der Energie hier insbesondere S und, etwa in der Art eines Steckbriefes gewählt. Ergänzend wird ein direktes Messverfahren angegeben, eine Vorgehensweise wie sie bei den Basisgrößen Länge, Zeit und Masse seit langem üblich ist. Allein schon mit einer dieser zentralen Größen, dem chemischen Potenzial, befindet man sich bereits mitten im Herzen der Stoffdynamik. Von hier aus stehen die Zugänge zu einer Vielzahl von Anwendungsgebieten des täglichen Lebens bis hin zur Quantenstatistik offen. Viele traditionell genutzte Größen wie Enthalpie H, Freie Enthalpie G und Aktivität a werden bei dieser Herangehensweise nicht mehr benötigt. Damit vereinfacht sich die Berechnung des Verhaltens der Stoffe erheblich und wird zugleich anschaulich nachvollziehbar. Einfluss von Druck und Temperatur Gemische und Gemenge Mittelbare Massenwirkung Grenzflächenerscheinungen Schlüsselstellung des chemischen Potenzials Massenwirkung Antrieb chemischer Reaktionen Atome und Atomverbände Molekularstatistik Spektroskopie und Photochemie Galvanische Zellen Ionische Wechselwirkung Redox-Reaktionen Reaktionskinetik Säure-Base-Reaktionen Stofftransport Wärmeeffekte Entropie Da in diesem Buch der Zugang zur Stoffdynamik direkt über das chemische Potenzial gewählt wird, beschränkt sich die Nutzung der Größe Entropie auf die Beschreibung der Wärmeeffekte. Für diesen Bereich behält die Entropie ihre grundlegende Bedeutung und wird dementsprechend ausführlich behandelt.

5 VI Vorwort Das Buch vermittelt die Grundzüge der Stoffdynamik in drei Teilen Grundbegriffe und chemische Gleichgewichte (Statik) zeitlicher Ablauf von Stoffumbildungen (Kinetik) Mitwirkung elektrischer Felder (Elektrochemie) und gibt damit gleichzeitig einen Überblick über wichtige Teilgebiete der physikalischen Chemie. Dabei wird konsequent an Beispiele aus dem Alltag und vor allem an eine Vielzahl ausgewählter Demonstrationsexperimente angeknüpft, da gerade die physikalische Chemie oft als sehr abstrakt und wenig alltagstauglich empfunden wird. Der Adressatenkreis sind Studienanfänger mit Chemie im Haupt- und Nebenfach. Wir haben uns bemüht, sowohl in der Auswahl als auch in der Darstellung des Lehrstoffes diese Zielgruppe stets im Auge zu behalten. Für die meisten Abschnitte genügt mathematisches Grundwissen. Um die Strenge der Herleitungen zu wahren, wird bei darüber hinaus gehenden Anforderungen dem Leser entsprechende Hilfestellung gegeben (gekennzeichnet durch einen grauen Balken am Rand). Das Buch liefert auch das Rüstzeug für einführende Praktika der physikalischen Chemie. Übungsaufgaben mit den zugehörigen Lösungen werden im Internet über die OnlinePLUS- Funktion auf der Verlagswebseite zur Verfügung gestellt. Detaillierte Beschreibungen zu einer Auswahl an Demonstrationsexperimenten (z. T. mit Videos) können unter abgerufen werden; diese Sammlung wird laufend ergänzt. Auch weiterführende Informationen zu den Themenbereichen Quantenstatistik, statistische Behandlung der Entropie und Zusammenhang mit den üblichen Größen der Thermodynamik, die den Rahmen dieser Ausgabe sprengen würden, sind ebenfalls auf der Webseite der Job-Stiftung zu finden. Unser besonderer Dank gilt Eduard J. Job, dem Gründer der Job-Stiftung, der stets mit großem Engagement die Ziele der Stiftung verfolgt und damit insbesondere auch die Abfassung dieses Buches unterstützt hat. Geprägt durch eigene Erfahrungen mit den Schwierigkeiten des Faches während seines Studiums, aber auch während der sich anschließenden beruflichen Tätigkeit als Unternehmer im Bereich des Brandschutzes, war es sein spezielles Anliegen, durch eine vereinfachte Darstellung der Thermodynamik einen schnelleren Lernerfolg und damit erhöhten Nutzungsgrad zu erzielen. Beim Vorstand der Job-Stiftung möchten wir uns herzlich für die stete Unterstützung und die große Geduld bedanken. Dem Vieweg+Teubner-Verlag, insbesondere Herrn Sandten und Frau Hoffmann, sind wir für die gute Zusammenarbeit sehr dankbar. Über Diskussionsbeiträge sowie Anmerkungen zu Korrekturen würden wir uns sehr freuen. Hamburg, im Juni 2010 Georg Job, Regina Rüffler

6 Inhaltsverzeichnis 1 Einführung und erste Grundbegriffe Stoffdynamik Stoffe und Grundstoffe Messung und Metrisierung Stoffmenge Gemisch, Gemenge und Zusammensetzungsgrößen Zustand Stoffumbildung Energie Zur Energie auf indirektem Wege Direkte Metrisierung der Energie Energieerhaltung Energie einer gespannten Feder Druck Energie eines bewegten Körpers Impuls Energie eines gehobenen Körpers 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... 81

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

8 Inhaltsverzeichnis IX 8 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

9 X Inhaltsverzeichnis 13 Gemische und Gemenge Einführung Chemisches Potenzial in Gemischen Zusatzpotenzial Chemisches Potenzial von Gemischen und Gemengen 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 Nebenreaktionen Folgereaktionen

10 Inhaltsverzeichnis XI 18 Theorie der Reaktionsgeschwindigkeit Temperaturabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit Stoßtheorie Theorie des Übergangszustandes Molekulare Deutung des Übergangszustandes Katalyse Einführung Wirkungsweise eines Katalysators Enzymkinetik Heterogene Katalyse Transporterscheinungen Diffusionskontrollierte Reaktionen Geschwindigkeit der Stoffausbreitung Fließfähigkeit Entropieleitung Vergleichender Überblick Elektrolytlösungen Elektrolytische Dissoziation Elektrisches Potenzial Ionenwanderung Leitfähigkeit von Elektrolytlösungen Konzentrationsabhängigkeit der Leitfähigkeit Überführungszahlen 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

11 XII Inhaltsverzeichnis 23 Redoxpotenziale und galvanische Zellen Messung von Redoxpotenzialen Zellspannung Technisch wichtige galvanische Elemente Anhang 521 A1 Mathematische Grundlagen A2 Tabellen Sachverzeichnis 549

12 Liste verwendeter Symbole Aufgeführt sind die wichtigeren der benutzten Symbole. Die in Klammern angefügte Zahl verweist auf die Seite, auf der die Größe oder der Begriff, wenn nötig, genauer beschrieben wird. Vorgesetzte Sonderzeichen (,, R, s l ) wurden bei der alphabetischen Einordnung übergangen. Griechische Zeichen in alphabetischer Folge: ϑ. steil gesetzt: A, B, C, Stoff A, B, C, A, B, gelöst in A, in B, (312) Ad Säure (173) a, a amorph (20) (auch tief- oder hochgestellt) Bs Base (173) c, c kristallin (19) (auch tief- oder hochgestellt) d, d gelöst (dissolutus) (20) (auch tief- oder hochgestellt) E Enzym (420) e, e Elektron(en) (7, 477) (auch tiefgestellt) e eutektisch (334) (tief- oder hochgestellt) F Fremdstoff (292) g, g gasig (18) (auch tief- oder hochgestellt) G Gemisch (homogen) (316) J Ionenart, unspezifiziert (480) K Katalysator (416) L Lösemittel (88), Lösungsphase (483) l, l flüssig (18) (auch tief- oder hochgestellt) Me Metall, unspezifiziert (480) m, m metallisch (elektronenleitend) (481) (auch tief- oder hochgestellt) Ox Oxidationsmittel (484) P Produkte, unspezifiziert (416) Rd Reduktionsmittel (484) p Proton(en) (172) (auch tiefgestellt) S Substrat (420) s, s fest (18) (auch tief- oder hochgestellt) w, w in wässriger Lösung (20) (auch tief- oder hochgestellt)

13 XIV Symbole,,, bezeichnet verschiedene Modifikationen eines Stoffes (19) Gemenge (heterogen) (317), B Adsorptionsplatz ( chemisch ) leer, besetzt (359), B Adsorptionsplatz ( physikalisch ) leer, besetzt (358) Übergangskomplex (406) (auch tief- oder hochgestellt) schräg gesetzt: A Fläche, Querschnitt A (chemischer) Antrieb, Affinität (99) A Grundglied (Grundwert) des Antriebs (147) A Massenwirkungsglied des Antriebs (147) a Kastenlänge (256) a Beschleunigung a (erste) VAN DER WAALS-Konstante (272) a Temperaturleitfähigkeit (446) B Stoffkapazität (168) B p Pufferkapazität (193), i Stoff allgemein (mit Index i) (24) b, b B Molalität (des Stoffes B) (17) b (zweite) VAN DER WAALS-Konstante (272) b (Stoff-) Kapazitätsdichte (168) b p Pufferkapazitätsdichte (194) C, C p Wärmekapazität (globale, isobare) (232) C m Wärmekapazität, molare (isobare) (232) C V Wärmekapazität (globale), isochore (232), p Entropiekapazität (globale, isobare) (69) m Entropiekapazität, molare (isobare) (69) V Entropiekapazität (globale), isochore (70) c Lichtgeschwindigkeit (13) c, c B, c i (Stoffmengen-) Konzentration (des Stoffes B bzw. i) (17) c, c W spezifische (isobare) Wärmekapazität (232, 446) c r relative Konzentration c c (144) c S spezifische (isobare) Entropiekapazität (445) c Umsatzdichte (150) c Normwert der Konzentration (1 kmol m 3 ) (95) c willkürliche Bezugskonzentration (380) D Federsteife, Federhärte (37) D, D B Diffusionskoeffizient (des Stoffes B) (435) d Dicke, Durchmesser E, E elektrische Feldstärke (454)

14 Symbole XV E Energie (nur ausnahmsweise benutzt) (30, 34) E Elektroden-, Redoxpotenzial (503) E Ur-, Eigenspannung einer galvanischen Zelle (513) e 0 Elementarladung, Ladungsquant (15) F Kraft, Impulsstrom F FARADAY-Konstante (457) G Gewicht (im umgangssprachlichen Sinn) (9) G, G Q (elektrischer) Leitwert (448, 462) beliebige Größe (15) g Fallbeschleunigung g i Gehaltszahl des i-ten Grundstoffes (4) h Höhe h PLANCK-Konstante, Wirkungsquant (407) I (elektrische) Stromstärke (448) J Stromstärke (einer mengenartigen Größe) (448) J B Strom, Fluss eines Stoffes B (433) J S Entropiestrom (444) j Stromdichte (einer mengenartigen Größe) (448) j B Stromdichte, Flussdichte eines Stoffes B (433) j S Entropiestromdichte (444) K herkömmliche Gleichgewichtskonstante (154, 160) K numerische Gleichgewichtskonstante, Gleichgewichtszahl (153, 160) K M MICHAELIS-Konstante (421) k Geschwindigkeitskoeffizient (378) k +1, k 1, Geschwindigkeitskoeffizient der Hin- bzw. Rückreaktion (Nr. 1 usw.) (389) k B BOLTZMANN-Konstante (254) k Frequenzfaktor (401) l Länge M molare Masse (15) m Masse N Teilchenzahl N A AVOGADRO-Konstante (14) n Stoffmenge (14) n p Protonenmenge (in einem Protonenspeicher) (186) P Leistung, Energiestrom p Druck (38) p Wahrscheinlichkeit (264) p sterischer Faktor (405) p B Binnendruck (271) p r relativer Druck p p (158) p Normwert des Drucks (100 kpa) (66) p Kapillardruck (352)

15 XVI Symbole þ Impuls, Schwung (41) Q (elektrische) Ladung (15) Q Wärme (nur ausnahmsweise benutzt) (73) q Anteil der Teilchen-Zusammenstöße mit einer Mindestenergie w min (404) R allgemeine Gaskonstante (137, 251) R, R Q (elektrischer) Widerstand (448),, Umbildung allgemein (Umsetzung, Umwandlung, Umverteilung) (27) r, r AB, Radius, Abstand vom Mittelpunkt, Abstand zweier Teilchen A und B r Geschwindigkeitsdichte (371) r +1, r 1, Geschwindigkeitsdichte der Hin- bzw. Rückreaktion (Nr. 1 usw.) (389) r ads, r des Adsorptions-, Desorptionsgeschwindigkeit S Entropie R S (molare) Reaktionsentropie (212) S (molare) Umbildungsentropie (213) S a ausgetauschte Entropie (konvektiv und/oder konduktiv) (59) S e erzeugte Entropie (59) S k konvektiv (zusammen mit einem Stoff) ausgetauschte Entropie (59) ΔS latente Entropie (77) S m Entropieanspruch, molare Entropie (65) S ü übertragene Entropie (78) S konduktiv (durch Leitung) ausgetauschte Entropie (59) s Länge eines Weges T (thermodynamische) Temperatur T Normwert der Temperatur (298,15 K) (66) T, T B Umsatzdauer, Beobachtungsdauer (367) t, t Zeit, Dauer t 1/2 Halbwertszeit (382) t, t i, t +, t Überführungszahl (der Teilchenart i, der Kationen, der Anionen) (470) U, U 1 2 (elektrische) Spannung (von Ort 1 nach Ort 2) (455) U Diff Diffusions(galvani)spannung (494) u, u i elektrische Beweglichkeit (der Teilchenart i) (457) V Volumen R V (molares) Reaktionsvolumen (207) V (molares) Umbildungsvolumen (208) V m Raumanspruch, molares Volumen (200) V Ko Kovolumen (271) v, v Geschwindigkeit (Betrag, Vektor) v x, v y, v z Geschwindigkeit, Komponenten in x-, y-, z-richtung (255) W Energie (29, 34) W A molare Aktivierungsenergie (401) W A, W A Energieaufwand für eine Ober- oder Grenzflächenänderung (349) W a beim Entropieaustausch mitübertragene Energie (73)

16 Symbole XVII W B, W i, kurz für W nb, W ni, (316) W kin kinetische Energie (40) W n, W n Energieaufwand für eine Mengenänderung eines Stoffes (114) W pot potenzielle Energie (43) W S, W S Energieaufwand für eine Entropieänderung ( zugeführte + erzeugte Wärme ) (76) W ü Energieaufwand zur Übertragung (einer Entropie-, Stoffportion ) (78, 215) W V, W V Energieaufwand für eine Volumenänderung ( Volumenarbeit ) (76) W v verheizte Energie (72) W, W Energieaufwand für eine Umsatzänderung ( Reaktionsarbeit ) (216) w, w B, w i Massenanteil (des Stoffes B bzw. i) (16) w Energie eines Teilchens (254, 261) x, x B, x i (Stoff-) Mengenanteil (des Stoffes B bzw. i) (16) x, y, z Ortskoordinaten Z AB Stoßdichte zwischen A- und B-Teilchen (403) z, z i, z +, z Ladungszahl (der Teilchenart i, Kationen, Anionen) (15, 451), B, i Temperaturkoeffizient des chemischen Potenzials (des Stoffes B bzw. i) (120), Dissoziationsgrad, Umsatzgrad (466, 150) Temperaturkoeffizient des Antriebs (einer Stoffumbildung) (121), B, i Druckkoeffizient des chemischen Potenzials (des Stoffes B bzw. i) (130), B, i Massenkonzentration (des Stoffes B bzw. i) (17) r relativer Spannungskoeffizient (245) Druckkoeffizient des Antriebs (einer Stoffumbildung) (130) Konzentrationskoeffizient des chemischen Potenzials (142) (Volumen-) Ausdehnungskoeffizient (233) Wirkungsgrad (78) (dynamische) Zähigkeit, Viskosität (441) Füllgrad (Protonierungsgrad usw.), Bedeckungsgrad (184, 360) Randwinkel (352) ϑ Celsius-Temperatur (64) Dimensionsfaktor (154, 160), i molare Leitfähigkeit (der Teilchenart i) (463) Wärmeleitfähigkeit (444), 1, 2, Wellenlänge, Wellenlänge der Grund- und Oberwellen (437), B, i chemisches Potenzial (des Stoffes B bzw. i) (88) Normwert des chemischen Potenzials (95, 144) d Dekapotenzial (Kürzel für RT ln10) (145) e, e,rd/ox Elektron(en)potenzial, eines Redoxpaares Rd/Ox (477, 485) p, p,ad/bs Proton(en)potenzial, eines Säure-Base-Paares Ad/Bs (175) Grundglied (Grundwert) des chemischen Potenzials eines gelösten Stoffes (144) Aktivierungsschwelle (408)

17 XVIII Symbole c, p, x,... Grundglied des chem. Potenzials in der c-, p-, x-, Skale (312) chemisches Potenzial eines Stoffes in reinem Zustand (292) μ Massenwirkungsglied (Ballungsglied) des chemischen Potenzials (144) + μ Zusatzglied des chemischen Potenzials (314), i elektrochemisches Potenzial (des Stoffes i) (476), B, i, Umsatzzahl, stöchiometrische Zahl (des Stoffes B bzw. i ) (25) kinematische Zähigkeit (441) Stand einer Umbildung (Umsetzung, Umwandlung, Umverteilung) (26), B, i (Massen-) Dichte (des Stoffes B bzw. i) (9), Q spezifischer (elektrischer) Widerstand (448), g,l, Oberflächen-, Grenzflächenspannung (349, 352), Q elektrische Leitfähigkeit (447, 462) B Stoffleitfähigkeit (für den Stoff B) (434) S Entropieleitfähigkeit (444) Elementarstoffmenge, Stoffmengenquant, 1, mol (15) 1, 2, Abklingzeit der Grund- und Oberwellen (437) Lebensdauer des Übergangskomplexes (407) elektrisches Potenzial (83, 454) Fluidität (448) Kompressibilität (244) Schwerepotenzial (83), B (mechanische) Beweglichkeit (des Stoffes B) (431) Umsatzgeschwindigkeit (368) Tiefzeichen ads die Adsorption betreffend (360) d d, dd Übergang eines gelösten Stoffes von einer Phase in eine andere (166) des die Desorption betreffend (360) Gl. im Gleichgewicht (153) g d, gd Übergang vom Gaszustand in den gelösten (165) ges gesamt k kritisch (277) l g, lg Übergang vom flüssigen in den Gaszustand (Sieden) (68, 208) latent (77, 222) M Mischungsvorgang (320) m molar n nutzbar (219) osm osmotisch (297) R eine Reaktion (Umsetzung) betreffend (207) r relativ (144) s d, sd Übergang vom festen in den gelösten Zustand (162, 208)

18 Symbole XIX s g, sg Übergang vom festen in den Gaszustand (Sublimation) (126) s l, sl Übergang vom festen in den flüssigen Zustand (Schmelzen) (68, 208) s s, ss Übergang vom festen Zustand in einen anderen (Modifikationswechsel) (208) eine Umbildung allgemein betreffend (208) einen Adsorptionsvorgang betreffend (359) 0/ auf verschwindenden Gehalt extrapolierter Wert (auch hochgestellt) (432) +, Kationen, Anionen betreffend (470) (auch hochgestellt) Hochzeichen Normwert (66, 95) Größenwert für einen Stoff im reinen Zustand (301, 304) kennzeichnet ein Gemisch oder Gemenge mittlerer Zusammensetzung, den Stützpunkt bei der Anwendung des Hebelgesetzes (318) *, **, kennzeichnet verschiedene Stoffe, Phasen, Bereiche (z. B. die Umgebung (218)) * kennzeichnet Überführungsgrößen (446),,, kennzeichnet verschiedene Stoffe, Phasen, Bereiche Überzeichen + * Vektor Mittelwert Ableitung nach der Zeit Grundglied, Grundwert (144) Grundwert einer Größe für einen Stoff im reinen Zustand (292) massenwirkungsbedingte Größe (142, 144) Zusatzglied, Zusatzwert (314) Restglied, Restwert (Rest ohne Grundglied) Allgemeine Normwerte (in Auswahl) b = 1 mol kg 1 Normwert der Molalität c = 1000 mol m 3 Normwert der Konzentration p = Pa Normwert des Drucks T = 298,15 K Normwert der Temperatur w = 1 Normwert des Massenanteils x = 1 Normwert des Stoffmengenanteils

19 XX Symbole Physikalische Konstanten (in Auswahl) c = 2, m s 1 Lichtgeschwindigkeit im Vakuum e 0 = 1, C Elementarladung, Ladungsquant F = C mol 1 FARADAY-Konstante g n = 9,806 m s 2 Normal-Fallbeschleunigung h = 6, J s PLANCKsches Wirkungsquant k B = 1, J K 1 BOLTZMANN-Konstante N A = 6, mol 1 AVOGADRO-Konstante R = 8,314 G K 1 allgemeine Gaskonstante T 0 = 273,15 K Nullpunkt der Celsius-Skale = 1, mol Elementarstoffmenge, Stoffmengenquant