Kurzes Lehrbuch Der Physikalischen Chemie

ISBN-13: 9783798503687 / Niemiecki / Miękka / 1973 / 496 str.

W. Jost; J. Troe

Spis treści

I. Eigenschaften der stoffliehen Zustände.- I,1 Ideale Gase.- I, 1.1 Der ideale Gaszustand als Grenzzustand der Materie.- I, 1.2 Das Mol als chemische Mengeneinheit.- I, 1.3 Zustandsgleichung idealer Gase.- I, 1.4 Zahlenwert der universellen Gaskonstanten.- I, 1.5 Gemische idealer Gase.- Übungsaufgaben zu I, 1.- I,2 Der I. Hauptsatz der Thermodynamik.- I, 2.1 Allgemeines zum 1. Hauptsatz.- I, 2.2 Energieumsetzung bei Volumenänderungen.- Ausdehnimg eines idealen Gases in ein Vakuum.- I, 2.3 Ausdehnung eines idealen Gases gegen eine äußere Kraft.- I, 2.4 Energieumsetzung bei Temperaturänderungen.- Temperaturänderungen bei konstantem Volumen.- Temperaturänderungen bei konstantem Druck.- I, 2.5;Adiabate.- Übungsaufgaben zu I, 2.- Literatur zu I, 2.- I. 3 Weitere Behandlung der idealen Gase.- I, 3.1 Die kinetische Theorie der idealen Gase.- I, 3.2 Maxwellsches Geschwindigkeitsverteilungsgesetz.- I, 3.3 Die spezifische Wärme idealer Gase.- I, 3.4 Weitere Folgerungen der kinetischen Gastheorie: Stoßzahl, Innere Reibung, Wärmeleitung, Diffusion, Thermodiffusion.- Literatur zu I, 3.- I. 4 Feste Körper.- I, 4.1 Kennzeichen des festen Zustandes.- I, 4.2 Der Idealzustand des Festkörpers.- I, 4.3 Zustandsgieichung fester Körper.- I, 4.4 Die spezifische Wärme fester Körper.- I, 4.5 Mittlere spezifische Wärme und Enthalpie.- Übungsaufgaben zu I, 4.- Literatur zu I, 4.- I, 5 Der II. und der III. Hauptsatz der Thermodynamik.- I, 5.1 Carnotscher Kreisprozeß.- I, 5.2 Der Entropiebegriff.- I,5.3 Die Entropie kristallisierter Stoffe und der Nernstsche Wärmesatz (III. Hauptsatz).- Übungsaufgaben zu I, 5.- Literatur zu I, 5.- I,6 Fehlordnung, Diffusion und Rotation in festen Körpern.- Literatur zu I, 6.- I,7 Nichtideale Gase und Flüssigkeiten.- I, 7.1 Überblick über die Zwischenzustände zwischen idealem Gas und idealem Festkörper.- I, 7.2 Abweichungen der realen Gase von der idealen Zustandsgleichung.- I, 7.3 Die van der Waalssche Zustandsgieichung.- I,7.4 Der Übergang Gas (Dampf)-Flüssigkeit.- I, 7.5 Der kritische Punkt.- I, 7.6 Reduzierte Zustandsgleichung und Theorem der übereinstimmenden Zustände.- I, 7.7 Der Joule-Thomson-Effekt, qualitativ.- I, 7.8 Der Joule-Thomson-Effekt, Theorie.- I, 7.9 Flüssiges Helium.- I, 7.10 Verwandtschaft der Flüssigkeiten mit den festen Körpern.- I, 7.11 Der Glaszustand.- Übungsaufgaben zu I, 7.- Literatur zu I, 7.- I, 8 Thermodynamische Funktionen.- I, 8.1 Zusammenstellung allgemeiner Beziehungen.- I, 8.2 Reaktionswärme und Entropieänderung bei reversibler isothermer Reaktion.- I, 8.3 Grundgleichungen der ehemischen Thermodynamik.- I, 8.4 Weitere thermodynamische Funktionen.- I, 9 Lösungen.- I, 9.1 Einteilung der Mischphasen.- I, 9.2 Konzentrationsmaße.- I, 9.3 Zusammenhang der Eigenschaften von Mischphasen mit denen der reinen Komponenten.- I, 9.4 Partielle Eigenschaften der Mischphasenkomponenten.- I, 9.5 Die Ursachen der Mischphasenbildung.- Übungsaufgaben zu I, 9.- Literatur zu I, 9.- I, 10 Grenzflächen, kolloide Lösungen.- I, 10.1 Überblick.- I, 10.2 Die Oberflächenspannung.- I, 10.3 Adsorption an Grenzflächen.- I, 10.4 Kolloiddisperse Systeme.- I, 10.5 Ursachen der Stabilität kolloider Systeme.- Literatur zu I, 10.- II. Chemische Thermodynamik und Gleichgewichtslehre.- II, 1 Einleitung.- II, 2 Das chemische Gleichgewicht.- II, 2.1 Vollständige oder unvollständige Umsetzung.- II, 2.2 Das Gesetz der Massenwirkung.- II, 2.3 Kinetische Ableitung des MWG.- II, 2.4 Formulierung des Massenwirkungsgesetzes (MWG) in verschiedenen Konzentrationseinheiten.- II, 2.5 Druckabhängigkeit der Gasgleichgewichte und Prinzip des kleinsten Zwanges.- Literatur zu II, 2.- II, 3 Thermodynamik chemischer Reaktionen.- II, 3.1 Die Triebkraft chemischer Vorgänge.- II, 3.2 Reaktionswärme und Prinzip von Thomsen und Berthelot.- II, 3.3 Reaktionsarbeit und II. Hauptsatz der Wärmelehre.- II, 3.4 Aufbau der Reaktionseffekte aus Anteilen der einzelnen Stoffe.- II, 3.5 Chemisches Potential idealer Gase und thermodynamische Ableitung des Massenwirkungsgesetzes.- II, 3.6 Formulierung der chemischen Potentiale und des Massenwirkungsgesetzes im allgemeinen Falle.- II, 3.7 Die Temperaturabhängigkeit der Reaktionsarbeit und Reaktionsenthalpie.- II, 3.7.1 Die Druckabhängigkeit der Reaktionsarbeit und Reaktionsenthalpie.- II, 3.8 Temperaturabhängigkeit der Gleichgewichtskonstanten, Absolutberechnung von Gleichgewichten.- II, 3.9 Tabellenwerke thermodynamischer Daten.- Literatur zu II, 3.- II. 4 Homogene Gasgleichgewichte.- II, 4.1 Überblick.- II, 4.2 Anwendung des MWG zur Ausbeutebestimmung.- II, 4.3 Gleichgewichtsberechnung aus thermodynamischen Daten.- II, 4.3.1 Das Wassergasgleichgewicht.- II, 4.3.2 Weitere Beispiele für Reaktionen ohne Änderung der Gasmolzahl.- II, 4.3.3 Das Kohlendioxidgleichgewicht.- II, 4.3.4 Das Wasserdampf-Dissoziationsgleichgewicht.- II, 4.3.5 Gekoppelte Gleichgewichte.- II, 4.3.6 Maximale Flammentemperaturen.- II, 4.3.7 Das Ammoniakgleichgewicht.- Übungsaufgaben zu II, 4.- Literatur zu II, 4.- II, 5 Heterogene Gasgleichgewichte.- II, 5.1 Verdampfen reiner Stoffe.- II, 5.2 Clausius-Clapeyronsche Gleichung.- II, 5.3 Zersetzungsgleichgewichte.- II, 5.4 Gleichgewichte mit Gasmischungen.- Übungsaufgaben zu II, 5.- Literatur zu II, 5.- II, 6 Das Phasengesetz.- II, 6.1 Ableitung des Phasengesetzes aus den in II, 5 besprochenen Tatsachen.- II, 6.2 Ableitung des Phasengesetzes nach Gibbs.- II, 6.3 Anwendung des Phasengesetzes auf einige Sonderfälle.- II, 6.4 Der Begriff des „unabhängigen Bestandteils“ in der Phasenlehre.- Literatur zu II, 6.- II, 7 Lösungsgleichgewichte.- II, 7.1 Ideale Mischungen und ideale verdünnte Lösungen.- II, 7.2 Verdünnungsarbeiten in idealen Mischungen und idealen verdünnten Lösungen.- II, 7.2.1 Zur Thermodynamik von Flüssigkeiten.- II, 7.3 Dampfdrucke von Mischungen.- II, 7.4 Dampfdruck des Lösungsmittels über verdünnten Lösungen.- II, 7.5 Gesetz der Gaslöslichkeit.- II, 7.6 Verteilungsgesetz.- II, 7.7 Siedekurven von Mischungen.- II, 7.8 Osmotischer Druck.- II, 7.9 Gleichgewichte in Lösungen.- II, 7.10 Aktivitäten und Aktivitätskoeffizienten.- II, 7.11 Lösungs- und Verdünnungswärmen.- II, 7.12 Temperaturabhängigkeit der Lösungsgleichgewichte.- II, 7.13 Molekulargewichtsbestimmungen in Lösungen.- II, 7.14 Weitere Schmelz- oder Löslichkeitsbilder binärer Gemische.- II, 7.15 Zustandsbilder ternärer Systeme.- Übungsaufgaben zu II, 7.- Literatur zu II, 7.- III. Elektrochemie.- III, 1 Elektrolytgleichgewichte.- III, 1.1 Geschichtliches über die Elektrolyse.- III, 1.2 Bestimmung des elektrolytischen Dissoziationsgrades durch Gleichgewichtsmessungen.- III, 1.3 Anwendung des MWG auf die Dissoziation eines gelösten Elektrolyten.- III, 1.4 Wechselseitige Beeinflussung mehrerer Dissoziationsgleichgewichte.- III, 1.5 Gleichgewichte von Elektrolytlösungen mit Nachbarphasen.- III, 1.6 Die Ionendissoziation des Wassers.- III, 1.7 Hydrolyse.- III, 1.8 Pufferlösungen.- III, 1.9 Titrationskurven.- III, 1.10 Amphotere Elektrolyte.- III, 1.11 Einfluß der elektrischen Ionenkräfte auf die Elektrolytgleichgewichte.- III, 1.12 Die Stärke eines Elektrolyten als Funktion seiner Konstitution und der Lösungsmitteleigenschaften.- III, 1.13 Theorie der Elektrolyte.- III, 1.14 Thermodynamik der starken Elektrolyte.- Übungsaufgaben zu III, 1.- Literatur zu III, 1.- III, 2 Elektromotorische Kräfte.- III, 2.1 EMK und Reaktionsarbeit.- III, 2.2 Temperaturabhängigkeit der EMK.- III, 2.3 Konzentrations- und Druckabhängigkeit der EMK.- III, 2.4 Konzentrationsketten „ohne Überführung“.- III, 2.5 Konzentrationsketten „mit Überführung“.- III, 2.6 Amalgamketten.- III, 2.7 Potentialsprünge an Grenzflächen.- III, 2.8 Elektrodenpotentiale.- III, 2.9 Spannungsreihe.- III, 2.10 Elektroden zweiter Art.- III, 2.11 Redox-Elektroden.- III, 2.12 Technisch wichtige Elemente.- Übungsaufgaben zu III, 2.- Literatur zu III, 2.- III, 3 Elektrolyse.- III, 3.1 Zersetzungsspannung.- III, 3.2 Anwendungsbeispiele.- Literatur zu III, 3.- III, 4 Leitfähigkeit und Ionenwanderung.- III,4.1 Elektronen- und Ionenleitung.- III, 4.2 Das Überführungsverhältnis der Ionen.- III, 4.3 Widerstand und spezifische Leitfähigkeit der Elektrolyte.- III, 4.4 Die Äquivalent-Leitfähigkeit.- III, 4.5 Die Ursachen der Konzentrationsabhängigkeit des Äquivalent-Leitvermögens.- III, 4.6 Das Gesetz der unabhängigen Ionenwanderung.- III, 4.7 Weitere Methoden zur Messung der Ionenleitfähigkeit.- III, 4.8 Gesetzmäßigkeiten der Ionenleitfähigkeit.- III, 4.9 Leitfähigkeit von niehtwäßrigen Lösungen und Salzschmelzen.- III, 4.10 Elektrophoretischer Effekt.- III, 4.11 Der Relaxationseffekt.- III, 4.12 Relaxationsfeld.- III, 4.13 Diffusion von Elektrolyten; Diffusionspotential.- III, 4.14 Elektrophorese und Elektroosmose.- III, 4.15 Ionenwanderung in festen Elektrolyten.- III, 4.16 Fehlordnung von Kristallen.- III, 4.17 Elektronen- und Ionenleitung in Halbleitern.- Übungsaufgaben zu III, 4.- Literatur zu III, 4.- III, 5 Hemmungserscheinungen bei Elektrodenvorgängen.- III, 5.1 Konzentrationspolarisation.- III, 5.2 Überspannung.- III, 5.3 Passivität.- Literatur zu III, 5.- IV. Chemische Kinetik.- IV, 1 Reaktionsablauf in homogenen Systemen.- IV, 1.1 Allgemeines über die Geschwindigkeit homogener Reaktionen.- IV, 1.2 Reaktionen erster Ordnung.- IV, 1.3 Reaktionen höherer Ordnung.- IV, 1.4 Unvollständig verlaufende Reaktionen.- IV, 1.5 Die Temperaturabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit.- IV, 1.6 Die Aktivierungsenergie.- IV, 1.7 Absolutberechnung von Reaktionsgeschwindigkeiten.- IV, 1.8 Anwendung auf Gasreaktionen.- IV, 1.9 Anwendung auf Lösungsreaktionen.- IV, 1.10 Anwendung auf 1-molekulare Reaktionen.- IV, 1.11 Beispiele unimolekularer Reaktionen. Der Zerfall des N2O5.- IV, 1.12 Kettenreaktionen.- IV, 1.13 Explosionen.- IV, 1.14 Kettenabbruch und Explosionsgrenzen.- IV, 1.15 Detonationen.- IV, 1.16 Ionenreaktionen.- IV, 1.17 Homogene Katalyse.- IV, 1.18 Säure- und Basenkatalyse.- IV, 1.19 Rückschau und Ausblicke auf das Gebiet der Kinetik von Gasreaktionen.- Übungsaufgaben zu IV, 1.- Literatur zu IV, 1.- IV, 2 Reaktionsablauf in heterogenen Systemen.- IV, 2.1 Keimbildung in Einstoffsystemen.- IV, 2.2 Keimwachstum.- IV, 2.3 Bedeutung der Keimbildung bei Mehrstoffreaktionen.- IV, 2.4 Einfluß der Diffusion bei heterogenen Reaktionen.- IV, 2.5 Diffusion, Brownsche Bewegung.- IV, 2.6 Einige technisch wichtige heterogene Mehrstoffreaktionen.- IV, 2.7 Oberflächen- oder Kontaktkatalyse.- IV, 2.8 Kontaktgifte und -förderer.- IV, 2.9 Reaktionslenkung bei Kontaktkatalysen.- Übungsaufgaben zu IV, 2.- Literatur zu IV, 2.- IV, 3 Photochemie.- IV, 3.1 Das Frequenzgesetz.- IV, 3.2 Gesetze der Lichtabsorption.- IV, 3.3 Photophysikalische Vorgänge.- IV, 3.4 Das photochemische Äquivalenzgesetz.- IV, 3.5 Chemilumineszenz.- IV, 3.6 Photochemische Reaktionsbeschleunigung.- Literatur zu IV, 3.- V. Chemische Kräfte und Aufbau der Materie.- V, l Aufbau der Materie.- V, 1.1 Historisches.- V, 1.2 Atome, Ionen, Elektronen, Atomkerne.- V, 1.3 Isotopie.- V, 1.4 Massendefekt und Packungsanteil.- V, 1.5 Radioaktivität.- V, 1.6 Erzwungene Kernumwandlungen und künstliche Radioaktivität.- V, 1.7 Bau und Energieniveaus der Atomkerne.- Literatur zu V, 1.- V, 2 Die Atomhülle.- V, 2.1 Das Bohrsche Atommodell.- V, 2.2 Röntgenspektren.- V, 2.3 Aufbau der Elektronenschalen und Periodisches System.- V, 2.4 Optische Atomspektren.- V, 2.5 Das Termschema.- V, 2.6 Die Quantenzahlen.- V, 2.7 Das Paulische Prinzip.- V, 2.8 Die resultierenden Impulsmomente der Atome.- V, 2.9 Die Termsymbole der Atome.- V, 2.10 Ionisierungsenergie und Elektronenaffinität.- V, 2.11 Raumerfüllung und Polarisierbarkeit der Atome.- V, 2.12 Permanente magnetische Momente (Paramagnetismus).- V, 2.13 Induzierte magnetische Momente (Diamagnetismus).- V, 2.14 Zusammenhang zwischen den magnetischen Momenten der Elementarteilchen und der magnetischen Suszeptibilität.- V, 2.15 Die Bedeutimg magnetischer Messungen in der Chemie.- V, 2.16 Das Periodische System der Elemente.- Literatur zu V, 2.- V, 3 Die polare Bindung.- V, 3.1 Historisches.- V, 3.2 Polare Bindung und salzartiges Verhalten.- V, 3.3 Die Bildungsenergie von Ionenmolekülen und -kristallen.- V, 3.4 Die Koordinationszahl von Komplexionen und Ionenkristallen.- V, 3.5 Die Gestalt von Ionenmolekülen.- Literatur zu V, 3.- V, 4 Moleküleigenschaften. Die unpolare Bindung.- V, 4.1 Molekülspektren.- V, 4.2 Die inneren Schwingungen der Moleküle.- V, 4.3 Mikrowellenspektren.- V, 4.4 Berechnung von spezifischen Wärmen aus spektroskopischen Daten.- V, 4.5 Die quantenmechanische Deutung der unpolaren Bindung.- V, 4.6 Mehrfache Bindung. Räumliche Verteilung der Valenzelektronen.- V, 4.7 Die koordinative Kovalenz.- V, 4.8 Kristallstruktur unpolarer Verbindungen.- V, 4.9 Gestalt der Moleküle in Lösung und Schmelze; Kautschukelastizität.- V, 4.10 Permanente molekulare elektrische Dipole und ihre Messung.- V, 4.11 Ergebnisse der Dipolforschung.- V, 4.12 Kernmagnetische Resonanz.- V, 4.13 Elektronen-Paramagnetische Resonanz.- Literatur zu V, 4.- V, 5 Die Metallische Bindung.- V, 5.1 Die Elektronentheorie des metallischen Zustands.- V, 5.2 Vergleich der metallischen Bindung und der Kovalenz.- V, 5.3 Intermetallische Mischphase.- V, 5.4 Atombindungen und Ferromagnetismus der Übergangselemente.- Literatur zu V, 5.- V, 6 Zwischenmolekulare Kräfte.- V, 6.1 Inner- und zwischenmolekulare Bindungen.- V, 6.2 Dipolkräfte.- V, 6.3 Sonstige van der Waalssche Kräfte.- V, 6.4 Die Wasserstoff-Bindung.- V, 6.5 Struktur von Eis.- Literatur zu V, 6.- VI. Quantentheorie.- VI, 1 Strahlungsgesetze. Quantentheorie.- VI, 1.1 Kirchhoffscher Satz. Stefan-Boltzmannsches Gesetz.- VI, 1.2 Verwendung der Strahlungsgesetze zu Temperaturmessungen.- VI, 1.3 Wiensches Verschiebungsgesetz. Quantentheorie.- VI, 1.4 Wasserstoffatom nach Bohr.- VI, 2 Grenzen der alten Quantentheorie. Quantenmechanik.- VI, 2.1 Korpuskeln und Wellen. Die Schrödinger-Gleichung.- VI, 2.2 Der harmonische Oszillator in der Wellenmechanik.- VI, 2.3 Wasserstoffatom.- VI, 3 Die Molekülbildung.- Literatur zu VI, 3.- Anhang I.- I, 1 Über die Bedeutung des Logarithmus in physikalischen Formeln.- I, 2 Extensitäts- und Intensitäts-Größen.- I, 3 Statistik und Thermodynamik.- I, 3.1 Verteilungen und Mittelwerte von Verteilungen.- I, 3.2 Maxwell-Boltzmannsches Verteilungsgesetz.- I, 3.3 Statistische Berechnung thermodynamischer Daten.- Literatur zu AI, 3.- Anhang II.- Tabellen.- Anhang III.- Biographische Notizen.- Anhang IV.- Erklärung und Übersetzung von Fachausdrücken.- Namenverzeichnis.