Chemie Schwerpunktfach BMS

Definition: Die allgemeine Chemie befasst sich mit den Eigenschaften der Stoffe, deren Aufbau und den Umwandlungen von Stoffen.
Physikalische Eigenschaften
1. Schmelztemperatur
  1. Siedetemperatur
    1. Aggregatszustand bei Raumtemperatur
      1. Farbe
        Geruch
        Dichte
        Härte
        Glanz
        Leitfähigkeit für Strom, Wärme
        Löslichkeit in einer bestimmten Lösung
        Kristallform
2. Definition: Die chemische Zusammensetzung wird nicht verändert und es entstehen keine neuen Stoffe.
3. Die fünf Stoffklassen
  1. Flüchtige Stoffe: Gase, leicht verdampfende Flüssigkeiten oder weiche, kristalline Festkörper, niedrige Schmelz- und Siedetemperatur, oft Geruch und keine elektrische Leitfähigkeit
    1. Metallische Stoffe: Festkörper(Ausnahme: Quecksilber) mit Oberflächenglanz, undurchsichtig, oft hohe bis sehr hohe Schmelz- und Siedetemperatur(Ausnahme Quecksilber)
      1. Salzartige Stoffe: Im festen Zustand harte, spröde Kristalle, hohe Schmelztemperatur, meist gut wasserlöslich, als wässrige Lösung oder auch als Schmelze elektrisch leitend, nicht aber im festen Zustand
        Diamantartige Stoffe: extrem harte Festkörper, hohe Schmelz- und Siedetemperatur, in keinem Lösungsmittel löslich, keine elektrische Leitfähigkeit
        Hochmolekulare Stoffe: Festkörper, harzartige oder weiche Massen mit einer oft ausgeprägten Neigung zum Fadenziehen beim Erwärmen, kein klarer Schmelzpunkt (Erweichungsbereich), kein Siedepunkt: bei starkem Erhitzen Zersetzung, meist nicht wasserlöslich, keine elektrische Leitfähigkeit
        Styropor, Cellulose, PET, PVC, Nylon, Eiweisse, Fette
        Quarz, Diamant
        Natriumcarbonat, Natriumchlorid und Kaliumpermanganat
      2. Gold, Blei, Quecksilber, Silber, Kupfer, Eisen und Aluminium
    2. Schwefel, Brom, demineralisiertes Wasser, Ethanol
Chemische Eigenschaften
1. Definition: Ein Edukt verwandelt sich in ein Produkt.
  1. Brennbarkeit
    1. Säure-Base-Verhalten
      1. Redoxverhalten
Schmelz- und Siedetemperatur Zusammenhang
1. Zum Schmelzen und zum Verdampfen muß man Energie zuführen, die nur für den Wechsel des Aggregatzustandes verbraucht wird und nicht mit einer Erhöhung der Temperatur verbunden ist. Diese Energie nennt man die Schmelzwärme und die Verdampfungswärme. Z.B. schmilzt Eis beim Erreichen der Schmelztemperatur 0°C nicht gleich auf einmal, sondern es dauert eine Weile, bis alles geschmolzen ist, und dabei muß eine ganz erhebliche Menge weitere Energie zugeführt werden, ohne daß das Wasser wärmer als 0°C wird. Erst wenn alles Eis geschmolzen ist, steigt die Temperatur weiter.
  1. Beim Erreichen der Siedetemperatur 100°C ist es wieder so ähnlich: Das Wasser verdampft nicht augenblicklich, sondern nur nach und nach, wenn man weiter Energie zuführt, ohne daß die Temperatur des Wassers dabei über 100°C steigt.
Volumenkontraktion
Teilchenebene
1. Alle Stoffe bestehen aus kleinsten Teilchen. Die Teilchen unterschiedlicher Stoffe sind in Masse und Größe verschieden. Die Teilchen eines Stoffes sind in Masse und Größe gleich. Die Teilchen sind immer sehr klein.
  1. Zwischen den Teilchen ist leerer Raum. Je nach Aggregatzustand sind die Abstände zwischen den Teilchen verschieden groß.
    1. Die Teilchen der Stoffe befinden sich in ständiger Bewegung. Die Geschwindigkeit der Teilchen ist von der Temperatur abhängig.
      1. Zwischen den kleinsten Teilchen der Stoffe wirken anziehende Kräfte. Diese Anziehungskräfte besitzen nur eine geringe Reichweite.
Chemische Elemente
1. Elementsymbole
  1. Definition: Die Art der Atomsorte kann unterschieden werden und ein einzelnes Atom.
2. Elementarstoffe
  1. Ein Elementarstoff ist ein Reinstoff, dessen kleinste Teilchen nur aus einer einzigen Atomsorte bestehen zB - Gold besteht nur aus der Atomsorte Au
    1. Lässt sich der Stoff nicht durch chemische Reaktion zerlegen, dann ist es ein Elementarstoff.
3. Zweiatomige Moleküle
  1. Wasserstoff: H2
  2. Stickstoff N2
  3. Sauerstoff O2
  4. Fluor F2
  5. Chlor Cl2
  6. Brom Br2
  7. Iod I2
4. Verbindung
  1. Eine Verbindung besteht aus zwei oder mehr Atomsorten
    1. Haben andere Eigenschaften als die Stoffe, aus denen sie bestehen.
5. Atom
  1. Atome sind die kleinsten Bausteine der Stoffe.
6. Typen kleinster Teilchen
  1. Atome
    1. Kommen einzeln oder in Atomgittern angeordnet vor, elektrisch neutral, chemisch nicht zerlegbar.
  2. Moleküle
    1. Verband von zwei oder mehr Atomen, elektrisch neutral, chemisch zerlegbar, wenn es zwei Atomsorten hat
  3. Einatomige Ionen
    1. Aus einem Atom entstanden, abwechslungsweise mit entgegengesetzt geladenen Ionen in Ionengitter angeordnet, elektrisch positiv oder negativ geladen, chemisch nicht teilbar.
  4. Mehratomige Ionen
    1. Aus einem Verband von Atomen entstanden, abwechslungsweise mit entgegengesetzt geladenen Ionen in Ionengitter angeordnet, elektrisch positiv oder negativ geladen, chemisch teilbar.
Bestandteile der Luft
Allgemeinwissen Chemie
1. Welcher Elementarstoff macht 94% der Masse des Universums aus?
  1. Wasserstoff H2
2. Welche Metalle kommen nur in Verbindungen vor?
  1. Alle Edelmetalle: Gold, Silber, Platin, Iridium, Palladium
3. Stöchemetrischer Faktor, Index(Indices), Symbol-Formel und Elementsymbol
4. Allgemeinwissen Stoffe
5. Elektrolyse
  1. Mithilfe von Strom teilt man die Molekülverbindungen auf in ihre Elementarstoffe.
Einteilung der Materie
1. Reinstoffe
  1. Ein Reinstoff besteht aus einer Sorte kleinster Teilchen und lässt sich durch physikalische Trennmethoden nicht weiter zerlegen.
  2. Lässt sich ein Reinstoff durch chemische Reaktion weiter zerlegen, handelt es sich um eine Verbindung.
2. Gemische
  1. Gemische bestehen aus verschiedenen Reinstoffen.
  2. Homogen
    1. Sie bestehen aus einer Phase und sind gleich. Rein optisch verhalten sie sich wie Reinstoffe.
      1. Lösung: Homogen, fest/flüssig, flüssig/gasförmig/flüssig Bsp: Zuckerwasser, Champagner
      2. Legierung: Homogen, fest/fest Bsp: Stahl, Messing, Bronze
      3. Gasgemische: Homogen, gasförmig/gasförmig Bsp: Atemluft
  3. Heterogen
    1. Sie haben verschiedene Phasen und sehen mit blossem Auge uneinheitlich aus. Sie sind erkennbar als Gemische.
      1. Suspension: Heterogen, fest/flüssig, s/l Bsp: Lehmwasser, Apfelsaft
      2. Emulsion: Heterogen: fest/flüssig, flüssig/flüssig Bsp: Milch, Salatsosse
      3. Nebel: Heterogen, gasförmig/fest, flüssig/gasförmig
      4. Rauch: Heterogen, gasförmig/fest Bsp: Autoabgase
      5. Gemenge: Heterogen, fest/fest Bsp: Granit, Beton
  4. Durch physikalische Trennmethoden zerlegbar.
3. Analyse
  1. Eine Verbindung wird in Elementarstoffen aufgeteilt.
4. Synthese
  1. Bei der Synthese wird aus Elementarstoffen eine Verbindung gemacht.
Physikalische Trennmethoden
1. Sedimentation: Man lässt die Suspension oder die Emulsion stehen und durch die Schwerkraft setzen sich die Feststoffe am Boden ab.
  1. Dekantieren: Nach dem sich alles abgesetzt hat giesst man die überstehende Flüssigkeit vorsichtig ab.
    1. Zentrifugation: Die Stoffe mit der grössten Dichte drücken nach aussen und so trennt man sie.
      1. Filtration: Durch die kleinen Poren im Filter fliesst die Flüssigkeit durch und der Rückstand bleibt über.
        Eindampfen: Durch erhitzen verdampft das Lösungsmittel und der Feststoff bleibt übrig.
        Destillation: Durch die unterschiedlichen Siedetemperaturen können sie in der Destillationsapparatur mit Gegenstromkühler voneinander getrennt werden.
        Dünnschichtchromatografie: Die Löslichkeit und das Laufmittel trennen die verschiedenen Stoffe.
        Extraktion

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