Chemisches Rechnen und Stöchiometrie für Dummies

Produktbeschreibung

Stöchiometrie, Stoffmengen und Konzentrationsangaben, Massen und Ausbeuten, Redox-Potentiale, pH-Werte: Gelegentlich müssen Sie in der Chemie auch rechnen. Derlei Berechnungen sind wirklich einfach und einleuchtend, wenn Sie erst einmal wissen, welche Formel(n) Sie wann verwenden müssen ? und warum eigentlich. Genau das gilt es zu üben, und dabei hilft Ihnen dieses Buch: Die jeweils notwendigen Formeln werden vorgestellt, Sie erfahren, worum es dabei eigentlich geht, und jeder einzelne Rechenschritt wird nachvollziehbar und an realitätsnahen Beispielen aufbereitet. Die üblichen Fallstricke (und wie Sie diese vermeiden) werden ebenso ein Thema sein wie der Umgang mit tabellierten Werten ? und was diese eigentlich aussagen. 

Inhaltsverzeichnis

Einführung 17

Törichte Annahmen über den Leser 18

Wie Sie dieses Buch einsetzen 20

Symbole in diesem Buch 21

Wie es weitergeht 22

Teil I: Allgemeines 23

Kapitel 1 Größen und Einheiten 25

Das soll der Standard sein: Grundgrößen 25

Von den Grundgrößen leiten sich alle Größen ab 28

Das soll der Standard sein: Was ist denn schon 'normal'? 29

Vorsilben bestimmen die Größenordnung 29

Die wissenschaftliche Notation 30

SI-Präfixe 30

Signifikant muss es schon sein 32

Signifikante Ziffern und Einheiten 33

'Signifikante Ziffern' heißt nicht 'Stellen hinter dem Komma'! 35

Umrechnung von Masse in Stoffmenge und umgekehrt - tägliches Brot für den
Chemiker 39

Was genau ist denn ein Mol? 39

Rechnen mit dem Mol - und mit molaren Massen 41

Konzentration & Co im Labor-Alltag 45

Die Formelschreibweise 48

Damit müssen Sie rechnen 49

Dreisatz 50

Potenzen 51

Logarithmus 52

pq-Formel 54

Kapitel 2 Eine Frage der Konzentration 55

Was ist drin? - Gehaltsangaben 55

Konzentrationsangaben 56

Anteilsangaben 60

Verhältnisangaben 68

Molalität 70

Elementaranalyse - und dann? - Ermitteln empirischer Formeln 72

Teil II: Reaktionen 77

Kapitel 3 Stöchiometrie 79

Wie stellt man eine Reaktionsgleichung auf? 81

Tipps zur Vorgehensweise 82

Massenbilanzen 85

Wie viel kommt dabei heraus? - Ausbeuteberechnung 88

Stöchiometrie - verschiedene Arten von Reaktionsgleichungen 94

Kapitel 4 Kinetik chemischer Reaktionen 97

Was ist ein Geschwindigkeitsgesetz? 98

Wie löst man die Geschwindigkeitsgleichungen? 104

Reaktionsordnung n und Geschwindigkeitskonstante k müssen ermittelt werden 107

... und das ist noch nicht alles 108

Kapitel 5 Chemische Gleichgewichte 109

Dynamische Gleichgewichte 109

Das Massenwirkungsgesetz 112

Und jetzt mit 'richtigen' Reaktionen! 114

Die Bedeutung von Gleichgewichtskonstanten 115

Zur Berechnung von Gleichgewichtskonstanten 116

Das Prinzip von LE CHATELIER 120

Einfluss der Konzentration 121

Welchen Einfluss hat die Temperatur? 124

Auch der Druck kann sich auswirken 126

Konzentration und Aktivität 128

Komplexe Angelegenheiten 129

Löslichkeit und das Löslichkeitsprodukt 131

Ungesättigte Lösungen und das Ionenprodukt (IP) 133

AB-Salze, AB2-Salze und so weiter 136

KL- und pKL-Werte 139

Kapitel 6 pH-Wert und Co 143

Der pH-Wert und das Wasser 144

Starke Säure, schwache Säure - und das Gleiche für Basen 147

pH-Wert-Berechnungen 152

Starke Säuren/Basen 152

Schwache Säuren/Basen 154

Mittelstarke Säuren/Basen 156

Ampholyte 160

Titrationen 161

Puffersysteme 168

HENDERSON-HASSELBALCH-Gleichung 169

Kapitel 7 Redox-Reaktionen 175

Wie stellt man eine Redox-Reaktion auf? 176

Und wie bestimmt man Oxidationszahlen jetzt? 177

Redox im wässrigen Medium 182

Zwei nur auf den ersten Blick besondere Fälle 189

Neu! Jetzt wasserfrei! 193

Kapitel 8 Elektrochemie 205

Elektrochemie 205

Die Spannungsreihe 206

Die NERNST'sche Gleichung 211

Galvanische Zellen 217

Teil III: Chemie Trifft Physik 231

Kapitel 9 Gase 233

Gase stehen unter Druck 234

Gasgesetze für ideale Bedingungen 235

BOYLE-MARIOTTE - komprimierte Energie 235

Volumen und Druck sind am Ende - wie kalt kann es werden? 236

AVOGADRO - hier werden Teilchen gezählt 237

Das ideale Gasgesetz 238

DALTON - jeder liefert seinen Beitrag 240

Nichts ist ideal - Gesetze für reale Gase 241

Kapitel 10 Hier geht es um Energie 243

Da steckt Energie drin 243

Welche Einheit hat Energie? 245

Was ist ein Elektronenvolt? 246

Energie des Lichts 246

PLANCK entdeckt das Wirkungsquantum 246

Wellenlängen und Chemie 248

Was ist ein Linienspektrum? 249

Kapitel 11 Energie in der Chemie 253

Die Hauptsätze der Thermodynamik 253

Nullter Hauptsatz der Thermodynamik 253

Erster Hauptsatz der Thermodynamik 253

Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik 254

Dritter Hauptsatz der Thermodynamik 254

Thermodynamische Terminologie 254

Innere Energie U 254

Wärme Q 255

Arbeit W 255

Enthalpie H 255

Entropie S 256

Freie Enthalpie oder: GIBBS-Energie 257

Konstante Wärmesummen oder: Der Satz von HESS 259

Der BORN-HABER-Kreisprozess 261

Gitterenergie 261

Teil IV: Der Top-Ten-Teil 265

Kapitel 12 Zehn wichtige Tipps für das chemische Rechnen 267

Lesen Sie die Aufgabenstellung - ganz genau! 267

Formelsprache 268

Explizite und implizite Informationen 268

Dimensionsanalyse - stimmt die Einheit? 270

Plausibilitätsanalyse - kann das hinkommen? 270

Der gute, alte Dreisatz 271

Lernen Sie Ihren Taschenrechner kennen! 271

Möglichst viele Stellen hinter dem Komma oder doch lieber auf signifikante
Ziffern achten? 271

Der vielleicht wichtigste Rat: Nichts überstürzen! 272

Wenn die Zeit knapp wird 272

Stichwortverzeichnis 273 

Autoreninfo

Stefanie Ortanderl studierte in Hamburg Chemie und promovierte in Paderborn. Seit 1999 ist sie Professorin für Allgemeine und Technische Chemie an der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg.
Ulf Ritgen studierte in Bonn Chemie und promovierte dort auch. Seit 2000 lehrt er unter anderem Allgemeine, Analytische, Anorganische und Organische Chemie an der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg und seit 2008 auch am ZVA Bildungszentrum Dormagen. Gemeinsam haben sie bereits "Chemie das Lehrbuch für Dummies" und das "Chemielexikon kompakt für Dummies" geschrieben.