Chemie WS Flashcards
Was ist ein chemisches Element ?
Stoff, der mit chemischen Mitteln in keine einfacheren Stoffe zerlegt werden kann
Was ist eine chemische Verbindung?
Reiner Stoff, der aus mehreren Elementen in einem festgelegten Mengenverhältnis aufgebaut ist
Was ist ein Gemisch ?
Ein Stoff, der aus mehreren Elementen, der in einem nicht festgelegten Mischverhältnis steht.
- > homogene Mischung: einheitlicher Erscheinung
- > heterogene Mischung : besteht aus mehreren Phasen
Was ist eine chemische Lösung ?
Homogenes Gemisch mehrerer reiner Stoffe
Was ist eine Emulsion ?
Heterogenes Gemisch aus zwei Flüssigkeiten
Was ist eine Suspension ?
Heterogenes Gemisch eines flüssigen und eines festen Stoffes
Wie trennt man heterogene Gemische ?
Sortieren, sedimentieren, dekantieren, filtrieren , extraktion
Wie trennt man homogene Gemische ?
Extraktion, Kristallisation, Destillation, Chromatrographie
Welche Gesetzmäßigkeiten gibt es bei chemischen Reaktionen ?
- Gesetz der Erhaltung der Masse
- Gesetz der konstanten Proportionen
- Gesetz der multiplen Proportionen
Was besagt das Gesetz der Erhaltung der Masse ?
Im Verlauf einer chemischen Reaktion wird Masse weder gewonnen noch verloren
Was besagt das Gesetz der konstanten Proportionen ?
Eine Verbindung enthält immer die gleichen Elemente im gleichen Massenverhältnis
Was gesagt das Gesetz der multiplen Proportionen ?
Wenn zwei Elemente A und B mehr als eine Verbindung miteinander eingehen, dann stehen die Massen von A, die sich mit einer bestimmten Menge von B verbinden, in einem ganzzahligen Verhältnis zueinander.
Was besagt die Daltonsche Atomtheorie ?
(1) Elemente bestehen aus extrem kleinen Teilchen, den Atomen. Alle Atome eines Ele- mentes sind gleich. Atome unterschiedlicher Elemente sind verschieden.
(2) Bei chemischen Reaktionen werden Atome miteinander verbunden oder voneinander getrennt. Atome werden (bei chemischen Reaktionen) nicht zerstört, neu gebildet oder ineinander umgewandelt
(3) Eine chemische Verbindung resultiert aus der Verknüpfung der Atome von zwei oder mehr Elementen. Eine gegebene Verbindung enthält immer die gleichen Atomsorten, die in einem festen Verhältnis miteinander verknüpft sind.
Nenne die chemisch relevanten Elementarteilchen
Elektronen
Protonen
Neutronen
Wie kann man Elektronen nachweisen ?
In Kathodenstrahlen ( Ablenkbarkeit in elektrischen und magnetischen Feldern )
Was ist die Ruhemasse eines Elektrons?
9,1096 x 10^-28 g
Was ist die Ladung eines Elektron ?
-1,6022 x 10^-19 C
In welchem Versuch kann man die Ladung der Elektronen bestimmen ? ( Robert Mullikan , 1909 )
Öltröpfchenversuch
Wie entstehen Kationen ?
Durch Entfernen von Elektronen aus Atomen
Was sind Protonen ?
- Kation des Wasserstoff-Atoms = Proton
- Protonen sind Bestandteile aller Atomkerne aller Elemente
- positiv geladenes Elementarteilchen
Was ist die Ruhemasse einen Protons ?
1,6726 x 10^-24 g
Was ist die Ladung eines Protons ?
+1,6022 x 10^-19 C
Was sind Neutronen ?
Neutrale Elementarteilchen mit nennenswerter Masse
Wann wurden Neutronen experimentell nachgewiesen ?
1932 von Chadwick
Was ist die Ruhemasse eines Neutons ?
1,6750 x 10^-24 g
Wie ist ein Atom aufgebaut ?
Atom = Atomkern (Neutronen, Protonen) + Elektronenhülle
Was kann man zu der Masse eines Atoms sagen ?
Fast die gesamte Masse eines Atoms ist in seinem sehr kleinen Kern konzentriert. Das Volu- men bzw. der Radius eines Atoms wird durch seine Elektronenhülle bestimmt (Rutherford- scher Streuversuch).
Wie groß ist ein Atom ?
10^-10m
Wie groß ist der Atomkern ?
10^-15 m
Was ist ein Isotop ?
Atome des gleichem Elements mit unterschiedlicher Neutronenzahl im Kern
Wie ist die Symbolik Eines Elementes im Periodensystem.
Massenzahl (Σ Protonen + Neutronen ) Elementsymbol
Protonenzahl
Was sind Alpha-Strahlen (α) ?
- bestehen aus He -Kernen (He2+), die bei radioaktivem Zerfall emitiert werden (Uran, Radium etc.)
Was sind Beta-Strahlen ?
- bestehen aus hochbeschleunigten Elektronen, die bei radioaktiven Zer-fallsprozessen emitiert werden (14C ist Bestandteil des natürlichen Kohlenstoffs, 3H, 32P)
Was sind Gamma-Strahlen ?
- elektromagnetische Strahlen, die bei Kernzerfällen erzeugt werden (ähneln Röntgenstrahlen, sind aber oft energiereicher)
Was sind Positronen-Strahlen ?
- bestehen aus positiv geladenen Elektronen (Antimaterie!) und werden bei radioaktiven Zerfallsprozessen gebildet
Was sind Neutronen-Strahlen?
- bestehen aus Neutronen, die z. B. in Fissions- oder Wasserstoff- bomben, oder Kernkraftwerken entstehen. Die einzige Strahlung, die effizient bestrahltes Ma- terial radioaktiv machen kann.
Was ist die relative Atommasse ?
Die relative Atommasse gibt an, wieviel mal größer die Masse eines Atoms als der 12. Teil der Masse des Kohlenstoffatoms 12C ist.
Was ist die Avogadrosche Zahl ?
Die Avogadro’sche Zahl NA gibt an, wieviele Atome in genau 12 g des Kohlenstoffatoms 12C
enthalten sind:
NA = 6,02205 x 10^23
Was ist ein Mol ?
1 Mol ist die Stoffmenge, die aus 6,02205 x 10^23 Teilchen besteht
Wann befindet sich das Atom im Grundzustand ( Wasserstoffatom ) ?
Wenn sich das Elektron auf der innersten Bahn aufhält. Energiezufuhr kann es in einen angeregten Zustand überführen.
- Beim Übergang des Elektrons von einem angeregten Zustand in einen energieärmeren Zustand wird die freiwerdende Energie in Form eines Lichtquants abgegeben ⇒ Atomspektren.
Nenne den Schalenaufbau eines Atoms
K-Schale L-Schale M-Schale N-Schale O-Schale P-Schale
n=1 n =2 n=3 n=4 n =5 n=6
2 Elektronen 8 Elektronen 18 Elektronen 32 Elektronen usw.
s-, p-Unterschalen
s-, p-, d-Unterschalen
s-, p-, d-, f-Unterschalen
…
Was ist ein Orbital ?
Wellenfunktion eines Elektrons in einem Atom
Durch Quantenzahl n,l,m charackterisiert
Zu jedem orbital gehört definierter Energiezustand und definierte Verteilung der Ladungsdichte. Maximal 2 Elektronen in entgegengesetzten Spin können das gleiche Orbital besetzen.
Was sind Quantenzahlen ?
Zur Beschreibung von Auenthaltsbereichen von Elektronen und die sie begrenzenden Knotenflächen 4 Quantenzahlen: Hauptquantenzahl n Nebenquantenzahl l Magnetquantenzahl m Spinquantenzahl s
Was muss man bei der Besetzung von Orbitalen beachten ?
- die Besetzung von Orbitalen erfolgt in der Reihenfolge der Orbitalenergien (von innen nach außen)
- ein Orbital kann maximal 2 Elektronen aufnehmen
- energetisch gleichartige Orbitale werden zunächst einfach besetzt (mit parallelem Spin)
Wie ist die Reihenfolge der Besetzung der Orbitale ?
1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p
Welche Eigenschaften der Elemente kann man aus dem Periodensystem ablesen ?
Atomradien
Elektronegativität
Metallcharakter
Was kann man zu den Atomradien im Periodensystem sagen ?
Nehmen mit steigender Hauptguppe zu -> Zunahme der Schalen
Nehmen mit steigender Periode ab -> steigende Kernladungszahl
Was kann man zur Elektronegativität im Periodensystem sagen ?
Nimmt mit steigender Hauptgruppe ab
Nimmt mit steigender Periode zu
Was ist das elektronegativiste Element?
9 Fluor
2te Hauptgruppe
7te Periode
Was kann man zum Metallcharakter im Periodensystem sagen ?
Nimmt mit steigender Hauptgruppe zu
Nimmt mit steigender Periode ab
Was ist an Wasserstoff so besonders ?
- einziges Element der I. Hauptgruppe, das kein Metall ist
- häufigstes Element im Universum
- Vorkommen: als zweiatomiges Gas
- Reaktionen: „Knallgasreaktionen“
Nenne 6 wichtige Edelgase !
8. Hauptgruppe Helium He Neon Ne Argon Ar Krypton Kr Xenon Xe Radon Rn
Was sind Eigenschaften der Edelgase ?
Geschmacklos Geruchlos Einatomig Sehr Reaktionsfähig In unpolaren Lösungsmitteln löslich Verbindungen nur mit reaktivsten Elementer (Fluor, Sauerstoff) möglich
Nenne 5 wichtige Halogene !
VII Hauptgruppe 9 Fluor F2 17 Chlor Cl2 35 Brom Br2 53 Iod I2 85 Astat At2
Nenne wichtige Eigenschaften der Elemente der VII Hauptgruppe
Halogene = Salzbildner Reaktivste Elektronegativste Elemente des PSE Zweiatomige Gase -> stabile 8er Schale Kommen in Natur nicht frei vor Oxidierende Wirkung nimmt von Fluor zu Iod ab
Wie nennt man die Elemente der VI Hauptgruppe?
Chalcogene
Nenne wichtige Chalcogene !
VI Hauptgruppe O2 Sauerstoff S Schwefel Se Selen Te Tellur Po Polonium
Nenne wichtige Elemente der V Hauptgruppe!
N2 Stickstoff P Phosphor As Arsen Sb Antimon Bi Bismuth
Welche Eigenschaften haben sie Elemente der V Hauptgruppe?
- metallischer Charakter der Elemente nimmt nach unten zu (N, P: Nichtmetalle, As, Sb: Halbmetalle, Bi: Metall)
- es fehlen 3 Elektronen zur Edelgasschale (N3–, Nitride, oder P3-, Phosphide, Ionen), bei schwereren Elementen bevorzugte Abgabe von Elektronen (E3+- bzw. E5+-Ionen), meist werden kovalente Bindungen ausgebildet
Nenne 3 wichtige Stickstoffverbindungen!
Ammoniak, NH3
Distickstoffmonoxid, Lachgas,N2O
Salpetersäure, HNO3, und Nitrate
Nenne wichtige Elemente der IV Hauptgruppe!
C Kohlenstoff So Silizium Ge Germanium Sn Zinn Pb Blei
Nenne wichtige Eigenschaften der Elemente der IV Hauptgruppe!
- deutliche Zunahme des metallischen Charakters bei den schwereren Elementen (C: Nichtmetall, Si: Nichtmetall/Halbmetall, Ge: Halbmetall, Sn, Pb: Metalle)
- Elektronegativitäten nicht sehr hoch
- Ionisierungsenergien sind sehr hoch
- meist kovalente Bindungen
Nenne wichtige Elemente der III Hauptgruppe!
B Bor Al Aluminium Ga Gallium In Indium Tl Thallium
Nenne wichtige Elemente der II Hauptgruppe!
Be Beryllium Mg Magnesium Ca Calcium Sr Strontium Ba Barium Ra Radium(nur radioaktiv)
Nenne wichtige Eigenschaften der II Hauptgruppe!
- ausschließlich Metalle
- alle Elemente haben geringe Elektonegativität
- bilden E2+-Kationen
- tendieren zu typischen Ionenbindungen (CaF2, CaCl2)
Nenne wichtige Elemente der I Hauptgruppe!
Li Lithium Na Natrium K Kalium Rb Rubidium Cs Cäsium Fr Franzium (nur radioaktiv)
Nenne wichtige Eigenschaften der I Hauptgruppe!
- stark elektropositive Metalle
- bevorzugte Bildung von E+-Kationen
- Ausbildung von Ionenverbindungen
- Natrium- und Kalium-Ionen besitzen biologische Bedeutung bei der Aufrechterhaltung des osmotischen Druckes und bei der Reizleitung in Nervenzellen
Nenne wichtige Eigenschaften der III Hauptgruppe!
- keines der Elemente bildet einfache Anionen
- häufigster Oxidationszustand: E3+
- Bor liegt immer kovalent gebunden vor, andere Elemente können kovalente oder Ionenbindungen eingehen
- Gallium, Indium und Thallium können in der Oxidationsstufe “+1” auftreten (s2-Konfiguration)
Nenne biologisch wichtige Nebengruppenelemente !
Eisen (Fe), Zink (Zn), Cobalt (Co), Kupfer (Cu), Molybdän (Mo) und Mangan (Mn)
Was kann man zu den Nebengruppenelementen sagen ?
- alle Nebengruppenelemente sind Metalle
- bei den Nebengruppenelementen werden innere Elektronenschalen aufgefüllt, d.h. keine Zunahme des Atomradius
- die biologische Wirkung von Nebengruppenelementen hängt oft damit zusammen, dass sie in Zentren von Enzymen (Biokatalysatoren) stehen
- Oft werden nur ganz geringe Mengen (aber unbedingt) benötigt ⇒ essentielle Spurenelemente
Was ist eine kovalente Bindung ?
- In Molekülen werden Atome durch kovalente Bindungen zusammengehalten
- Eine kovalente Einfachbindung besteht aus einem Paar von Elektronen, das zwei Atomen gemeinsam gehört (Überlappung von Atomorbitalen → Molekülorbital)
- Die Elektronen in kovalenten Bindungen gleichartiger Atome (H2, Cl2 etc.) gehören beiden Bindungspartneren gleichermaßen
- Bei unterschiedlichen Elektronegativitäten der Bindungspartner (HBr, HCl) ist die Bindung polarisiert (d. h. das gemeinsame Elektronenpaar hat eine höhere Aufenthaltswahrscheinlichkeit beim elektronegativeren Bindungspartner). Bei unsymmetrischen Molekülen entstehen dann Dipolmomente (z. B. HCl, H2O)
- Kovalente Bindungen sind gerichtete Bindungen
Welche Regeln gibt es beim aufstellen der Valenzstrichformeln ?
- Das Molekül strebt die niedrigste Gesamtenergie an
- Beim Entstehen einer Bindung bilden normalerweise zwei Elektronen ein Paar (Pauli-Prinzip)
- In der Valenzstrichformel sind Bindungselektronenpaare und einsame Elektronenpaare möglichst so zu verteilen, daß für jedes Atom ein Oktett resultiert (Oktettregel)
- Bei Elementen, denen d-Orbitale zur Verfügung stehen, kann die Valenzschale über das Oktett hinaus erweitert werden
- Doppel- und Dreifachbindungen kommen fast ausschließlich bei Elementen der ersten Achterperiode (kleine Atomradien) vor (Doppelbindungsregel)
- Die Formalladungen werden durch Vergleich der nach der Valenzstrichformel jedem Atom zukommenden Elektronen mit den im freien Atom vorkommenden Valenzelektronen ermittelt
Was besagen die Gillespie-Nyholm- Regeln ?
- In der Valenzschale eines Atoms ordnet sich eine gegebene Zahl von Elektronen bevorzugt so an, daß ihr gegenseitiger Abstand am größten wird
- Ein nichtbindendes Elektronenpaar beansprucht mehr Platz auf der Oberfläche eines Atoms als ein bindendes
- Die Raumfüllung eines bindenden Elektronenpaares nimmt mit steigender Elektronegativität des Bindungspartners ab
- Die beiden Elektronenpaare einer Doppelbindung (oder die drei Paare einer Dreifachbindung) beanspruchen mehr Platz als das eine Elektronenpaar einer Einfachbindung
Welche geometrischen Formen können Bindungen annehmen ?
Tetraedrisch
Trigonal-pyramidial
Gewinkelt
Was sind Ionen ?
- Teilchen (ein- oder mehratomig), die eine elektrische Ladung besitzen
Was ist eine Ionenbindung ?
- Eine durch Ionenbindung aufgebaute Verbindung besteht aus zahlreichen Anionen und Kationen, die zu einem Ionenkristall geordnet sind.
- Die elektrostatische Anziehung zwischen den entgegengesetzt geladenen Ionen hält den Kristall zusammen.
- Es treten ungerichtete Wechselwirkungen auf.
- Ein Anion ist immer von Kationen umgeben und umgekehrt (kein Anion gehört zu einem bestimmten Kation und umgekehrt).
- Makroskopisch sind Ionenverbindungen so aufgebaut, daß die Anziehungskräfte zwischen entgegengesetzt geladenen Teilchen einen Höchstwert erreichen und die Abstoßungskräfte zwischen gleichartig geladenen Teilchen minimiert werden.
Was kann man zu den Gittertypen der Ionenbindungen sagen ?
- Voraussetzung: niedrigste Energie wird angestrebt
- Dieser Zustand wird erreicht, wenn die größte Anzahl entgegengesetzt geladener Ionen sich berühren, ohne dass Ionen gleicher Ladung zusammengedrückt werden.
- Aus den unterschiedlichen Radienverhältnisse der Ionen ergeben sich: Koordinationszahl, Koordinationspolyeder und Gittertyp.
- Welcher Gittertyp gebildet wird, hängt von der Größe und Ladung der beteiligten Ionen ab.
Welche Eigenschaften haben Ionenbindungen?
- Im festen Zustand sehr geringe elektrische Leitfähigkeit, in geschmolzenem Zustand leiten sie die Elektrizität oft gut
- im allgemeinen hohe Schmelz- und Siedepunkte
- Ionenbindungen sind nicht gerichtet.
- Die Verbindungen sind oft hart und spröde.
- oft in polaren Lösungsmitteln mit hoher Dielektrizitätskonstante löslich
Was kann man zu Ionenbindungen sagen ?
- zwischen Ionen-> ordnen sich in Gitter
- Elektronendichte zwischen den Ionen sinkt auf Null (vollständiger Übergang der Elektro-nen auf den Bindungspartner)
- Ionenverbindungen: hart, spröde, nur in polaren Lösungsmitteln löslich, Schmelzen leiten den elektrischen Strom
- ungerichtete Wechselwirkungen
- Gitterenergien bis ca. 1000 kJ/mol
Was kann man zu Kovalenten Bindungen sagen ?
- in Molekülen
- Überlappen der Atomorbitale -> Molekülorbital
- Elektronen gehören beiden Bindungspartnern
- merkliche Elektronendichte zwischen den Atomen
- gerichtete Wechselwirkungen
- 100-1000 kJ/mol
Was kann man zu Metallbindungen sagen ?
- alle Atome geben ihre Valenzelektronen ab -> positive, ortsgebundene Atomrümpfe bleiben zurück
- Elektronen bewegen sich im Gitter frei umher
- ungerichtete Bindungskräfte
- meßbare Elektronendichte zwischen den Gitterbausteinen
- Eigenschaften: dehnbar, schmiedbar, metallischer Glanz
Was kann man zu Dipol-Dipol- Bindungen sagen ?
- Zwischenmolekular
- zwischen mehreren Molekülen mit Dipol
- jeder Dipol pos und neg Ladungsschwerpunkt -> Dipole ziehen sich an
- lineare, permanente Wechselwirkungen
- stärkster Dipol Wasserstoffbrückenbindungen
Was kann man zu Van-der-Waals- Kräften sagen?
- schwache Wechselwirkungen zwischen valenzmäßig abgesättigten Bindungspartnern ( nur momentane, induzierte Dipole -> nicht dauerhaft -> durch Elektronenbewegung im Atom und den daraus entstehenden Abstoßungen derer des anderen Atoms )
- bis 5 kJ mol-1
- Eigenschaften von Stoffen, die nur über van-der-Waals-Kräfte intermolekular binden:
weich, niedriger Schmelzpunkt, löslich in polaren und unpolaren Lösungsmitteln
Was sind reversible Prozesse ?
Reaktionen die unter geeigneten Bedingungen umkehrbar sind
Wann befindet sich ein System im Gleichgewicht?
Wenn es äußerlich zum Stillstand kommt, obwohl noch nicht alle Edukte verbraucht sind .
Wie ist die atomare Masseeinheit u definiert ?
Eine atomare Masseneinheit u ist definiert als 1/12 der Masse des Kohlenstoffisotops 12C.
Wie berechnet man die relative Atommasse ?
M= m/n
In g/mol
Was ist die Avogadro-Konstante ?
1 Mol ist die Stoffmenge, die 6,023 x 10^23 Teilchen
Was is die Stoffmengenkonzentration ?
Angabe der Konzentrationen eines Stoffes in einem bestimmten Volumen einer Lösung in mol/l
c=n/ V
Was ist die Massenkonzentration ?
Angabe der Konzentrationen eines Stoffes in einem bestimmten Volumen einer Lösung in kg/l (oder abgeleitete Einheiten).
ß=m/V
Wie berechnet sich der Massenanteil ?
w( Stoff) = m(Stoff) / m( Gemisch)
Nenne 3 Regeln zum aufstellen vonReaktionsgleichungen !
- Chemische Umsetzungen zwischen Stoffen erfolgen immer in bestimmten Stoffmengen-
verhältnissen - Die Summe der Stoffmengen auf beiden Seiten des Reaktionspfeiles müssen gleich sein
(Erhaltung der Masse) - Die Summe der Ladungen auf beiden Seiten des Reaktionspfeiles müssen gleich sein (Er-
haltung der Ladung)
Für was gilt das Massenwirkungsgesetz ?
Gilt allgemein für beliebig mehrstufige Reaktionen, sofern sie reversibel sind
Was kann man zu der Gleichgewichtskonstenten bei komplexen Reaktionen sagen ?
Ist die Gesamtreaktion reversibel, müssen auch die Einzelreaktionen reversibel sein (die Gleichgewichtskonstante der Gesamtreaktion ergibt sich aus dem Produkt der Einzelkon- stanten).
Wie funktioniert das Prinzip von Le Chatelier ?
Ein im Gleichgewicht befindliches System weicht einem äußeren Zwang aus, und es stellt sich ein neues Gleichgewicht ein. Jede Änderung von Reaktionsbedingungen ist ein solcher Zwang.
- Konzentrationsänderungen
- Druckänderungen ( bei Gasreaktionen)
- Temperaturänderungen
Nenne Zwänge denen Reaktionen ausgesetzt sind !
- Konzentrationsänderungen
- Druckänderungen ( bei Gasreaktionen)
- Temperaturänderungen
Wie wirken Katalysatoren?
- Katalysatoren haben keinerlei Einfluß auf die Gleichgewichtslage.
- Katalysatoren führen nur zu einer schnelleren Einstellung des Gleichgewichts. Sie begünstigen Hin- und Rückreaktion gleichermaßen.
Was ist eine Oxidation?
Prozeß, bei dem einem Atom Elektronen entzogen werden
Reaktion, bei der die Oxidationzahl eines Atoms erhöht wird
Was ist eine Reduktion?
Prozeß, bei dem einem Atom Elektronen zugeführt werden
Reaktion, bei der die Oxidationszahl eines Atoms erniedrigt wird
Was ist ein Oxidationsmittel?
Substanz, die dem Reaktionspartner Elektronen entzieht und damit selbst reduziert wird
Was ist ein Reduktionsmittel ?
Substanz, die an den Reaktionspartner Elektronen abgibt und damit selbst oxidiert wird.
Woran erkennt man eine Redoxreaktion ?
An der Änderung der Oxidationszahlen der einzelnen Stoffe
Welche Regeln gibt es bei der Aufstellung von Oxidationszahlen ?
- Ein einzelnes Atom oder ein Atom in einem Element hat die Oxidationszahl Null.
- Die Oxidationszahl eines einatomigen Ions ist identisch mit seiner Ionenladung.
- Die Summe der Oxidationszahlen in einem Molekül ist Null. Die Summe der
Oxidationszahlen in einem Ion entspricht der Ionenladung. - Fluor hat in allen Verbindungen die Oxidationszahl –I.
- Sauerstoff hat meistens die Oxidationszahl –II.
Ausnahme: Peroxid–Ion: O22- je Sauerstoff-Atom –I Ausnahme: Hyperoxid-Ion: O2- je Sauerstoff-Atom 1/2
Ausnahme: OF2 : Sauerstoff +II - Wasserstoff hat in Verbindungen mit Nichtmetallen die Oxidationszahl +I. In Me- tallhydriden hat Wasserstoff die Oxidationszahl –I. (z.B. LiH oder MgH2).
- In Verbindungen von Nichtmetallen ist die Oxidationszahl des elektronegativeren Elements negativ und entspricht der Ionenladung, die für Ionenverbindungen dieses Elements gilt (z.B. PCl3: Cl –I).
Was ist eine Disproportionierung ?
Redoxreaktionen, bei der ein Element gleichzeitig oxidiert und reduziert wird und aus einem Stoff (Element oder Verbindung) zwei Produkte mit dem Element in verschiedenen Oxidati- onszahlen entstehen
Was ist eine Komproportionierung?
Redoxreaktionen, bei der zwei Verbindungen eines Elementes in verschiedenen Oxidationszahlen miteinander reagieren und in deren Ergebnis dieses Element eine einheitliche Oxidati- onszahl erhält
Was ist ein Elektrisches Potential ?
Spannung (Druck, mit dem Elektronen durch einen elektrischen Leiter „gedrückt“ werden)
Maßeinheit V (Volt)
Welche Maßeinheit hat die elektrische Ladung ?
Maßeinheit C (Coulomb)
Was ist die Stromstärke?
Maßeinheit A (Ampere); entspricht dem elektrischen Fluß von 1 C pro Sekunde
Was ist ein elektrischer Widerstand ?
setzt sich dem Stromfluß entgegen (Folge von Schwin- gungen der Metallionen ⇒ Temperaturabhängigkeit) Maßeinheit Ω (Ohm) 1 Ω = 1 V/A
Was ist die Leitfähigkeit?
Kehrwert des Widerstandes, Maßeinheit S (Siemens)
Wie hängen die einzelnen Maßeinheiten der Elektochemie zusammen ?
1 A = 1 C/s
1 Ω = 1 V/A
1 J = 1 V C
1 S = 1 / Ω
Wie fließen die Elektronen bei der Elektrolyse ?
• von Spannungsquelle in die Kathode „gepumpt“
• werden von Na+ -Ionen übernommen, die von der Kathode angezogen werden
• Cl–Anionen bewegen sich in gleichen Mengen zur Anode und geben dort Elektronen ab,
die von der Spannungsquelle abgezogen werden.
• Die Elektrolytflüssigkeit bleibt stets neutral.
Was ist die Anode ?
Der Pluspol bei der Elektrolyse
Minuspol bei der Galvanischen Zelle
Was ist die Kathode ?
Der Minuspol bei der Elektrolyse
Pluspol bei der galvanischen Zelle
Was passiert bei der Elektrolyse in wässrigen Lösungen ?
Beispiel: Elektrolyse wässriger Na2SO4-Lösung
• Na+ - Ionen wandern zur Kathode.
• SO4 2- - Ionen wandern zur Anode.
• Dort werden aber H+ - und OH- - Ionen entladen, die aus der
Eigendissoziation des Wassers vorliegen.
• Es entstehen H2 (an der Kathode) und O2 (an der Anode).
Was ist eine Galvanische Zelle ?
Eine Elektrolysezelle, die als elektrische Stromquelle dient, wird galvanische Zelle genannt.
Wie funktioniert eine Galvanische Zelle ?
• linke Halbzelle: Zinkelektrode in ZnSO4-Lösung
• rechte Halbzelle: Kupferelektrode in CuSO4-Lösung
• Verbindung zwischen beiden Halbzellen: poröse Wand,
die Ionen durchläßt, aber eine Vermischung der Lösungen
verhindert
• beobachteter Effekt: beim Verbinden der beiden Halbzel-
len mit einem Draht fließt elektrischer Strom von der Zink- zur Kupferelektrode
Wie berechnet man EMK in einem Galvanischen Element berechnet ?
E (Kathode) + (-E(Anode)) = EMK
Was ist der Zusammenhang zwischen dem EMK und einer Redoxreaktion ?
• Eine Redoxreaktion läuft nur ab, wenn die EMK zwischen den Reaktionspartnern positiv; d.h. das Normalpotential, das zum Oxidationsmittel gehört, muß positiver sein als das, das zum Reduktionsmittel gehört.
• Beispiel:
Eine Säure der H+-Ionen-Aktivität 1 (Normalpotential 0,00 V) kann nur solche Metalle oxidieren, deren Normalpotential negativ ist.
