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YtZ DmbC
presents
Chemistry
- Déjà-vu
Chemistry
- Déjà-vu
Mitwirkende:
Bryan Brocker, Michael Lutz 4tc;
YtZ DuomitbeschränktemComputer
Alle Urheber- und Leistungsschutzrechte vorbehalten. Überspielung,
Tausch oder Vervielfältigung,
öffentliche Vorführungen und
Sendungen oder sonstige
gewerbliche Nutzung oder deren
Duldung sind untersagt und werden
zivil- und strafrechtlich verfolgt.
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Tausch oder Vervielfältigung,
öffentliche Vorführungen und
Sendungen oder sonstige
gewerbliche Nutzung oder deren
Duldung sind untersagt und werden
zivil- und strafrechtlich verfolgt.
Freigegeben ab 5 Jahren gemäss § 7 JÖSchG FSK
Hallo mein Name
ist Stephan.
Ich möchte Ihnen
einen kurzen
Einblick in die
Chemie vermitteln.
Während ich mich
dafür aus den
Ferien nach Hause
begebe, wird mein
Gehilfe Joe Sie ins
Thema einführen.
Gestatten, Joe.
Hier eine Übersicht
über die wichtigsten
Themen.
Trennverfahren
Stöchiometrie
Atommodell
Das PSE
Bindungen
Seit Tagen versuche
ich diese Reaktion
zu starten. Was läuft
da wohl falsch?
Reaktionsablauf
Gasgleichung
Redox
MWG
Säuren + Basen
Und sie
läuft doch!!
Organische Chemie
Kunststoffe
Wirkstoffe
Elektrochemie
Komplexe
Lasst uns
hineingehen.
Trennverfahren
Man unterscheidet
folgende
Trennverfahren:
filtrieren
nutschen
sedimentieren
zentrifugieren
destilieren
extrahieren
chromatografieren
kristallisieren
sublimieren
Trennverfahren
Stöchiometrie
a Cu + b HNO3  c Cu(NO3)2 + d H2O + e NO
Hier hilft nur die
gute alte
Stöchiometrie
und der allseits
beliebte TI-82!
?
Stöchiometrie
Rechnen mit Matrizen:
1. Gl.
2. Gl.
3. Gl.
4. Gl.
Wahl:
1
0
0
0
1
0
1
1
3
0
-1
0
-2
-6
0
0
-2
0
-1
0
0
0
-1
-1
0
0
0
0
0
1
FVXNBVBNM;:MNMN?!?!
3 Cu + 8 HNO3  3 Cu(NO3)2 + 4 H2O + 2 NO
Stöchiometrie
Atommodell
Atombau
Grossteil 'Hohlraum'
elektr. neutral
teilbar
Atom
z.T. radioaktiv
sehr klein
Atombau
Grossteil 'Hohlraum'
elektr. neutral
teilbar
Atom
z.T. radioaktiv
sehr klein
klein
schwer
hart
Atombau
Kern
positiv
p, n
gross
leicht
weich
Hülle
negativ
e
Grossteil 'Hohlraum'
elektr. neutral
Ordnungszahl
teilbar
n(p) = n(e)
Atom
Protonen p
z.T. radioaktiv
Element
sehr klein
Schalen
klein
Aussenelektr.
schwer
Elektronen e
hart
Atombau
n(e) = n(p)
Teile
Kern
positiv
Massenzahl n(p)+n(n)
p, n
neutral
gross
Isotope
leicht
Neutronen n
n = p+e
'Kitt'
weich
Hülle
negativ
e
Das
PSE
Das PSE
Das PSE
Alkalimetalle
Erdalkalimetalle
Das PSE
Alkalimetalle
Erdalkalimetalle
Lanthanide
Actinide
Das PSE
Alkalimetalle
Erdalkalimetalle
Übergangsmetalle
Lanthanide
Actinide
Nichtmetalle
Halbleiter
Metalle
Das PSE
Alkalimetalle
Erdalkalimetalle
Übergangsmetalle
Lanthanide
Actinide
Nichtmetalle
Halbleiter
Metalle
Edelgase
Bindungen
Bindungen
Metalle und Nichtmetalle
EN-Diff.>1.7
Salze
Ionengitter
Niggli-Formel
IB
Edelgascharakate
Aussenelektronen
wasserlöslich
gelöst, geschmolzen Leiter
Nichtmetalle, Halbmetalle
Bindungen
Metalle und Nichtmetalle
EN-Diff.>1.7
Salze
Ionengitter
Niggli-Formel
IB
Edelgascharakate
Aussenelektronen
wasserlöslich
gelöst, geschmolzen Leiter
Nichtmetalle,
Halbmetalle
EN-Diff.<1.7
Bindungen
Aussenelektronen
Symmetrie
Oktettregel
Moleküle
Elektronenstrichformel
räuml. Anordnung
EPB
polar/hydrophil
Dipole
unpolar/lipophil
Isolator
Metalle und Nichtmetalle
EN-Diff.>1.7
Salze
Ionengitter
Niggli-Formel
IB
Edelgascharakate
Aussenelektronen
wasserlöslich
gelöst, geschmolzen Leiter
Nichtmetalle,
Halbmetalle
EN-Diff.<1.7
Metalle, Halbmetalle
Bindungen
EN-Diff.<1.7
Aussenelektronen
Kristalle
Intermetallisch
Symmetrie
Substitution
Oktettregel
Moleküle
Legierungen
Elektronenstrichformel
Einlagerung/Nichtmetalle
räuml. Anordnung
MB
Gemische
EPB
polar/hydrophil
Platierung
Sinterstoffe
Dipole
unpolar/lipophil
Elektr./Wärmeleiter
Isolator
Metalle und Nichtmetalle
EN-Diff.>1.7
alle Atome/immer
Van der Waals Bindung
Salze
sehr schwach
Ionengitter
Niggli-Formel
H mit O, N, F
IB
H-Brückenbindung
Edelgascharakate
polar
Aussenelektronen
freie EP
wasserlöslich
Komplexbindung
gelöst, geschmolzen Leiter
EP-Lücken
Nichtmetalle,
Halbmetalle
EN-Diff.<1.7
Metalle, Halbmetalle
Bindungen
EN-Diff.<1.7
Aussenelektronen
Kristalle
Intermetallisch
Symmetrie
Substitution
Oktettregel
Moleküle
Legierungen
Elektronenstrichformel
Einlagerung/Nichtmetalle
räuml. Anordnung
MB
Gemische
EPB
polar/hydrophil
Platierung
Sinterstoffe
Dipole
unpolar/lipophil
Elektr./Wärmeleiter
Isolator
Reaktionsablauf
Wann läuft eine
chemische Reaktion?
Reaktionsablauf
Wann läuft eine
chemische Reaktion?
Nun, einige erleben das
am eigenen Leib...
Reaktionsablauf
Wann läuft eine
chemische Reaktion?
Reaktionsablauf
Doch jetzt einmal Spass beiseite.
Reaktionsablauf
Der 1. Hauptsatz der Thermodynamik
sagt aus, dass in einem abgeschlossenen System weder Energie erzeugt,
noch vernichtet werden kann.
Sind die Produkte polarer als die
Edukte, dann ist die Reaktion exotherm; es wird heiss, DH < 0
Reaktionsablauf
Der 2. Hauptsatz der Thermodynamik
sagt aus, dass jede Energieänderung
ihre Verluste hat. In einem abgeschlossenen System kann die Entropie nur gleich bleiben, zunehmen,
aber niemals abnehmen.
Reaktionsablauf
Voraussetzungen für eine chem.
Reaktion:
Die Teilchen müssen sich treffen
Je mehr Teilchen vorhanden sind, desto
rascher die Reaktion
Je grösser die Konzentration, desto
rascher die Reaktion
Je höher die Geschwindigkeit
(Temperatur), desto rascher die
Reaktion
Je günstiger die Geometrie, desto
rascher die Reaktion
Reaktionsablauf
Gasgleichung
Die allgemeine Gasgleichung lautet:
p*V = n*R*T
Dazu meint Fritz:
I ha do so mini trickli:
Wenn do mis gält, do i
mim portemonä flüssig
wär, denn wör i ä gas
druss machä, denn het
i nämmli grad öppä
tuuuuusig mohl meh!!
Chaibä guät!
Redox
2 H2I+OII-  2 H20 + O20
Oxidation:
Reduktion:
2 * OII- - 2 * 2e-  2 * O0
2 * HI+ - 2 * 1e-  2 * H0
Das H wird reduziert, das O oxidiert:
Eine Redox-Reaktion.
MWG
In meinem schlauen Buch
nachgeschaut, entdecke ich die
Formel für das Massenwirkungsgesetz, kurz MWG.

c
d
k  C   D
K  
a
b
k  A   B
Säuren
&
Basen
Säuren & Basen
Nahrung
Stoffwechsel
Natur
Vorkommen
Technik
Schadstoffe
sauer
Geschmack
seifig
Säuren & Basen
Nahrung
Stoffwechsel
Natur
Vorkommen
Technik
Schadstoffe
sauer
Geschmack
seifig
Protonenspender
neutralisiert Basen
löst unedle Metalle
Säuren & Basen
Säure
löst Kalk
1-,2-,3-protonig
Reaktion
Protonenfänger
neutralisiert Säuren
Base
löst Eiweisse
1-,2-,3-basig
Sigmoide
Kippeffekt
Neutralisation
cs * Vs = cb * Vb
Nahrung
Stoffwechsel
Natur
Vorkommen
Technik
Schadstoffe
sauer
Geschmack
seifig
Protonenspender
neutralisiert Basen
löst unedle Metalle
Reaktivität
pKs-Wert
Säuren & Basen
Säure
löst Kalk
1-,2-,3-protonig
Stärke
pKb-Wert
pKw=pKs+pKb=14
Reaktion
Protonenfänger
neutralisiert Säuren
Säure+Base->Salz
Name: Metall+Säurerest
starke Säure => schwache
starke Base => schwache
Base
löst Eiweisse
1-,2-,3-basig
Salz
konj. Base
konj. Säure
sauer/basisch
Sigmoide
Kippeffekt
Neutralisation
cs * Vs = cb * Vb
Nahrung
Stoffwechsel
Natur
pH-Wert
Puffer
Kapazität
Vorkommen
schwache Säure/Base
Technik
Schadstoffe
Indikatoren
Farbumschlag 2pH
sauer
c <= 1M
pH=-log(H3O+)
Geschmack
seifig
Lösungen
Protonenspender
neutralisiert Basen
löst unedle Metalle
pH=7:neutral
quadr. Gleichung
Reaktivität
pKs-Wert
Säuren & Basen
Säure
löst Kalk
1-,2-,3-protonig
Stärke
pKb-Wert
pKw=pKs+pKb=14
Reaktion
Protonenfänger
neutralisiert Säuren
Säure+Base->Salz
Name: Metall+Säurerest
starke Säure => schwache
starke Base => schwache
Base
löst Eiweisse
1-,2-,3-basig
Salz
konj. Base
konj. Säure
sauer/basisch
Sigmoide
Kippeffekt
Neutralisation
cs * Vs = cb * Vb
Nomenklatur
Na2SO5
Na2SO4
Na2SO3
Na2SO2
NaS
HClO4
HClO3
HClO2
HClO
HCl
:
:
:
:
:
Perchlorat
Chlorat
Chlorit
Hypochlorit
Chlorid
:
:
:
:
:
Natriumpersulfat
Natriumsulfat
Natriumsulfit
Natriumhyposulfit
Natriumsulfid
Nomenklatur
Vom Namen des Salzes mit Endung ...at ausgehend:
•
•
•
•
1 Sauerstoff mehr
normale Sauerstoffsäure
1 Sauerstoff weniger
2 Sauerstoff weniger
• 1 Wasserstoff
• 2 Wasserstoffe
...perat
...at
...it
...hypo...it
Hydrogen...
Dihydrogen...
Ein Beispielfall von Säuren in
der Natur, welches auch uns
betrifft, liefert das Thema des:
Acid Rain
natürlich pH=5.6
Europa pH=4.1
Phänomene
extreme pH=3.0
Fischsterben
H2SO4
SO2
HNO3
NO2
Ozon
Wolken
Konz.*10!!
Acid Rain
Tropfen, Nebel
natürlich pH=5.6
Europa pH=4.1
Phänomene
extreme pH=3.0
Fischsterben
H2SO4
SO2
HNO3
NO2
Ozon
Wolken
Konz.*10!!
Tropfen, Nebel
Diatomeen
Transport v. NO3(-)
Acid Rain
Boden
Transport v. SO4(2-)
Wasser
Lachsfänge, Norwegen
wird mobil
Aluminium
Wachstum v.
Mikroorganisme
n
Normal 6.5
bei 6 aussterben v. Kleine
Ablauf
5.6 crayfish
natürlich pH=5.6
Europa pH=4.1
Phänomene
extreme pH=3.0
Fischsterben
H2SO4
SO2
HNO3
NO2
Ozon
Wolken
ca. 30%
Konz.*10!!
70-er Jahre
Tropfen, Nebel
Diatomeen
Transport v. NO3(-)
Acid Rain
Al-Freisetzung
Einfluss d. Erde
Mg(2+)
Boden
Nährstoffeauswasch
Transport v. SO4(2-)
Ca (2+)
Wälder
blockiert Spaltöffnung
Einfluss SO2
verhindert Photosynthese
Frostempfindlichkeit
Pilzbefall
Bäume werden geschwächt
Borkenkäfer
Wasser
Lachsfänge, Norwegen
wird mobil
Aluminium
Wachstum v.
Mikroorganisme
n
Normal 6.5
bei 6 aussterben v. Kleine
Ablauf
5.6 crayfish
natürlich pH=5.6
Europa pH=4.1
billig: CaCO3; Kalk
Neutralisation mit Base
Katalysatoren: 2 NO2 --> N2 + 2 O2
Phänomene
extreme pH=3.0
Fischsterben
Massnahmen
Kalk, Dünger & Nährstoffen erden
H2SO4
Katalysator SO2-SO4(2-)
Reduziert Frostabwehr
SO2
HNO3
Ammoniak
NO2
Oxidation
Ozon
Ozon
Wolken
ca. 30%
Konz.*10!!
70-er Jahre
Tropfen, Nebel
Diatomeen
Transport v. NO3(-)
Acid Rain
Al-Freisetzung
Einfluss d. Erde
Mg(2+)
Boden
Nährstoffeauswasch
Transport v. SO4(2-)
Ca (2+)
Wälder
blockiert Spaltöffnung
Einfluss SO2
verhindert Photosynthese
Frostempfindlichkeit
Pilzbefall
Bäume werden geschwächt
Borkenkäfer
Wasser
Lachsfänge, Norwegen
wird mobil
Aluminium
Wachstum v.
Mikroorganisme
n
Normal 6.5
bei 6 aussterben v. Kleine
Ablauf
5.6 crayfish
Organische
Chemie
Die Organische Chemie befasst sich
hauptsächlich mit Kohlenstoffverbindungen.
Man unterscheidet folgende Strukturen und
Verbindungen von Kohlenwasserstoffen:
• Aliphatische Kohlenwasserstoffe
– gesättigte (z.B. CH4)
– ungesättigte (z.B. C2H4)
– Einfachbindungen (z.B. C2H2)
• Cyklische Kohlenwasserstoffe (z.B. C3H6)
• Aromatische Kohlenwasserstoffe (z.B. C6H6)
Man unterscheidet folgende Isomerien:
• Stellungsisomerie
gleiche Anzahl, verschiedene Atomsorten, verschiedener Aufbau
• cis-trans-Isomerie
gleicher Aufbau, verschiedene Lage bez. Doppelbindung
• Isomerie im Ring
gleicher Aufbau, verschiedene Lage bez. Ring
• Chiralität
gleicher Aufbau, gleiche Lage, verschiedene räuml. Reihenfolge
Die Farbe von Substanzen
Man sieht immer die Komplemetärfarbe
jener, die absorbiert wird.
Funktionelle Gruppen...
• Alkohol
• Aldehyd
• Keton
• Säure
• Esther
• Ether
• Amin
• Halogene
... sind Atomgruppen
mit besonderen
physikalischen und
chemischen
Eigenschaften.
Benennung von C-Verbindungen
Zahlwörter:
1
mono
2
di
3
tri
4
tetra
5
penta
6
hexa
7
hepta
8
octa
9
nona
10
deca
Anzahl C-Atome bei Alkane
1
Methan
2
Ethan
3
Propan
4
Butan
5
Pentan
6
Hexan
7
Heptan
...
Beurteilung von
Substanzen anhand der
folgenden Punkte:
SubstanzEigenschaften
Aggregatzustand
Farbe
physikalisch
Leitfähigkeit
SubstanzEigenschaften
Aggregatzustand
Farbe
physikalisch
Leitfähigkeit
Bindungen
SubstanzEigenschaften
Funkt. Gruppen
Polarität
Brennbarkeit
chemisch
Spannungen
Ox.Zahlen
Reaktivität
Isomerien
Aggregatzustand
Farbe
physikalisch
Leitfähigkeit
Bindungen
Wirksamkeit
Aufnahme
Transport
SubstanzEigenschaften
chemisch
physiologisch
Geruch
Geschmack
Polarität
Brennbarkeit
Speicherung
Ausscheidung
Funkt. Gruppen
Spannungen
Ox.Zahlen
Reaktivität
Isomerien
Aggregatzustand
Abbau
Farbe
Anreicherung
ökologisch
physikalisch
Leitfähigkeit
Verbreitung
Bindungen
Wirksamkeit
Aufnahme
Transport
SubstanzEigenschaften
chemisch
physiologisch
Geruch
Geschmack
Polarität
Brennbarkeit
Speicherung
Ausscheidung
Funkt. Gruppen
Spannungen
Ox.Zahlen
Reaktivität
Isomerien
Kunststoffe
organisch
Zusammensetzung
anorganisch
Cellulose
Proteine
Naturfaser
Kautschuk
Silikate
Celluloseacetat
Chemiefaser
biotechnolog. Faser
Kunststoffe
Herkunft
Kohlefaser
Glasfaser
Synthesefaser
org. Faser
organisch
Zusammensetzung
anorganisch
Cellulose
Proteine
Naturfaser
Kautschuk
Silikate
Celluloseacetat
Chemiefaser
biotechnolog. Faser
Kunststoffe
Herkunft
Kohlefaser
Glasfaser
Synthesefaser
org. Faser
Polymerisation
Polykondensation
Herstellung
Molekülgrösse/Polymerisationsgrad
Biotechnologie
Grösse Seitenkette
Natur
Kristallinität
Duroplaste
Struktur
Polarität
Quervernetzung
Verformbarkeit
Thermoplaste
organisch
reine Stoffe
Zusammensetzung
Gemische (Blends)
anorganisch
Verbundstoffe
Art
Cellulose
faserverstärkt
Proteine
gefüllt
Naturfaser
Kautschuk
Schmelzpunkt
Silikate
Viskosität
Celluloseacetat
Steifigkeit
Chemiefaser
spez. Gewicht
biotechnolog. Faser
Härte
Schlagzähigkeit
Kunststoffe
Herkunft
Kohlefaser
Eigenschaften
Glasfaser
Zugfestigkeit
Synthesefaser
Gasdurchlässigkeit
org. Faser
Witterungsbeständigkeit
Transparenz
Polymerisation
Abbaubarkeit
Polykondensation
Herstellung
Molekülgrösse/Polymerisationsgrad
Biotechnologie
Grösse Seitenkette
Natur
Kristallinität
Duroplaste
Struktur
Polarität
Quervernetzung
Verformbarkeit
Thermoplaste
Wirkstoffe
Alles ist Gift und
nichts ist Gift; es
kommt allein auf
die Dosis an.
Faktoren, welche eine Wirkung beeinflussen:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Nahrung
andere Wirkstoffe
Alkohol
Gesundheitszustand/individuelle Unterschiede
Umwelteinflüsse (kalt, heiss, ...)
Menge (od. Dosis)
Art der Einnahme
Zustände
Alter, Geschlecht
Verhalten
zeitliche Schwankung
 D
E

Em
K d   D
Dosiswirkungskurve
Oxxupationstheorie
W k  c t
c-t-Produkt
Haber'sche Regel
MEK
Transmission
MIK
MAK
MOK
ADI
NEL
MOK:
MAK:
MEK:
MIK:
ADI/NEL:
Maximale Organ Konzentration
Maximale Arbeitsplatz Konzentration
Maximale Emmissions Konzentration
Maximale Immissions Konzentration
Acceptabel Daily Intake
t 1  konst.D
1
W  konst.'D  t
a
Carcinogene Wirkung
Elektrochemie
Elektrochemische Spannungsreihe
Das unedlere
Metall löst
sich auf, das
edlere scheidet
sich ab.
ZnSO4
Zn
Cu
CuSO4
Edleres Metall:
Cu2+ + 2 e-  Cu0
Unedleres Metall:
Zn0 - 2 e-  Zn2+
Elektrochemische Spannungsreihe
Durch die Unterscheidung 'edler als.../unedler
als...' lässt sich die Elektrochemische Spannungsreihe erstellen.
ZnSO4
Zn
Cu
CuSO4
Verschiedene Energiespeicher
•
•
•
•
Ni-Cd-Akku
Kohle-Zink-Akku (Le clanché-Element)
Schwefelsäure-Akku
Brennstoffzelle
Es sind noch lange alle möglichen Kombinationen
entdeckt:
Hier kann noch etwas abgeholt werden!
RT
E  E
ln k
nF
Nernst'sche Gleichung
Komplexe
Komplexe
Alle Atome, Ionen,
Moleküle welche die
Oktettregel schon erfüllt
haben, bilden Komplexe.
Alle gelösten Salze bilden
Aquokomplexe.
Komplexe kommen sehr
oft bei Metallen vor.
Ideen,
Animation &
Ausführung
by
YtZ DmbC
Jegliche Ähnlichkeiten mit bekannten Personen ist
nicht gewollt und
rein zufällig.
Jegliche Ähnlichkeiten mit bekannten Personen ist
nicht gewollt und
rein zufällig.
Dies ist ein Leermittel. Zu Risiken
und Nebenwirkungen lesen sie
die Packungsbeilage oder fragen
Sie Ihre 'Zimmerpflanze'.
Copyright by
YtZ DmbC:
BrYan Brocker
&
Michael LutZ
17. Februar 1997