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Einführung in die Physikalische Chemie für Studienanfänger*innen mit Chemie im Haupt- oder Nebenfach.

 

 

Aus dem Inhalt:

1 Einführung und erste Grundbegriffe 1 / / 1.1 Stoffdynamik 1 / 1.2 Stoffe und Grundstoffe 3 / 1.3 Messung und Metrisierung 7 / 1.4 Stoffmenge 13 / 1.5 Gemisch, Gemenge und Zusammensetzungsgrößen 15 / 1.6 Zustand 17 / 1.7 Stoffumbildung 24 / / 2 Energie 29 / / 2.1 Zur Energie auf indirektem Wege 29 / 2.2 Direkte Metrisierung der Energie 30 / 2.3 Energieerhaltung 35 / 2.4 Energie einer gespannten Feder 36 / 2.5 Druck 38 / 2.6 Energie eines bewegten Körpers 40 / 2.7 Impuls 41 / 2.8 Energie eines gehobenen Körpers 43 / / 3 Entropie und Temperatur 45 / / 3.1 Vorüberlegung 45 / 3.2 Makroskopische Eigenschaften der Entropie 46 / 3.3 Molekularkinetische Deutung der Entropie 48 / 3.4 Entropieerhaltung und -erzeugung 50 / 3.5 Wirkungen wachsender Entropie 53 / 3.6 Entropieübertragung 56 / 3.7 Direkte Metrisierung der Entropie 59 / 3.8 Temperatur 62 / 3.9 Anwendungsbeispiele zur Entropie 65 / 3.10 Temperatur als ¿thermische Spannung¿ 71 / 3.11 Energie zur Erzeugung und zur Zufuhr von Entropie 72 / 3.12 Energie kalorimetrisch bestimmt 76 / 3.13 Wärmepumpen und Wärmemotoren 78 / 3.14 Entropieerzeugung in einem Entropiestrom 81 / / 4 Chemisches Potenzial 85 / / 4.1 Vorüberlegung 85 / 4.2 Grundmerkmale des chemischen Potenzials 87 / 4.3 Wettstreit der Stoffe 89 / 4.4 Bezugszustand und Werte des chemischen Potenzials 92 / 4.5 Vorzeichen des chemischen Potenzials 96 / 4.6 Anwendung in der Chemie und Begriff des Antriebs 99 / 4.7 Direkte Messung von Antrieben 109 / 4.8 Indirekte Metrisierung des chemischen Potenzials 114 / / 5 Einfluss von Temperatur und Druck auf Stoffumbildungen 119 / / 5.1 Einleitung 119 / 5.2 Temperaturabhängigkeit von chemischem Potenzial und Antrieb 119 / 5.3 Druckabhängigkeit von chemischem Potenzial und Antrieb 129 / 5.4 Gleichzeitige Temperatur- und Druckabhängigkeit 134 / 5.5 Verhalten von Gasen unter Druck 137 / / 6 Massenwirkung und Konzentrationsabhängigkeit des chemischen Potenzials 141 / / 6.1 Der Begriff der Massenwirkung 141 / 6.2 Konzentrationsabhängigkeit des chemischen Potenzials 142 / 6.3 Konzentrationsabhängigkeit des Antriebs 146 / 6.4 Das Massenwirkungsgesetz 152 / 6.5 Spezielle Fassungen der Massenwirkungsgleichung 157 / 6.6 Anwendungen des Massenwirkungsgesetzes 158 / 6.7 Potenzialdiagramme gelöster Stoffe 167 / / 7 Konsequenzen der Massenwirkung: Säure-Base-Reaktionen 172 / / 7.1 Einführung 172 / 7.2 Der Säure-Base-Begriff nach BRØNSTED und LOWRY 172 / 7.3 Das Protonenpotenzial 174 / 7.4 Pegelgleichung und Protonierungsgleichung 184 / 7.5 Säure-Base-Titrationen 188 / 7.6 Puffer 192 / 7.7 Säure-Base-Indikatoren 197 / / 8 Begleiterscheinungen stofflicher Vorgänge 200 / / 8.1 Vorüberlegung 200 / 8.2 Raumanspruch 200 / 8.3 Umsatzbedingte Volumenänderungen 207 / 8.4 Entropieanspruch 208 / 8.5 Umsatzbedingte Entropieänderungen 212 / 8.6 Energieumsätze bei Stoffumbildungen 214 / 8.7 Wärmeeffekte 217 / 8.8 Kalorimetrische Antriebsmessung 225 / / 9 Querbeziehungen 228 / / 9.1 Hauptgleichung 228 / 9.2 Mechanisch-thermische Querbeziehungen 233 / 9.3 Querbeziehungen für chemische Größen 236 / 9.4 Weitere Anwendungen im mechanisch-thermischen Bereich 243 / / 10 Dünne Gase aus molekularkinetischer Sicht 248 / / 10.1 Einleitung 248 / 10.2 Allgemeines Gasgesetz 248 / 10.3 Molekularkinetische Deutung des allgemeinen Gasgesetzes 252 / 10.4 Anregungsgleichung und Geschwindigkeitsverteilung 259 / 10.5 Barometrische Höhenformel und BOLTZMANN-Verteilung 268 / / 11 Übergang zu dichteren Stoffen 270 / 11.1 Die VAN DER WAALS-Gleichung 270 / 11.2 Kondensation 274 / 11.3 Die kritische Temperatur 277 / 11.4 Die Siededruckkurve (Dampfdruckkurve) 278 / 11.5 Das vollständige Zustandsdiagramm 282 / / 12 Stoffausbreitung 288 / 12.1 Vorüberlegung 288 / 12.2 Diffusion 290 / 12.3 Mittelbare Massenwirkung 292 / 12.4 Osmose 295 / 12.5 Dampfdruckerniedrigung 300 / 12.6 Gefrierpunktserniedrigung und Siedepunktserhöhung 302 / 12.7 Kolligative Eigenschaften und Molmassenbestimmung 305 / / 13 Gemische und Gemenge 308 / / 13.1 Einführung 308 / 13.2 Chemisches Potenzial in Gemischen 310 / 13.3 Zusatzpotenzial 314 / 13.4 Chemisches Potenzial von Gemischen und Gemengen 315 / 13.5 Mischungsvorgänge 320 / 13.6 Weitere Phasenreaktionen 324 / / 14 Zweistoffsysteme 326 / / 14.1 Zweistoffzustandsdiagramme 326 / 14.2 Zustandsdiagramme flüssig-flüssig (Mischungsdiagramme) 327 / 14.3 Zustandsdiagramme fest-flüssig (Schmelzdiagramme) 330 / 14.4 Zustandsdiagramme flüssig-gasig (Dampfdruck- bzw. Siedediagramme) 337 / / 15 Grenzflächenerscheinungen 348 / / 15.1 Oberflächenspannung, Oberflächenenergie 348 / 15.2 Oberflächeneffekte 351 / 15.3 Adsorption an Flüssigkeitsoberflächen 356 / 15.4 Adsorption an Feststoffoberflächen 358 / 15.5 Anwendung der Adsorption 364 / / 16 Grundzüge der Kinetik 365 / / 16.1 Einführung 365 / 16.2 Umsatzgeschwindigkeit einer chemischen Reaktion 368 / 16.3 Geschwindigkeitsdichte 370 / 16.4 Messung der Geschwindigkeitsdichte 372 / 16.5 Geschwindigkeitsgesetze einstufiger Reaktionen 377 / / 17 Zusammengesetzte Reaktionen 388 / / 17.1 Einführung 388 / 17.2 Gegenläufige Reaktionen 388 / 17.3 Parallel- oder Nebenreaktionen 392 / 17.4 Folgereaktionen 395 / / 18 Theorie der Reaktionsgeschwindigkeit 400 / / 18.1 Temperaturabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit 400 / 18.2 Stoßtheorie 402 / 18.3 Theorie des Übergangszustandes 405 / 18.4 Molekulare Deutung des Übergangszustandes 410 / / 19 Katalyse 414 / / 19.1 Einführung 414 / 19.2 Wirkungsweise eines Katalysators 416 / 19.3 Enzymkinetik 419 / 19.4 Heterogene Katalyse 426 / / 20 Transporterscheinungen 430 / / 20.1 Diffusionskontrollierte Reaktionen 430 / 20.2 Geschwindigkeit der Stoffausbreitung 431 / 20.3 Fließfähigkeit 439 / 20.4 Entropieleitung 443 / 20.5 Vergleichender Überblick 447 / / 21 Elektrolytlösungen 450 / / 21.1 Elektrolytische Dissoziation 450 / 21.2 Elektrisches Potenzial 454 / 21.3 Ionenwanderung 456 / 21.4 Leitfähigkeit von Elektrolytlösungen 460 / 21.5 Konzentrationsabhängigkeit der Leitfähigkeit 464 / 21.6 Überführungszahlen 469 / / 22 Elektrodenreaktionen und Galvanispannungen 475 / / 22.1 Galvanispannung und elektrochemisches Potenzial 475 / 22.2 Elektronenpotenzial in Metallen und Berührspannung 477 / 22.3 Galvanispannung zwischen Metall und Lösung 480 / 22.4 Redoxreaktionen 484 / 22.5 Galvanispannung von Halbzellen 487 / 22.6 Galvanispannung an Flüssigkeitsgrenzflächen 494 / 22.7 Galvanispannung an Membranen 496 / / 23 Redoxpotenziale und galvanische Zellen 501 / / 23.1 Messung von Redoxpotenzialen 501 / 23.2 Zellspannung 510 / 23.3 Technisch wichtige galvanische Elemente 515 / / Anhang 521 / / A1 Mathematische Grundlagen 521 / A2 Tabellen 534 / / Sachverzeichnis 549