Die Stöchiometrie handelt von den Mengenverhältnissen bei einer chemischen Reaktion und ermöglicht die quantitative Berechnung der umgesetzten Massen oder Volumina der Reaktionspartner. Fester Bestandteil jedes Studiums der Chemie, des Chemieingenieurs sowie weiterer Fachrichtungen an Universitäten und Fachhochschulen sind stöchiometrische Rechenübungen.
Die einzelnen Kapitel dieses Buches sind systematisch aufeinander aufgebaut. Neben der Sprache der Stöchiometrie vermitteln sie die mathematischen Grundlagen für die praktische Durchführung der notwendigen stöchiometrischen Berechnungen. Des Weiteren beschreiben sie die atomare Struktur der Materie, deren Konsequenz Stoffmenge und Stoffmengenrelation sind.
Auf dieser Basis erläutert das Buch ausführlich die verschiedenen Lehrgebiete der Stöchiometrie. Ein wesentliches, didaktisches Ziel liegt darin, dass Leser anhand übersichtlich gestalteter Beispiele den behandelten Zusammenhang verstehen können. (Verlagstext)
/ AUS DEM INHALT: / / /
1 Einleitung 1
2 Angabe der Ergebnisse 3
2.1 Größen und Einheiten 3
2.2 Rechnen mit Dezimalzahlen 7
2.3 Rechnen mit Potenzzahlen 10
2.4 Rechnen mit Logarithmen 16
2.5 Zufällige Fehler und Präzision 23
2.5.1 Arithmetischer Mittelwert 24
2.5.2 Standardabweichung 26
2.5.3 Relative Standardabweichung 27
3 Stöchiometrische Grundbegriffe 29
3.1 Atome 29
3.2 Molekularformel 29
3.3 Chemische Reaktionsgleichung 31
3.4 Stoffmenge 38
3.5 Molare Masse 42
3.6 Molares Volumen 47
3.7 Atom- und Molekülmasse 50
3.8 Unvollständige Reaktionen 56
3.8.1 Umsatzberechnung 56
3.8.2 Ausbeuteberechnung 58
3.9 Übungsaufgaben 61
4 Stoffmengenrelationen 67
4.1 Zusammensetzung von Verbindungen 67
4.2 Berechnung von Molekularformeln 71
4.3 Auswertung von Reaktionsgleichungen 76
4.4 Übungsaufgaben 82
5 Gehaltsangaben bei Lösungen 87
5.1 Dichte 88
5.2 Konzentrationen 90
5.2.1 Stoffmengenkonzentration 90
5.2.2 Äquivalentkonzentration 92
5.2.3 Massenkonzentration 95
5.2.4 Volumenkonzentration 98
5.3 Molalität 102
5.4 Anteilsgrößen 104
5.4.1 Stoffmengenanteil 104
5.4.2 Massenanteil 108
5.4.3 Volumenanteil 112
5.4.4 Umrechnung von Anteilsgrößen 116
5.4.5 Die Einheiten Prozent, Promille, ppm und ppb 126
5.5 Mischungsrechnung 128
5.6 Übungsaufgaben 138
6 Homogene Gleichgewichte 143
6.1 Massenwirkungsgesetz 143
6.2 Aktivität und Ionenstärke 147
6.3 Säure-Base-Reaktionen 154
6.3.1 Säure-Base-Paare 154
6.3.2 Ionenprodukt des Wassers und pH-Wert 158
6.3.3 Säure- und Basestärke 163
6.3.4 Ostwaldsches Verdünnungsgesetz 170
6.3.5 Berechnung von pH-Werten 174
6.3.6 Neutralisation 190
6.3.7 Pufferlösungen 197
6.4 Komplexreaktionen 203
6.5 Nernstscher Verteilungssatz 207
6.6 Übungsaufgaben 210
7 Heterogene wässrige Systeme 215
7.1 Löslichkeitsprodukt 215
7.2 Löslichkeit 220
7.2.1 Nebenreaktionen der Anionen 224
7.2.2 Nebenreaktionen der Kationen 228
7.3 Chemische Fällung 232
7.4 Übungsaufgaben 236
8 Redoxgleichgewichte 239
8.1 Oxidation und Reduktion 239
8.2 Oxidationszahlen 241
8.3 Redoxreaktionen 243
8.4 Elektrodenpotenzial 252
8.5 Redoxpotenzial 261
8.6 Elektrolyse 265
8.6.1 Indifferente Elektroden 266
8.6.2 Überspannungen 268
8.6.3 Elektrolytische Trennungen 270
8.6.4 Faradaysche Gesetze 272
8.7 Übungsaufgaben 276
9 Analytische Anwendungen 285
9.1 Gravimetrie 285
9.2 Maßanalyse 287
9.3 Übungsaufgaben 293
10 Gleichgewichte bei Gasen 299
10.1 Gasgesetze 299
10.2 Zustandsgieichung idealer Gase 303
10.3 Gasdichte 306
10.4 Gasgemische 307
10.5 Gleichgewichtskonstante Kp 310
10.6 Übungsaufgaben 314
11 Lösungen der Übungsaufgaben 319
Kapitel 3.9 319
Kapitel 4.4 322
Kapitel 5.6 327
Kapitel 6.6 334
Kapitel 7.4 352
Kapitel 8.7 358
Kapitel 9.3 376
Kapitel 10.6 387
Anhang 397
Tabelle A 1 Physikalische Konstanten 397
Tabelle A 2 Relative Atommassen häufiger Elemente 398
Tabelle A 3 Das Griechische Alphabet 399
Literatur 401
Index 403