Kurzes Lehrbuch der Physikalischen Chemie von W. Jost | ISBN 9783642872587

Kurzes Lehrbuch der Physikalischen Chemie

von W. Jost und J. Troe
Mitwirkende
Autor / AutorinW. Jost
Autor / AutorinJ. Troe
Buchcover Kurzes Lehrbuch der Physikalischen Chemie | W. Jost | EAN 9783642872587 | ISBN 3-642-87258-1 | ISBN 978-3-642-87258-7

Kurzes Lehrbuch der Physikalischen Chemie

von W. Jost und J. Troe
Mitwirkende
Autor / AutorinW. Jost
Autor / AutorinJ. Troe

Inhaltsverzeichnis

  • I. Eigenschaften der stoffliehen Zustände.
  • I,1 Ideale Gase.
  • I, 1.1 Der ideale Gaszustand als Grenzzustand der Materie.
  • I, 1.2 Das Mol als chemische Mengeneinheit.
  • I, 1.3 Zustandsgleichung idealer Gase.
  • I, 1.4 Zahlenwert der universellen Gaskonstanten.
  • I, 1.5 Gemische idealer Gase.
  • Übungsaufgaben zu I, 1.
  • I,2 Der I. Hauptsatz der Thermodynamik.
  • I, 2.1 Allgemeines zum 1. Hauptsatz.
  • I, 2.2 Energieumsetzung bei Volumenänderungen.
  • Ausdehnimg eines idealen Gases in ein Vakuum.
  • I, 2.3 Ausdehnung eines idealen Gases gegen eine äußere Kraft.
  • I, 2.4 Energieumsetzung bei Temperaturänderungen.
  • Temperaturänderungen bei konstantem Volumen.
  • Temperaturänderungen bei konstantem Druck.
  • I, 2.5; Adiabate.
  • Übungsaufgaben zu I, 2.
  • Literatur zu I, 2.
  • I. 3 Weitere Behandlung der idealen Gase.
  • I, 3.1 Die kinetische Theorie der idealen Gase.
  • I, 3.2 Maxwellsches Geschwindigkeitsverteilungsgesetz.
  • I, 3.3 Die spezifische Wärme idealer Gase.
  • I, 3.4 Weitere Folgerungen der kinetischen Gastheorie: Stoßzahl, Innere Reibung, Wärmeleitung, Diffusion, Thermodiffusion.
  • Literatur zu I, 3.
  • I. 4 Feste Körper.
  • I, 4.1 Kennzeichen des festen Zustandes.
  • I, 4.2 Der Idealzustand des Festkörpers.
  • I, 4.3 Zustandsgieichung fester Körper.
  • I, 4.4 Die spezifische Wärme fester Körper.
  • I, 4.5 Mittlere spezifische Wärme und Enthalpie.
  • Übungsaufgaben zu I, 4.
  • Literatur zu I, 4.
  • I, 5 Der II. und der III. Hauptsatz der Thermodynamik.
  • I, 5.1 Carnotscher Kreisprozeß.
  • I, 5.2 Der Entropiebegriff.
  • I,5.3 Die Entropie kristallisierter Stoffe und der Nernstsche Wärmesatz (III. Hauptsatz).
  • Übungsaufgaben zu I, 5.
  • Literatur zu I, 5.
  • I,6 Fehlordnung, Diffusion und Rotation in festen Körpern.
  • Literatur zu I, 6.
  • I,7 Nichtideale Gase und Flüssigkeiten.
  • I, 7.1 Überblick über die Zwischenzustände zwischen idealem Gas und idealem Festkörper.
  • I, 7.2 Abweichungen der realen Gase von der idealen Zustandsgleichung.
  • I, 7.3 Die van der Waalssche Zustandsgieichung.
  • I,7.4 Der Übergang Gas (Dampf)-Flüssigkeit.
  • I, 7.5 Der kritische Punkt.
  • I, 7.6 Reduzierte Zustandsgleichung und Theorem der übereinstimmenden Zustände.
  • I, 7.7 Der Joule-Thomson-Effekt, qualitativ.
  • I, 7.8 Der Joule-Thomson-Effekt, Theorie.
  • I, 7.9 Flüssiges Helium.
  • I, 7.10 Verwandtschaft der Flüssigkeiten mit den festen Körpern.
  • I, 7.11 Der Glaszustand.
  • Übungsaufgaben zu I, 7.
  • Literatur zu I, 7.
  • I, 8 Thermodynamische Funktionen.
  • I, 8.1 Zusammenstellung allgemeiner Beziehungen.
  • I, 8.2 Reaktionswärme und Entropieänderung bei reversibler isothermer Reaktion.
  • I, 8.3 Grundgleichungen der ehemischen Thermodynamik.
  • I, 8.4 Weitere thermodynamische Funktionen.
  • I, 9 Lösungen.
  • I, 9.1 Einteilung der Mischphasen.
  • I, 9.2 Konzentrationsmaße.
  • I, 9.3 Zusammenhang der Eigenschaften von Mischphasen mit denen der reinen Komponenten.
  • I, 9.4 Partielle Eigenschaften der Mischphasenkomponenten.
  • I, 9.5 Die Ursachen der Mischphasenbildung.
  • Übungsaufgaben zu I, 9.
  • Literatur zu I, 9.
  • I, 10 Grenzflächen, kolloide Lösungen.
  • I, 10.1 Überblick.
  • I, 10.2 Die Oberflächenspannung.
  • I, 10.3 Adsorption an Grenzflächen.
  • I, 10.4 Kolloiddisperse Systeme.
  • I, 10.5 Ursachen der Stabilität kolloider Systeme.
  • Literatur zu I, 10.
  • II. Chemische Thermodynamik und Gleichgewichtslehre.
  • II, 1 Einleitung.
  • II, 2 Das chemische Gleichgewicht.
  • II, 2.1 Vollständige oder unvollständige Umsetzung.
  • II, 2.2 Das Gesetz der Massenwirkung.
  • II, 2.3 Kinetische Ableitung des MWG.
  • II, 2.4 Formulierung des Massenwirkungsgesetzes (MWG) in verschiedenen Konzentrationseinheiten.
  • II, 2.5 Druckabhängigkeit der Gasgleichgewichte und Prinzip des kleinsten Zwanges.
  • Literatur zu II, 2.
  • II, 3 Thermodynamik chemischer Reaktionen.
  • II, 3.1 Die Triebkraft chemischer Vorgänge.
  • II, 3.2 Reaktionswärme und Prinzip von Thomsen und Berthelot.
  • II, 3.3 Reaktionsarbeit und II. Hauptsatz der Wärmelehre.
  • II, 3.4 Aufbau der Reaktionseffekte aus Anteilen der einzelnen Stoffe.
  • II, 3.5 Chemisches Potential idealer Gase und thermodynamische Ableitung des Massenwirkungsgesetzes.
  • II, 3.6 Formulierung der chemischen Potentiale und des Massenwirkungsgesetzes im allgemeinen Falle.
  • II, 3.7 Die Temperaturabhängigkeit der Reaktionsarbeit und Reaktionsenthalpie.
  • II, 3.7.1 Die Druckabhängigkeit der Reaktionsarbeit und Reaktionsenthalpie.
  • II, 3.8 Temperaturabhängigkeit der Gleichgewichtskonstanten, Absolutberechnung von Gleichgewichten.
  • II, 3.9 Tabellenwerke thermodynamischer Daten.
  • Literatur zu II, 3.
  • II. 4 Homogene Gasgleichgewichte.
  • II, 4.1 Überblick.
  • II, 4.2 Anwendung des MWG zur Ausbeutebestimmung.
  • II, 4.3 Gleichgewichtsberechnung aus thermodynamischen Daten.
  • II, 4.3.1 Das Wassergasgleichgewicht.
  • II, 4.3.2 Weitere Beispiele für Reaktionen ohne Änderung der Gasmolzahl.
  • II, 4.3.3 Das Kohlendioxidgleichgewicht.
  • II, 4.3.4 Das Wasserdampf-Dissoziationsgleichgewicht.
  • II, 4.3.5 Gekoppelte Gleichgewichte.
  • II, 4.3.6 Maximale Flammentemperaturen.
  • II, 4.3.7 Das Ammoniakgleichgewicht.
  • Übungsaufgaben zu II, 4.
  • Literatur zu II, 4.
  • II, 5 Heterogene Gasgleichgewichte.
  • II, 5.1 Verdampfen reiner Stoffe.
  • II, 5.2 Clausius-Clapeyronsche Gleichung.
  • II, 5.3 Zersetzungsgleichgewichte.
  • II, 5.4 Gleichgewichte mit Gasmischungen.
  • Übungsaufgaben zu II, 5.
  • Literatur zu II, 5.
  • II, 6 Das Phasengesetz.
  • II, 6.1 Ableitung des Phasengesetzes aus den in II, 5 besprochenen Tatsachen.
  • II, 6.2 Ableitung des Phasengesetzes nach Gibbs.
  • II, 6.3 Anwendung des Phasengesetzes auf einige Sonderfälle.
  • II, 6.4 Der Begriff des „unabhängigen Bestandteils“ in der Phasenlehre.
  • Literatur zu II, 6.
  • II, 7 Lösungsgleichgewichte.
  • II, 7.1 Ideale Mischungen und ideale verdünnte Lösungen.
  • II, 7.2 Verdünnungsarbeiten in idealen Mischungen und idealen verdünnten Lösungen.
  • II, 7.2.1 Zur Thermodynamik von Flüssigkeiten.
  • II, 7.3 Dampfdrucke von Mischungen.
  • II, 7.4 Dampfdruck des Lösungsmittels über verdünnten Lösungen.
  • II, 7.5 Gesetz der Gaslöslichkeit.
  • II, 7.6 Verteilungsgesetz.
  • II, 7.7 Siedekurven von Mischungen.
  • II, 7.8 Osmotischer Druck.
  • II, 7.9 Gleichgewichte in Lösungen.
  • II, 7.10 Aktivitäten und Aktivitätskoeffizienten.
  • II, 7.11 Lösungs- und Verdünnungswärmen.
  • II, 7.12 Temperaturabhängigkeit der Lösungsgleichgewichte.
  • II, 7.13 Molekulargewichtsbestimmungen in Lösungen.
  • II, 7.14 Weitere Schmelz- oder Löslichkeitsbilder binärer Gemische.
  • II, 7.15 Zustandsbilder ternärer Systeme.
  • Übungsaufgaben zu II, 7.
  • Literatur zu II, 7.
  • III. Elektrochemie.
  • III, 1 Elektrolytgleichgewichte.
  • III, 1.1 Geschichtliches über die Elektrolyse.
  • III, 1.2 Bestimmung des elektrolytischen Dissoziationsgrades durch Gleichgewichtsmessungen.
  • III, 1.3 Anwendung des MWG auf die Dissoziation eines gelösten Elektrolyten.
  • III, 1.4 Wechselseitige Beeinflussung mehrerer Dissoziationsgleichgewichte.
  • III, 1.5 Gleichgewichte von Elektrolytlösungen mit Nachbarphasen.
  • III, 1.6 Die Ionendissoziation des Wassers.
  • III, 1.7 Hydrolyse.
  • III, 1.8 Pufferlösungen.
  • III, 1.9 Titrationskurven.
  • III, 1.10 Amphotere Elektrolyte.
  • III, 1.11 Einfluß der elektrischen Ionenkräfte auf die Elektrolytgleichgewichte.
  • III, 1.12 Die Stärke eines Elektrolyten als Funktion seiner Konstitution und der Lösungsmitteleigenschaften.
  • III, 1.13 Theorie der Elektrolyte.
  • III, 1.14 Thermodynamik der starken Elektrolyte.
  • Übungsaufgaben zu III, 1.
  • Literatur zu III, 1.
  • III, 2 Elektromotorische Kräfte.
  • III, 2.1 EMK und Reaktionsarbeit.
  • III, 2.2 Temperaturabhängigkeit der EMK.
  • III, 2.3 Konzentrations- und Druckabhängigkeit der EMK.
  • III, 2.4 Konzentrationsketten „ohne Überführung“.
  • III, 2.5 Konzentrationsketten „mit Überführung“.
  • III, 2.6 Amalgamketten.
  • III, 2.7 Potentialsprünge an Grenzflächen.
  • III, 2.8 Elektrodenpotentiale.
  • III, 2.9 Spannungsreihe.
  • III, 2.10 Elektroden zweiter Art.
  • III, 2.11 Redox-Elektroden.
  • III, 2.12 Technisch wichtige Elemente.
  • Übungsaufgaben zu III, 2.
  • Literatur zu III, 2.
  • III, 3 Elektrolyse.
  • III, 3.1 Zersetzungsspannung.
  • III, 3.2 Anwendungsbeispiele.
  • Literatur zu III, 3.
  • III, 4 Leitfähigkeit und Ionenwanderung.
  • III,4.1 Elektronen- und Ionenleitung.
  • III, 4.2 Das Überführungsverhältnis der Ionen.
  • III, 4.3 Widerstand und spezifische Leitfähigkeit der Elektrolyte.
  • III, 4.4 Die Äquivalent-Leitfähigkeit.
  • III, 4.5 Die Ursachen der Konzentrationsabhängigkeit des Äquivalent-Leitvermögens.
  • III, 4.6 Das Gesetz der unabhängigen Ionenwanderung.
  • III, 4.7 Weitere Methoden zur Messung der Ionenleitfähigkeit.
  • III, 4.8 Gesetzmäßigkeiten der Ionenleitfähigkeit.
  • III, 4.9 Leitfähigkeit von niehtwäßrigen Lösungen und Salzschmelzen.
  • III, 4.10 Elektrophoretischer Effekt.
  • III, 4.11 Der Relaxationseffekt.
  • III, 4.12 Relaxationsfeld.
  • III, 4.13 Diffusion von Elektrolyten; Diffusionspotential.
  • III, 4.14 Elektrophorese und Elektroosmose.
  • III, 4.15 Ionenwanderung in festen Elektrolyten.
  • III, 4.16 Fehlordnung von Kristallen.
  • III, 4.17 Elektronen- und Ionenleitung in Halbleitern.
  • Übungsaufgaben zu III, 4.
  • Literatur zu III, 4.
  • III, 5 Hemmungserscheinungen bei Elektrodenvorgängen.
  • III, 5.1 Konzentrationspolarisation.
  • III, 5.2 Überspannung.
  • III, 5.3 Passivität.
  • Literatur zu III, 5.
  • IV. Chemische Kinetik.
  • IV, 1 Reaktionsablauf in homogenen Systemen.
  • IV, 1.1 Allgemeines über die Geschwindigkeit homogener Reaktionen.
  • IV, 1.2 Reaktionen erster Ordnung.
  • IV, 1.3 Reaktionen höherer Ordnung.
  • IV, 1.4 Unvollständig verlaufende Reaktionen.
  • IV, 1.5 Die Temperaturabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit.
  • IV, 1.6 Die Aktivierungsenergie.
  • IV, 1.7 Absolutberechnung von Reaktionsgeschwindigkeiten.
  • IV, 1.8 Anwendung auf Gasreaktionen.
  • IV, 1.9 Anwendung auf Lösungsreaktionen.
  • IV, 1.10 Anwendung auf 1-molekulare Reaktionen.
  • IV, 1.11 Beispiele unimolekularer Reaktionen. Der Zerfall des N2O5.
  • IV, 1.12 Kettenreaktionen.
  • IV, 1.13 Explosionen.
  • IV, 1.14 Kettenabbruch und Explosionsgrenzen.
  • IV, 1.15 Detonationen.
  • IV, 1.16 Ionenreaktionen.
  • IV, 1.17 Homogene Katalyse.
  • IV, 1.18 Säure- und Basenkatalyse.
  • IV, 1.19 Rückschau und Ausblicke auf das Gebiet der Kinetik von Gasreaktionen.
  • Übungsaufgaben zu IV, 1.
  • Literatur zu IV, 1.
  • IV, 2 Reaktionsablauf in heterogenen Systemen.
  • IV, 2.1 Keimbildung in Einstoffsystemen.
  • IV, 2.2 Keimwachstum.
  • IV, 2.3 Bedeutung der Keimbildung bei Mehrstoffreaktionen.
  • IV, 2.4 Einfluß der Diffusion bei heterogenen Reaktionen.
  • IV, 2.5 Diffusion, Brownsche Bewegung.
  • IV, 2.6 Einige technisch wichtige heterogene Mehrstoffreaktionen.
  • IV, 2.7 Oberflächen- oder Kontaktkatalyse.
  • IV, 2.8 Kontaktgifte und -förderer.
  • IV, 2.9 Reaktionslenkung bei Kontaktkatalysen.
  • Übungsaufgaben zu IV, 2.
  • Literatur zu IV, 2.
  • IV, 3 Photochemie.
  • IV, 3.1 Das Frequenzgesetz.
  • IV, 3.2 Gesetze der Lichtabsorption.
  • IV, 3.3 Photophysikalische Vorgänge.
  • IV, 3.4 Das photochemische Äquivalenzgesetz.
  • IV, 3.5 Chemilumineszenz.
  • IV, 3.6 Photochemische Reaktionsbeschleunigung.
  • Literatur zu IV, 3.
  • V. Chemische Kräfte und Aufbau der Materie.
  • V, l Aufbau der Materie.
  • V, 1.1 Historisches.
  • V, 1.2 Atome, Ionen, Elektronen, Atomkerne.
  • V, 1.3 Isotopie.
  • V, 1.4 Massendefekt und Packungsanteil.
  • V, 1.5 Radioaktivität.
  • V, 1.6 Erzwungene Kernumwandlungen und künstliche Radioaktivität.
  • V, 1.7 Bau und Energieniveaus der Atomkerne.
  • Literatur zu V, 1.
  • V, 2 Die Atomhülle.
  • V, 2.1 Das Bohrsche Atommodell.
  • V, 2.2 Röntgenspektren.
  • V, 2.3 Aufbau der Elektronenschalen und Periodisches System.
  • V, 2.4 Optische Atomspektren.
  • V, 2.5 Das Termschema.
  • V, 2.6 Die Quantenzahlen.
  • V, 2.7 Das Paulische Prinzip.
  • V, 2.8 Die resultierenden Impulsmomente der Atome.
  • V, 2.9 Die Termsymbole der Atome.
  • V, 2.10 Ionisierungsenergie und Elektronenaffinität.
  • V, 2.11 Raumerfüllung und Polarisierbarkeit der Atome.
  • V, 2.12 Permanente magnetische Momente (Paramagnetismus).
  • V, 2.13 Induzierte magnetische Momente (Diamagnetismus).
  • V, 2.14 Zusammenhang zwischen den magnetischen Momenten der Elementarteilchen und der magnetischen Suszeptibilität.
  • V, 2.15 Die Bedeutimg magnetischer Messungen in der Chemie.
  • V, 2.16 Das Periodische System der Elemente.
  • Literatur zu V, 2.
  • V, 3 Die polare Bindung.
  • V, 3.1 Historisches.
  • V, 3.2 Polare Bindung und salzartiges Verhalten.
  • V, 3.3 Die Bildungsenergie von Ionenmolekülen und -kristallen.
  • V, 3.4 Die Koordinationszahl von Komplexionen und Ionenkristallen.
  • V, 3.5 Die Gestalt von Ionenmolekülen.
  • Literatur zu V, 3.
  • V, 4 Moleküleigenschaften. Die unpolare Bindung.
  • V, 4.1 Molekülspektren.
  • V, 4.2 Die inneren Schwingungen der Moleküle.
  • V, 4.3 Mikrowellenspektren.
  • V, 4.4 Berechnung von spezifischen Wärmen aus spektroskopischen Daten.
  • V, 4.5 Die quantenmechanische Deutung der unpolaren Bindung.
  • V, 4.6 Mehrfache Bindung. Räumliche Verteilung der Valenzelektronen.
  • V, 4.7 Die koordinative Kovalenz.
  • V, 4.8 Kristallstruktur unpolarer Verbindungen.
  • V, 4.9 Gestalt der Moleküle in Lösung und Schmelze; Kautschukelastizität.
  • V, 4.10 Permanente molekulare elektrische Dipole und ihre Messung.
  • V, 4.11 Ergebnisse der Dipolforschung.
  • V, 4.12 Kernmagnetische Resonanz.
  • V, 4.13 Elektronen-Paramagnetische Resonanz.
  • Literatur zu V, 4.
  • V, 5 Die Metallische Bindung.
  • V, 5.1 Die Elektronentheorie des metallischen Zustands.
  • V, 5.2 Vergleich der metallischen Bindung und der Kovalenz.
  • V, 5.3 Intermetallische Mischphase.
  • V, 5.4 Atombindungen und Ferromagnetismus der Übergangselemente.
  • Literatur zu V, 5.
  • V, 6 Zwischenmolekulare Kräfte.
  • V, 6.1 Inner- und zwischenmolekulare Bindungen.
  • V, 6.2 Dipolkräfte.
  • V, 6.3 Sonstige van der Waalssche Kräfte.
  • V, 6.4 Die Wasserstoff-Bindung.
  • V, 6.5 Struktur von Eis.
  • Literatur zu V, 6.
  • VI. Quantentheorie.
  • VI, 1 Strahlungsgesetze. Quantentheorie.
  • VI, 1.1 Kirchhoffscher Satz. Stefan-Boltzmannsches Gesetz.
  • VI, 1.2 Verwendung der Strahlungsgesetze zu Temperaturmessungen.
  • VI, 1.3 Wiensches Verschiebungsgesetz. Quantentheorie.
  • VI, 1.4 Wasserstoffatom nach Bohr.
  • VI, 2 Grenzen der alten Quantentheorie. Quantenmechanik.
  • VI, 2.1 Korpuskeln und Wellen. Die Schrödinger-Gleichung.
  • VI, 2.2 Der harmonische Oszillator in der Wellenmechanik.
  • VI, 2.3 Wasserstoffatom.
  • VI, 3 Die Molekülbildung.
  • Literatur zu VI, 3.
  • Anhang I.
  • I, 1 Über die Bedeutung des Logarithmus in physikalischen Formeln.
  • I, 2 Extensitäts- und Intensitäts-Größen.
  • I, 3 Statistik und Thermodynamik.
  • I, 3.1 Verteilungen und Mittelwerte von Verteilungen.
  • I, 3.2 Maxwell-Boltzmannsches Verteilungsgesetz.
  • I, 3.3 Statistische Berechnung thermodynamischer Daten.
  • Literatur zu AI, 3.
  • Anhang II.
  • Tabellen.
  • Anhang III.
  • Biographische Notizen.
  • Anhang IV.
  • Erklärung und Übersetzung von Fachausdrücken.
  • Namenverzeichnis.