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YtZ DmbCpresents

Chemistry - Déjà-vu

Mitwirkende:

Bryan Brocker, Michael Lutz 4tc;

YtZ DuomitbeschränktemComputer

Chemistry

- Déjà-vu

Alle Urheber- und Leistungsschutz-rechte 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.

Trennverfahren

Stöchiometrie

Atommodell

Das PSE

Bindungen

Gestatten, Joe.Hier eine Übersicht über die wichtigsten Themen.

Seit Tagen versuche ich diese Reaktion zu starten. Was läuft da wohl falsch?

Reaktionsablauf

Gasgleichung

Redox

MWG

Säuren + Basen

Organische Chemie

Kunststoffe

Wirkstoffe

Elektrochemie

Komplexe

Und sie läuft doch!!

Lasst uns hinein-gehen.

Trenn-verfahren

Man unterscheidet folgende

Trennverfahren:

filtrieren

nutschen

sedimentieren

zentrifugieren

destilieren

extrahieren

chromatografieren

kristallisieren

sublimieren

Trennverfahren

Stöchio-metrie

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!

1. Gl. 1 0 -1 0 0 02. Gl. 0 1 0 -2 0 03. Gl. 0 1 -2 0 -1 04. Gl. 0 3 -6 -1 -1 0Wahl: 1 0 0 0 0 1

?!?!

3 Cu + 8 HNO3 3 Cu(NO3)2 + 4 H2O + 2 NO

Stöchiometrie

Rechnen mit Matrizen:

Atom-modell

Atombau

Grossteil 'Hohlraum'

elektr. neutral

teilbar

z.T. radioaktiv

sehr klein

Atom

Atombau

Grossteil 'Hohlraum'

elektr. neutral

teilbar

z.T. radioaktiv

sehr klein

Atom

klein

schwer

hart

positiv

p, n

Kern

gross

leicht

weich

negativ

e

Hülle

Atombau

Grossteil 'Hohlraum'

elektr. neutral

teilbar

z.T. radioaktiv

sehr klein

Atom

klein

schwer

hart

positiv

p, n

Kern

gross

leicht

weich

negativ

e

Hülle

Ordnungszahl

n(p) = n(e)

Element

Protonen p

Schalen

Aussenelektr.

n(e) = n(p)

Elektronen e

Massenzahl n(p)+n(n)

neutral

Isotope

n = p+e

'Kitt'

Neutronen n

Teile

Atombau

DasPSE

Das PSE

Das PSEAlkalimetalle

Erdalkalimetalle

Das PSEAlkalimetalle

Erdalkalimetalle

Lanthanide

Actinide

Das PSEAlkalimetalle

Erdalkalimetalle

Lanthanide

Actinide

Übergangsmetalle

NichtmetalleHalbleiterMetalle

Das PSEAlkalimetalle

Erdalkalimetalle

Lanthanide

Actinide

Übergangsmetalle

NichtmetalleHalbleiterMetalle

Edelgase

Bindungen

Bindungen

Metalle und Nichtmetalle

EN-Diff.>1.7

Salze

Niggli-Formel

Ionengitter

Edelgascharakater

Aussenelektronen

wasserlöslich

gelöst, geschmolzen Leiter

IB

Nichtmetalle, HalbmetalleBindungen

Metalle und Nichtmetalle

EN-Diff.>1.7

Salze

Niggli-Formel

Ionengitter

Edelgascharakater

Aussenelektronen

wasserlöslich

gelöst, geschmolzen Leiter

IB

Nichtmetalle, HalbmetalleEN-Diff.<1.7

Aussenelektronen

Symmetrie

Oktettregel

Elektronenstrichformel

räuml. Anordnung

Moleküle

polar/hydrophil

unpolar/lipophil

Dipole

Isolator

EPB

Bindungen

Metalle und Nichtmetalle

EN-Diff.>1.7

Salze

Niggli-Formel

Ionengitter

Edelgascharakater

Aussenelektronen

wasserlöslich

gelöst, geschmolzen Leiter

IB

Nichtmetalle, HalbmetalleEN-Diff.<1.7

Aussenelektronen

Symmetrie

Oktettregel

Elektronenstrichformel

räuml. Anordnung

Moleküle

polar/hydrophil

unpolar/lipophil

Dipole

Isolator

EPB

Metalle, Halbmetalle

EN-Diff.<1.7

Kristalle

Intermetallisch

Substitution

Einlagerung/Nichtmetalle

Legierungen

Gemische

Platierung

Sinterstoffe

Elektr./Wärmeleiter

MB

Bindungen

Metalle und Nichtmetalle

EN-Diff.>1.7

Salze

Niggli-Formel

Ionengitter

Edelgascharakater

Aussenelektronen

wasserlöslich

gelöst, geschmolzen Leiter

IB

Nichtmetalle, HalbmetalleEN-Diff.<1.7

Aussenelektronen

Symmetrie

Oktettregel

Elektronenstrichformel

räuml. Anordnung

Moleküle

polar/hydrophil

unpolar/lipophil

Dipole

Isolator

EPB

Metalle, Halbmetalle

EN-Diff.<1.7

Kristalle

Intermetallisch

Substitution

Einlagerung/Nichtmetalle

Legierungen

Gemische

Platierung

Sinterstoffe

Elektr./Wärmeleiter

MB

freie EP

EP-Lücken

Komplexbindung

H mit O, N, F

polar

H-Brückenbindung

alle Atome/immer

sehr schwach

Van der Waals Bindung

Bindungen

Reaktions-ablauf

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.

Der 1. Hauptsatz der Thermodynamik sagt aus, dass in einem abgeschlos-senen System weder Energie erzeugt, noch vernichtet werden kann.

Sind die Produkte polarer als die Edukte, dann ist die Reaktion exo-therm; es wird heiss, H < 0

Reaktionsablauf

Der 2. Hauptsatz der Thermodynamik sagt aus, dass jede Energieänderung ihre Verluste hat. In einem abge-schlossenen System kann die Entro-pie nur gleich bleiben, zunehmen, aber niemals abnehmen.

Reaktionsablauf

Voraussetzungen für eine chem. Reaktion:

Reaktionsablauf

Die Teilchen müssen sich treffenJe mehr Teilchen vorhanden sind,

desto rascher die ReaktionJe grösser die Konzentration, desto

rascher die ReaktionJe höher die Geschwindigkeit

(Temperatur), desto rascher die Reaktion

Je günstiger die Geometrie, desto rascher die Reaktion

Gasglei-chung

p*V = n*R*T

Die allgemeine Gasgleichung lautet:

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 H2

0 + O20

Oxidation: 2 * OII- - 2 * 2e- 2 * O0

Reduktion: 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 Massenwir-kungsgesetz, kurz MWG.

Kk

k

C D

A B

c d

a b

8

Säuren&

Basen

Säuren & Basen

NahrungStoffwechselNatur

TechnikSchadstoffe

Vorkommen

sauer

seifigGeschmack

Säuren & Basen

NahrungStoffwechselNatur

TechnikSchadstoffe

Vorkommen

sauer

seifigGeschmack

Protonenspenderneutralisiert Basenlöst unedle Metalle

löst Kalk1-,2-,3-protonig

Säure

Protonenfängerneutralisiert Säuren

löst Eiweisse1-,2-,3-basig

Base

Reaktion

SigmoideKippeffekt

cs * Vs = cb * VbNeutralisation

Säuren & Basen

NahrungStoffwechselNatur

TechnikSchadstoffe

Vorkommen

sauer

seifigGeschmack

Protonenspenderneutralisiert Basenlöst unedle Metalle

löst Kalk1-,2-,3-protonig

Säure

Protonenfängerneutralisiert Säuren

löst Eiweisse1-,2-,3-basig

Base

Reaktion

SigmoideKippeffekt

cs * Vs = cb * VbNeutralisation

Säure+Base->SalzName: Metall+Säurerest

starke Säure => schwachestarke Base => schwache

konj. Basekonj. Säure

sauer/basisch

Salz

ReaktivitätpKs-Wert

pKb-WertpKw=pKs+pKb=14

Stärke

Säuren & Basen

NahrungStoffwechselNatur

TechnikSchadstoffe

Vorkommen

sauer

seifigGeschmack

Protonenspenderneutralisiert Basenlöst unedle Metalle

löst Kalk1-,2-,3-protonig

Säure

Protonenfängerneutralisiert Säuren

löst Eiweisse1-,2-,3-basig

Base

Reaktion

SigmoideKippeffekt

cs * Vs = cb * VbNeutralisation

Säure+Base->SalzName: Metall+Säurerest

starke Säure => schwachestarke Base => schwache

konj. Basekonj. Säure

sauer/basisch

Salz

ReaktivitätpKs-Wert

pKb-WertpKw=pKs+pKb=14

Stärke

c <= 1MpH=-log(H3O+)

pH=7:neutralquadr. Gleichung

Lösungen

schwache Säure/Base

Farbumschlag 2pHIndikatoren

pH-Wert

KapazitätPuffer

Säuren & Basen

Nomenklatur

Na2SO5 : NatriumpersulfatNa2SO4 : NatriumsulfatNa2SO3 : NatriumsulfitNa2SO2 : NatriumhyposulfitNaS : Natriumsulfid

HClO4 : PerchloratHClO3 : ChloratHClO2 : ChloritHClO : HypochloritHCl : Chlorid

Vom Namen des Salzes mit Endung ...at ausgehend:

• 1 Sauerstoff mehr ...perat• normale Sauerstoffsäure ...at• 1 Sauerstoff weniger ...it• 2 Sauerstoff weniger ...hypo...it • 1 Wasserstoff Hydrogen...• 2 Wasserstoffe Dihydrogen...

Nomenklatur

Acid Rain

Ein Beispielfall von Säuren in der Natur, welches auch uns betrifft, liefert das Thema des:

natürlich pH=5.6Europa pH=4.1

extreme pH=3.0Fischsterben

Phänomene

H2SO4SO2

HNO3

OzonNO2

Konz.*10!!Tropfen, Nebel

Wolken

Acid Rain

natürlich pH=5.6Europa pH=4.1

extreme pH=3.0Fischsterben

Phänomene

H2SO4SO2

HNO3

OzonNO2

Konz.*10!!Tropfen, Nebel

Wolken

DiatomeenTransport v. NO3(-)

Transport v. SO4(2-)Boden

Lachsfänge, Norwegen

wird mobilWachstum v. Mikroorganismen

Aluminium

Normal 6.5bei 6 aussterben v. Kleinen

5.6 crayfishAblauf

Wasser

Acid Rain

natürlich pH=5.6Europa pH=4.1

extreme pH=3.0Fischsterben

Phänomene

H2SO4SO2

HNO3

OzonNO2

Konz.*10!!Tropfen, Nebel

Wolken

DiatomeenTransport v. NO3(-)

Transport v. SO4(2-)Boden

Lachsfänge, Norwegen

wird mobilWachstum v. Mikroorganismen

Aluminium

Normal 6.5bei 6 aussterben v. Kleinen

5.6 crayfishAblauf

Wasser

ca. 30%70-er Jahre

Al-Freisetzung

Mg(2+)

Ca (2+)Nährstoffeauswasch

Einfluss d. Erde

blockiert Spaltöffnung

verhindert PhotosyntheseEinfluss SO2

FrostempfindlichkeitPilzbefall

BorkenkäferBäume werden geschwächt

Wälder

Acid Rain

natürlich pH=5.6Europa pH=4.1

extreme pH=3.0Fischsterben

Phänomene

H2SO4SO2

HNO3

OzonNO2

Konz.*10!!Tropfen, Nebel

Wolken

DiatomeenTransport v. NO3(-)

Transport v. SO4(2-)Boden

Lachsfänge, Norwegen

wird mobilWachstum v. Mikroorganismen

Aluminium

Normal 6.5bei 6 aussterben v. Kleinen

5.6 crayfishAblauf

Wasser

ca. 30%70-er Jahre

Al-Freisetzung

Mg(2+)

Ca (2+)Nährstoffeauswasch

Einfluss d. Erde

blockiert Spaltöffnung

verhindert PhotosyntheseEinfluss SO2

FrostempfindlichkeitPilzbefall

BorkenkäferBäume werden geschwächt

Wälder

Katalysator SO2-SO4(2-)Reduziert Frostabwehr

OxidationOzon

Ammoniak

billig: CaCO3; KalkNeutralisation mit Base

Katalysatoren: 2 NO2 --> N2 + 2 O2

Kalk, Dünger & Nährstoffen erdenMassnahmen

Acid Rain

Organische Chemie

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)

Die Organische Chemie befasst sich hauptsächlich mit Kohlenstoffverbindungen.

• Stellungsisomeriegleiche Anzahl, verschiedene Atomsorten, verschiedener Aufbau

• cis-trans-Isomeriegleicher Aufbau, verschiedene Lage bez. Doppelbindung

• Isomerie im Ringgleicher Aufbau, verschiedene Lage bez. Ring

• Chiralitätgleicher Aufbau, gleiche Lage, verschiedene räuml. Reihenfolge

Man unterscheidet folgende Isomerien:

Man sieht immer die Komplemetärfarbe jener, die absorbiert wird.

Die Farbe von Substanzen

• Alkohol

• Aldehyd

• Keton

• Säure

• Esther

• Ether

• Amin

• Halogene

Funktionelle Gruppen...

... sind Atomgruppen mit besonderen physikalischen und chemischen Eigenschaften.

Benennung von C-Verbindungen

Zahlwörter:1 mono2 di3 tri4 tetra5 penta6 hexa7 hepta8 octa9 nona10 deca

Anzahl C-Atome bei Alkane1 Methan2 Ethan3 Propan4 Butan5 Pentan6 Hexan7 Heptan

...

Substanz-Eigenschaften

Beurteilung von Substanzen anhand der

folgenden Punkte:

Aggregatzustand

Farbe

Leitfähigkeit

physikalisch

Substanz-Eigenschaften

Aggregatzustand

Farbe

Leitfähigkeit

physikalisch

Bindungen

Funkt. Gruppen

Polarität

Brennbarkeit

Spannungen

Ox.Zahlen

Reaktivität

Isomerien

chemisch

Substanz-Eigenschaften

Aggregatzustand

Farbe

Leitfähigkeit

physikalisch

Bindungen

Funkt. Gruppen

Polarität

Brennbarkeit

Spannungen

Ox.Zahlen

Reaktivität

Isomerien

chemisch

Wirksamkeit

Aufnahme

Transport

Speicherung

Ausscheidung

Geruch

Geschmack

physiologisch

Substanz-Eigenschaften

Aggregatzustand

Farbe

Leitfähigkeit

physikalisch

Bindungen

Funkt. Gruppen

Polarität

Brennbarkeit

Spannungen

Ox.Zahlen

Reaktivität

Isomerien

chemisch

Wirksamkeit

Aufnahme

Transport

Speicherung

Ausscheidung

Geruch

Geschmack

physiologisch

Abbau

Anreicherung

Verbreitung

ökologisch

Substanz-Eigenschaften

Kunst-stoffe

organisch

anorganisch

Zusammensetzung

Cellulose

Proteine

Kautschuk

Silikate

Naturfaser

Celluloseacetat

biotechnolog. Faser

Chemiefaser

Kohlefaser

Glasfaser

org. Faser

Synthesefaser

HerkunftKunststoffe

organisch

anorganisch

Zusammensetzung

Cellulose

Proteine

Kautschuk

Silikate

Naturfaser

Celluloseacetat

biotechnolog. Faser

Chemiefaser

Kohlefaser

Glasfaser

org. Faser

Synthesefaser

Herkunft

Polymerisation

Polykondensation

Biotechnologie

Natur

Herstellung

Duroplaste

Thermoplaste

Verformbarkeit

Molekülgrösse/Polymerisationsgrad

Grösse Seitenkette

Kristallinität

Polarität

Quervernetzung

Struktur

Kunststoffe

organisch

anorganisch

Zusammensetzung

Cellulose

Proteine

Kautschuk

Silikate

Naturfaser

Celluloseacetat

biotechnolog. Faser

Chemiefaser

Kohlefaser

Glasfaser

org. Faser

Synthesefaser

Herkunft

Polymerisation

Polykondensation

Biotechnologie

Natur

Herstellung

Duroplaste

Thermoplaste

Verformbarkeit

Molekülgrösse/Polymerisationsgrad

Grösse Seitenkette

Kristallinität

Polarität

Quervernetzung

Struktur

Schmelzpunkt

Viskosität

Steifigkeit

spez. Gewicht

Härte

Schlagzähigkeit

Zugfestigkeit

Gasdurchlässigkeit

Witterungsbeständigkeit

Transparenz

Abbaubarkeit

Eigenschaften

reine Stoffe

Gemische (Blends)

Verbundstoffe

faserverstärkt

gefüllt

Art

Kunststoffe

Wirk-stoffe

Alles ist Gift und nichts ist Gift; es kommt allein auf die Dosis an.

• Nahrung

• andere Wirkstoffe

• Alkohol

• Gesundheitszustand/individuelle Unterschiede

• Umwelteinflüsse (kalt, heiss, ...)

• Menge (od. Dosis)

• Art der Einnahme

• Zustände

• Alter, Geschlecht

• Verhalten

• zeitliche Schwankung

Faktoren, welche eine Wirkung beeinflussen:

E

E

D

K Dm d

DosiswirkungskurveOxxupationstheorie

W k c t

c-t-ProduktHaber'sche Regel

MOK: Maximale Organ Konzentration

MAK: Maximale Arbeitsplatz Konzentration

MEK: Maximale Emmissions Konzentration

MIK: Maximale Immissions Konzentration

ADI/NEL: Acceptabel Daily Intake

t konst D

W konst D t a

11

.

.'

Carcinogene Wirkung

Elektro-chemie

ZnSO4

Zn

Cu

CuSO4

Elektrochemische Spannungsreihe

Das unedlere Metall löst sich auf, das edlere scheidet sich ab.

Edleres Metall: Cu2+ + 2 e- Cu0

Unedleres Metall: Zn0 - 2 e- Zn2+

ZnSO4

Zn

Cu

CuSO4

Elektrochemische Spannungsreihe

Durch die Unterschei-dung 'edler als.../unedler als...' lässt sich die Elek-trochemische Span-nungsreihe erstellen.

• 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!

Verschiedene Energiespeicher

E ER T

n Fk

ln

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 Ähnlich-keiten mit bekann-

ten Personen ist nicht gewollt und

rein zufällig.

Jegliche Ähnlich-keiten mit bekann-

ten Personen ist nicht gewollt und

rein zufällig.

Dies ist ein Leer-mittel. Zu Risiken

und Nebenwir-kungen lesen sie die Packungsbei-lage oder fragen

Sie Ihre 'Zimmer-pflanze'.

Copyright by

YtZ DmbC:

BrYan Brocker

&

Michael LutZ

17. Februar 1997