Allgemeine Chemie im WiSe 2024/2025 – Musterlösungen (Vokabeln)

Kompakte Vokabelfragen zu Schlüsselbegriffen der Musterlösungen: Phasen, Dispersion, Isotope, Reaktionsgleichungen, Thermodynamik, Kinetik, Bindungen, Elektrochemie, und Spektroskopie.

Phase

Abgegrenzte Menge eines einheitlichen Stoffes; homogen, optisch einheitlich; durch scharfe Grenzflächen von anderen Phasen abgegrenzt.

Dispersionsmittel

Kontinuierliche Phase einer Dispersion; die dispergierte Phase liegt darin fein verteilt; z. B. Öl in Wasser oder Wasser in Öl.

Dispersion

System aus zwei oder mehr Phasen, bei dem eine Phase kontinuierlich (Dispersionsmittel) und mindestens eine dispergiert ist; neigt zur Entmischung.

Aerosol

Dispersion von flüssig in gasförmig (Nebel) oder fest in gasförmig (Rauch).

Emulsion

Flüssig-in-flüssig-Dispersion, z. B. Wasser-in-Öl (Handcreme) oder Wasser-in-Öl-Vinaigrette.

Suspension

Aufschlämmung von festen Teilchen in einer Flüssigkeit; heterogen.

Lösung

Homogene Mischung, in der gelöste Teilchen auf Molekül-Ebene mit dem Lösungsmittel wechselwirken; meist kleinste Teilchen.

Suspension vs. Lösung vs. Emulsion (Beispiel/Unterscheidung)

Suspensionen: fest-in-Flüssig (heterogen); Lösungen: homogen (fest/gelöst in Flüssigkeit); Emulsionen: Flüssig-in-Flüssig.

Phase (Dispersion) – Beispiel für Portale

Dispersionssysteme bestehen aus kontinuierlicher Phase (Dispersionsmittel) und dispergierter Phase; z. B. Öltröpfchen auf Wasser.

Phase (thermodynamisch)

Abgegrenzte Menge eines einheitlichen Stoffes, homogen, optisch einheitlich, durch Grenzflächen abgegrenzt.

Isotop

Atomhülle mit gleicher Protonenzahl, aber unterschiedlicher Neutronenzahl; verschiedene Nuklide desselben Elements.

Monoisotopisch

Element mit nur einem stabilen Nuklid; besitzt genau ein stabiles Isotop.

Isobare Nuklide

Nuklide mit derselben Massenzahl A, aber unterschiedlicher Protonen-/Nukleonenzusammensetzung.

Isobare – Beispiele

Beispiele: Elemente oder Nuklide mit identischer Massenzahl, aber verschiedene Zusammensetzungen; z. B. m=40 Ar vs. 40 Ca.

Nuklid

Beliebige Kombination aus Protonen und Neutronen im Atomkern; definierte Massenzahl A, Ordnungszahl Z.

Elektronenaffinität (EA)

Energieaufnahme oder -abgabe beim Aufnahme eines Elektrons durch ein Atom; oft negativ, d. h. Energie wird beim Elektronenaufbau frei.

Ionisierungsenergie (EI)

Energie, die benötigt wird, um ein Elektron aus einem Atom zu entfernen; EI ist positiv.

Elektronegativität (EN)

Bestreben von Atomen, Bindungselektronen anzuziehen; steigt von links unten nach rechts oben im PSE; Edelgase ausgenommen.

Edelgasregel

Bestreben, in Verbindungen die Elektronenkonfiguration der jeweils benachbarten Edelgasekonfiguration zu erreichen.

Oxidationszahl

Formale Zuordnung der Elektronen in Verbindungen; dient zum Bestimmen von Redoxreaktionen.

Redoxreaktion

Chemische Reaktion mit gleichzeitiger Reduktion und Oxidation zweier Teilchen.

Oxidationsmittel

Stoff, der andere Stoffe oxidiert; selbst reduziert.

Reduktionsmittel

Stoff, der andere Stoffe reduziert; selbst oxidiert.

Nernst-Gleichung

Zusammenhang E = E0 + (RT/zF) ln(activityOx/activityRed) zwischen Potentialen und Aktivitäten.

Standardpotential (E0)

Standardpotential einer Halbzelle unter Standardbedingungen; Referenzwert für Nernst-Gleichung.

Gitterenergie

Energie, die frei wird, wenn sich ein festes Ionenkristall aus Gasphasen bildet; hängt von Ionenladungen, Abständen ab.

Hydrathülle/Hydratation

Schicht aus Wasser um gelöste Ionen; beeinflusst Dampfdruck und Löslichkeit in Lösungen.

Katalysator

Beschleunigt eine Reaktion, ändert ggf. Mechanismus, beeinflusst nicht die Lage des Gleichgewichts; selbst unverändert.

Aktivität

Effektive Konzentration in Lösungen; definiert als ai = γi c_i / c°; Relevanz im MWG.

Löslichkeitsprodukt (KL)

Produkt aus den Gleichgewichts-konzentrierungen gelöster Ionen in gesättigten Lösungen; KB- oder KL-Wert.

Molare Masse (M)

Masse von 1 Mol eines Stoffes in Gramm; Verhältnis aus Atommassen/Summe der Formwelemente.

Formelmasse (F)

Summe der Atommassen der Elemente einer chemischen Verbindung; bezogen auf 1 Molekül.

Mol

Basisgröße der Stoffmenge; 6,022×10^23 Teilchen pro Mol; Einheit zur Quantifizierung chemischer Stoffmenge.

Molvolumen (Vm)

Molare Volumen eines Gases: Volumen, das 1 Mol Gas bei bestimmter T und p einnimmt (z. B. 22,414 L/mol bei 0 °C, 1 atm).

Dichte

Masse pro Volumen; z. B. Dichte g/mL oder kg/m^3; temperatur- und druckabhängig.

Siedepunkt/Gefrierpunkt

Temperaturen, bei denen Dampfdruck die Umgebungsbedingungen bzw. Gefrierpunkt erreichen; beeinflusst durch intermolekulare Kräfte.

Latente Wärme

Enthalpie, die bei Phasenübergängen (Schmelzen/Verdampfen) ohne Temperaturänderung zugeführt/abgegeben wird.

Hess’scher Satz

Gesamtenthalpie eines Reaktionswegs ist die Summe der Enthalpien der Teilschritte; Zustandsgrößen.

Entropie (S)

Maß für Unordnung/Anordnung; Änderungen bei Reaktionen beschrieben; S↑ bedeutet größere Unordnung.

Gibbs-Energie (ΔG)

Freie Energieänderung, Bestimmung, ob Reaktion spontan ist: ΔG = ΔH − TΔS.

Le Chatelier

Prinzip, wonach ein System auf eine Störung reagiert, indem es versucht, die Störung zu mindern.

MWG (Massenwirkungsgesetz)

Beziehung der Reaktanten- und Produktkonzentrationen durch Koeffizienten; Gleichgewichtszustand.

Neutralpunkt/Äquivalenzpunkt

pH-Wert, bei dem Lösung neutral ist (OH− = H3O+); Äquivalenzpunkt entspricht vollständiger Neutralisation.

Indikator

Stoff, der den Äquivalenzpunkt einer Titration durch Farbwechsel markiert; muss saure/basieformen zweier Form unterscheiden.

Puffer

Lösung, die durch Zugabe von Säure/Base den pH-Wert annähernd konstant hält; wirkt gegen Störungen.

pH/Wert

Minuslogarithmus der Aktivität von H3O+ in Lösung; Maß für saure/basische Lösung.

pOH

Minuslogarithmus der Hydroxidaktivität; zusammen mit pH ergibt sich pH + pOH = 14 (bei 25 °C).

pKS/pKB

Negativer Logarithmus der Säure-/Base-Konzentration; Maß für Stärke von Säuren/Basen.

Phasendiagramm von Wasser

Phasendiagramm mit Tripelpunkt und kritischem Punkt; außergewöhnliche Schmelz-/Dampfdruckverläufe von Wasser.

Kern-Nuklid-Relation

Isotope, Nuklide, Z, A; Beziehung N(n) = A − Z; Isobare, etc.

Orbitale

ℓ bezeichnet Bahndrehimpuls; m Magnetquantenzahl; s, p, d, f Orbitale mit charakteristischen Formen.

Knotenflächen

Orte/Flächen, an denen die Wellenfunktion Ψ null ist; im Kern verschiedenartige Orbitale gekennzeichnet.

VSEPR-Modell

Elektronenpaar-Abstoßungsmodell zur Vorhersage der Molekülgeomtrie (ABnEm).

Hybridisierung

Aufbau geometrischer Orbitale durch die Kombination von s- und p-Orbitalen; erklärt Tetraederform u.a.

Lösungsmittel/Dispersionsmittel vs. Dispersions-Phase

Unterscheidung, welches Teilchen kontinuierlich ist; welches fein verteilt.

Walx/Fluss von Elektronen in Metallen

Elektronen als Elektronengas, p-T Zustand: Bändermodell; Leitung durch frei bewegliche Elektronen.

Gitterenergie – Vergleich AgBr vs. AgI

Abstand und Ladung bestimmen Gitterenergie; größere Ionen → schwächere Anziehung, geringere Gitterenergie.

Bal eher: Reaktive Stoffe – Starke/Schwache Säuren/Basen

KS/KB bzw. pKS/pKB-Werte geben Stärke; starke Säure/Base nahezu vollständige Dissoziation; schwache kaum.

Säure/Base (Bronsted-Lowry)

Säure gibt Proton ab, Base nimmt Proton auf; Neutralisation: H+ + OH− ⇌ H2O.

Haber-Bosch (NH3)

N2 + 3 H2 ⇌ 2 NH3; Beispiel für stöchiometrische Reaktion; starke Relevanz in Ammoniak-Synthese.

Rydberg-Formel (RYDBERG)

Für ein-Elektronen-Systeme: λ- oder ΔE hängt nur von n1, n2 ab; Übergänge erzeugen Spektrallinien.

Bindungsarten

Chemische Bindungen: metallisch, ionisch, kovalent; Elektronenbeteiligung unterschiedlich.

Kationen/Anionen

Kationen tragen positive Ladung, Anionen negative Ladung; zentrale Bausteine in Salzen.

Katalysator – Auswirkungen

Erhöht Reaktionsgeschwindigkeit, beeinflusst Mechanismus, ändert nicht Aktivierung Energie ΔG signifikant.

Oxidationszahlen – Beispiele

Zahl, die Elektronenbilanz in einer Verbindung angibt; nützlich zur Feststellung von Redox-Reaktionen.

MWG – dimensional losen Ausdruck

Verwendung von Partialdrücken in MWG, oft durch Normaldruck geteilt, um Dimensionslosigkeit zu erlangen.

Aktivität vs Konzentration

Aktivität ai = γi c_i/c°; Idealverdünnte Näherung a ≈ c; reale Lösungen Abweichungen durch γ.