Inhalt des Skripts "Physikalische Chemie":
  1. Vorwort, 13

  2. Wissenswertes, 15
    1. Gleichgewichte (allgemein), 15
    2. Physikalisches Gleichgewicht, 15
    3. Thermisches Gleichgewicht, 15
    4. Physikalisch Thermodynamisches Gleichgewicht, 16
    5. Chemisches Gleichgew., Echtes Thermodyn. Gleichgew., 16

  3. Gasgesetze, 17
    1. Ideales Gas, 17
      1. Partialdruck, Konzentration, Dichte, 17
    2. Zustandsfunktion, 18
    3. Partielle Differentialquotienten, 18
      1. Thermischer Ausdehnungskoeffizient, 19
      2. Kompressibilitätskoeffizient, 19
      3. Partielle Volumenänderung, 19
    4. Totales Differential des Volumens, 19
    5. Reale Zustandsgleichung von Gasen, 19
      1. Van der Waals Gleichung, 19
      2. Virialgleichung, Abweichung vom idealen Verhalten, 20
      3. Realfaktor, 20
    6. Verhalten des Van-der-Waals Gases, 22
    7. Verteilung der Moleküle auf versch. Energiezustände, 24
      1. Barometrische Höhenformel (Bsp. 1), 24
      2. Halbwertsdruck, 24
      3. Zentrifuge (Bsp. 2), 24
    8. Boltzmann-Verteilung, 24
      1. Bolzmann-Verteilung I, 24
      2. Wahrscheinlichste Verteilung, 25
      3. Stirling'sche Formel (Einschub), 25
      4. Boltzmann-Verteilung II, 25
      5. Boltzmannsatz/Boltzmann'sche e-Funktion (III), 26

  4. Kinetische Gastheorie, 27
    1. Lennard-Jones-Potential (Einschub), 27
    2. Druck des idealen Gases, 27
    3. Graham'sches Gesetz, 28
    4. Urantrennung, 28
      1. Trenndüsenverfahren, 28
      2. Zentrifugentrennung, 29
    5. Molare Wärmekapazität, 29
      1. Molare Wärmekapazität bei konstanten Volumen, 29
    6. Freiheitsgrade, 29
      1. Anwendung Freiheitsgrade, 30
    7. Molekül-Stoßzahl eines Moleküls, 30
      1. Freie Weglänge, 31
      2. Gesamtzahl aller Stöße, 31
    8. Maxwell-Boltzmann-Geschwindigk.-Verteilung, 31
      1. Eindimensionale Verteilungsfunktion, 31
      2. Zweidimensionale Verteilungsfunktion, 32
      3. Dreidimensionale Verteilungsfunktion, 32
      4. Stern-Lammert-Experiment, 34
    9. Transportgesetze, 34
      1. Viskosität, Impulstransport, 34
      2. Wärmetransport, 36
      3. Teilchentransport, Diffusion, 36
      4. Expansion ins Vakuum, Fick'sche Gesetze, 37
    10. Wechselwirkungspotentiale, 38

  5. Thermodynamik, 39
    1. Erster Hauptsatz der Thermodynamik, 39
      1. Zustandsfunktionen, 40
    2. Enthalpie, 41
      1. Reaktionsenthalpien bei Zimmertemperatur, 42
      2. Reaktionsenthalpien bei beliebiger Temperatur, 43
      3. Kirchhoff'sches Gesetz, 43
      4. Zusammenhang zw. Reaktionsenthalpie und -Energie, 44
      5. Caloriemetr. Bestimmung der Reaktionsenthalpien und -Energien}, 44
      6. Verbrennungsenthalpie, 44
    3. Innerer Druck, innere-, äußere Arbeit, 45
    4. Expansion eines idealen Gases ins Vakuum, 45
      1. Adiabatische Expansion ins Vakuum, 46
    5. Arbeitsleistung des Idealen Gases, 47
      1. Expansion ins Vakuum, 47
      2. reversible, isotherme Expansion, 47
      3. reversible, adiabatische Expansion, 47
      4. Isenthalpe adiabatische, reversible Expansion, 48
    6. Linde-Verflüssigung von Luft, Linde-Kälte-Maschine, 49
    7. Umwandlung von Wärme in mechanische Energie, 50
      1. Wärmekraftmaschine nach Carnot, 50
      2. Thermodynamischer Wirkungsgrad, 51
    8. Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik, 52
      1. Wärmepumpe, 52
      2. Gegeneinanderschalten zweier Carnot-Maschinen, 53
    9. Entropie, 54
      1. Clausius'sche Ungleichung, 56
      2. Totales Differential der Entropie, 56
      3. Poisson'sche Gleichung, 58
    10. freie Energie, 58
    11. freie Enthalpie, 59
    12. chemisches Potential, 60
    13. Aggregatzustände, 61
    14. Phasenübergänge, 61
      1. Phasengrenzlinie Flüssigkeit---Gas (Verdampfung), 62
      2. Phasengrenzlinie Festkörper---Dampf (Sublimation), 62
      3. Phasengrenzlinie Festkörper---Flüssigkeit (Schmelzvorgang), 63
    15. Druckabhängigkeit des chem. Potentials (id. Gas), 64
    16. Trennfaktor der Destillation:, 65
    17. Kolligative Eigenschaften, 66
      1. Siedepunktserhöhung, 67
      2. Gefrierpunktserniedrigung, 67
      3. Osmotischer Druck, 68
      4. Löslichkeit, 68
      5. Löslichkeit, Temperaturabhängigkeit, 69
      6. Löslichkeit, Druckabhängigkeit, 69
    18. Chemische Gleichgewichte, 69
    19. Gleichgewichtskonstante, 70
    20. Zusammenfassung: Dampfdruck... , 70
    21. Gleichgewichtskonstante und freie Enthalpie, 71
      1. Umrechnung der Gleichgewichtskonstante, 72
      2. Das Prinzip des kleinsten Zwanges, 74
    22. Dissoziationsgrad, 75
    23. Gekoppelte Reaktion, 75
      1. Kohlenmonoxid Konversion, 75
      2. Eigendissoziation von Wasser, 76
      3. Ionenprodukt des Wassers, 76
      4. Hydrolysegleichgewicht, 76
    24. Aktivität und Fugazitätskoeffizient, 77
    25. Gibbs-Duhem Gleichung, 79
    26. Formeln ?!, 80

  6. Chemische Kinetik, 82
    1. Reaktionsgeschwindigkeit, Reaktionsordnung, 82
      1. Partialbruchzerlegung, 85
      2. Gleichgewichtsreaktion, 85
      3. Parallelreaktion, 86
      4. Folgereaktion, 87
    2. Prinzip des Quasistatischen Zustandes, 88
      1. Folgereaktion mit vorgelagertem Gleichgewicht, 88
    3. Kettenreaktionen, 89
      1. Knallgasreaktion, 90
      2. Reaktion mit Hilfe des Stoßansatzes, 91
      3. Aktivierungsenergie, 92
      4. Monomolekularer Zerfall, Peroxid Isomerisierung, 95
    4. Experimentelle Methoden für schnelle Reaktionen, 96
      1. Mischtechnik, 96
      2. Flash-Methoden, 96
      3. Sprung-, Relaxationsmethoden, 96
      4. Ultraschallabsorption, 98
    5. Katalyse, 98
    6. Theorie des übergangszustands, 101
      1. Druckabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit, 105

  7. Elektrochemie, 106
    1. Elektrolyt-Leitfähigkeit, 106
    2. Beweglichkeit, 107
    3. Dissoziationsgrad, 108
    4. Realitätseffekte, 108
      1. Messung der Gleichgewichtskonstante unter Fremdstoffzugabe, 111
    5. Elektrochemie, 114
    6. Elektrochemische Zellen, 114
      1. Daniell-Element, 114
      2. Chlor-Wasserstoff-Zelle, 116
      3. Knallgaszelle, 117
      4. Gegeneinandergeschaltete Zellen, 117
      5. Helmholtz'sche Doppelkette, Konzentrationskette, 118
      6. Standardelektrodenpotential, 120
    7. Wertigkeitswechsel, 121
    8. Reduktionskraft, 122
    9. Löslichkeit, Löslichkeitsprodukt (Einschub, Nachtrag), 123
    10. Elektroden zweiter Art, 123
      1. Kalomel-Elektrode, 124
      2. Weston-Standard-Zelle, 124
    11. Glas-Elektrode, 125
    12. Silber, Chlorid, Bromid, Iodid, ... -Elektrode, 126

  8. Statistische Thermodynamik, 131
    1. Boltzmannverteilung, 131
    2. Zustandssumme, 131
      1. Einteilchenzustandssumme, 131
      2. Systemzustandssumme, 132
    3. Thermodynamische Zustandsfunktionen (statistisch), 132
      1. Innere Energie (statistisch), 132
      2. Wärmekapazität (statistisch), 133
      3. Entropie (statistisch), 133
    4. Energiezustände (Translation, Rotation, Schwingung), 134
      1. Schrödinger-Gleichung, zeitunabhängig, 134
    5. Translationszustandssumme, 137
      1. Thermodynamische Zustandsfunktionen (der Translation), 138
    6. Deutung der Zustandssumme, 139
    7. Heisenberg'sche Unschärferelation, 139
    8. Rotationszustandssumme, 140
      1. Innere Energie der Rotation, 141
    9. Schwingungszustandssumme, 142
    10. Gesamtzustandssumme, 145
    11. ZUSAMMENFASSUNG, 146
      1. Zustandssumme, allg., 146
      2. TD-Zustandsfunktionen, 146
      3. Energiezustände, 146
      4. Hochtemperaturzustandssummen, 147
      5. Beispiel: Kohlenmonoxid, 147
    12. Deutung der Entropie (Boltzmann), 149
    13. Modifikationen des Wasserstoffs, 151
      1. Drehimpuls eins linearen Moleküls, 151
      2. Spin, 151
      3. Zustandssumme, 152
      4. Gleichgewichtskonstante (statistisch), 153
    14. Wärmekapazität von Festkörpern, 156
      1. Regel von Dulong und Petit, 156
      2. Einstein-Formel der Wärmekapazität, 157
      3. Debye-Formel der Wärmekapazität, T^3-Gesetz, 158

  9. Spektroskopie, 159
    1. Licht- und Absorptionsspektroskopie, 159
      1. Lambert-Beer'sches Gesetz, 160
      2. Starrer Rotator, Rotationsübergang, 161
      3. Harmonischer Oszillator, Schwingungsübergang, 163
    2. Morse-Potential, 166
    3. Rotations-Schwingungsspektrum, 167
      1. Fortrat-Diagramm, 169
    4. Raman-Spektroskopie, 170
    5. Lichtabsorption im VIS, Elektronenübergänge, 172
    6. Bohr'sches Atommodell, 173
    7. Stern-Gerlach Versuch, 174
    8. Elektronenspinresonanz-Spektroskopie, ESR, 174
    9. makroskopische magnetische Eigenschaften, 178
    10. Kernspinresonanzspektroskopie, NMR, 179

  10. Übungsaufgaben Gastheorie, 181
    1. Wechselwirkung, Gleichgewichtsabstand, 181
    2. Anziehungskraftgesetz zwischen Ion und Dipol, 182
    3. Thermische Ausdehnung und Kompressibilität, 183
    4. Kompressibilität eines idealen/van-der-Waals-Gases, 184
    5. Boltzmann-verteilte Rotationsenergie, 185

  11. Übungsaufgaben Kinetische Gastheorie, 187
    1. Trennverfahren, 187
    2. Berechnung diverser Größen des Wasserstoffgases, 187
    3. Geschwindigkeitsverteilung, 188
      1. Die häufigste Geschwindigkeit ux bzw. u, 189
      2. Die mittlere Geschwindigkeit ux bzw. u, 190
      3. Die mittlere Geschwindigkeit ux^2 bzw. {u^2}, 191
    4. Geschwindigkeitsverteilung im Verhältnis zu u, 191
    5. Stoßzahlen bei H2 und I2, 192
      1. H2 und H2, 192
      2. I2 und I2, 192
      3. H2 und I2, 192
    6. Viskosität der Luft, 193
    7. Wärmediffusion, 194
    8. Diffusion eines Teilchens in eine Richtung, 195
    9. Isotherme für ideales Gas, van-der-Waals-Gas, 195
    10. Kritischer Punkt von Stickstoff, 197
    11. Realfaktor in Abhängigkeit vom Druck, 197
    12. (Reduzierter) Kompressibilitäts-, Ausdehnungskoeffizient, 198

  12. Übungsaufgaben Thermodynamik, 200
    1. Diff. der molaren Wärmekapazität CP-CV bei konst. Temperatur, 200
    2. Standardbildungsenthalpie,Delta H,Delta U der Verbrennung von Glukose, 200
    3. Innerer Druck, isothermer Drosseleffekt bei van-der-Waals-Gasen, 202
    4. Kritische, Boyle-, Siede-, Inversionstemperatur, 204
    5. Innerer Druck Pi und Druck für reale Gase, 204
    6. V und T bzw. p bei adiabatischer Volumenänderung, 205
    7. Volumenabhängigkeit von CV, 206
    8. Carnot'scher Kreisprozeß mit van-der-Waals-Gas, 207
    9. Molare Wärmekapazität CP eines van der Waals Gases, 208
    10. Wärmepumpe, Carnotmaschine im Einsatz, 209
    11. Entropieänderung bei Temperaturerhöhung, 210
    12. Entropieänderung bei Druckerhöhung, 211
    13. Schmelzpunkt berechnen, 212
    14. Druck-, Volumenabhängigkeit der Entropie, 212
    15. Entropieänderung bei Gasmischung, 214
    16. Fraktionierte Destillation einer idealen Mischung, 215
    17. Gefrierpunktserniedrigung, 217
    18. Reaktionsgrößen und Gleichgewichtskonstanten, 217
    19. Dimerisation von NO2, 219
    20. Exzeßgrößen, 220
    21. Ideale Mischung aus idealen Gasen, 221

  13. Übungsaufgaben Reaktionskinetik, 223
    1. Zeitgesetz einer Reaktion A+B-> C 2. Ordnung, 223
    2. Zeitgesetze integrieren, Reaktionshalbwertzeit, 224
    3. Folgereaktion, Reaktion Pseudo-1.Ordnung, 225
    4. Umsatzvariable, 225
    5. Geschwindigkeitskonst. bei Gleichgewichtsreaktion 1. Ordnung, 226
    6. Reaktionsgeschwindigkeit mal ganz einfach, 227
    7. Bestimmung der Reaktionsordnung, 228
    8. Ea bei Reaktion mit dop. vorgelagertem Gleichgewicht, 229
    9. Temperatursprungmethode, 230
    10. Drucksprungversuch bei flüssiger Phase, 231
    11. Reaktionskinetik von zwei Molekülen in Gasphase, 232
    12. Druckabhängigkeit der Geschwindigkeitskonstante, 233

  14. Übungsaufgaben Elektrochemie, 234
    1. Ionenäquivalentleitfähigkeiten; Ionenbeweglichkeit, 234
    2. äquivalentleitfähigkeit konzentrationsabhängig, 234
    3. Dissoziationskonstante berechnen, 235
    4. Ionenäquivalentleitfähigkeit eines einzelnen Ions, 236
    5. Dissoziationsgrad und Ionenprodukt berechnen, 237
    6. EMK mit und ohne Aktivitätskoeffizienten, 237

  15. Übungsaufgaben Statistische Thermodynamik, 239
    1. Unschärfe der Geschwindigkeit errechnen, 239
    2. Energie der Rotations-/Schwingungszustände, 239
    3. Zustandssummen berechnen, 240
    4. Entropie aus Zustandssummen, 241
    5. Zustandssumme und Wellenlänge, 242
    6. Heisenberg'sche Unschärferelation (Umrechnung), 243
    7. Translationsquantenzahl des Wasserstoffs, 243
    8. Rotationsquantenzahl des Wasserstoffs, 244
    9. Schwingungsquantenzahl des Wasserstoffs, 244
    10. Besetzungsverhältnis der Rotation und Schwingung (H2), 245
    11. Schwingungszustandssumme aufsummieren, 245
    12. Rotationszustandssumme aufsummieren, 246
    13. Gleichgewichtskonstante aus Symmetriezahlen, 246
    14. Schwingungsfrequenzen berechnen, 247
    15. Transition-State Zustand und Arrheniusfaktor, 248
    16. Zustandssummen und sterischer Faktor, 249
    17. Aktivierungsvolumen berechnen, 250

  16. Übungsaufgaben Spektroskopie, 251
    1. Rotationskonstante von HCl-Isotopen berechnen, 251
    2. Morse-Potential, 252

  17. Praktikumsklausuraufgaben (1992), 254
    1. reversible adiabatische Expansion, 254
    2. Verdampsfungsenthalpie, 254
    3. Kühlpumpe, Wirkungsgrad, 255
    4. EMK-Bestimmung aus Gleichgewichtskram, 256
    5. Temperaturkoeffizient aus Verdampfungsenthalpie, 257

  18. Praktikumsklausuraufgaben (1993), 258
    1. Gibbs-Duhem Gleichung mit chem. Potential, 258
    2. Aktivitätskoeffizienten der HCl-Zelle, 259
    3. äquivalentleitfähigkeit berechnen, 259
    4. Aktivitätskoeffizienten mit Virialkoeffizient B, 260
    5. Adiabatische Expansion, 260
    6. mittlere Geschwindigkeit, - freie Weglänge, Stoßzahl, 261
    7. übliches Rezept der T-Abhängigkeit ?!, 261
    8. Gleichgewichtskonstante aus Reaktionsenthalpie und -Entropie, 262
    9. Geschwindigkeitsgesetz mit Umsatzvariablen, 263
    10. Umformen von cm^3/sec in l/(Mol h), 264

  19. Praktikumsnachkachklausuraufgaben (1993), 266
    1. pH-Wert und pKS-Wert, 266
    2. Innere Energie, Enthalpie, Entropie, freie Energie und Enthalpie, 266
    3. Entropieänderung von Helium, 267
    4. Volumenarbeit bei isothermer reversibler Expansion, 268
    5. Beweglichkeit, überführungszahlen, 269
    6. Löslichkeit aus EMK, 270
    7. Viskosität eines Gases, 271
    8. MBV mit häufigster Geschwindigkeit, 271
    9. Gleichgewichtskonstante aus Anfangsgeschwindigkeiten, 272
    10. Arrheniusfaktor, Aktivierungsenergie, 273

  20. Praktikumsklausur (1988), 275
    1. Ideales Gasgesetz, 275
    2. Eigenvolumen bei van der Waals-Gas, 275
    3. Viskosität, freie Weglänge und Moleküldurchmesser, 276
    4. Oberflächenspannung, 276
    5. Ein reversibler Kreisprozeß beim idealen Gas, 277
    6. Reaktionsenthalpie und Gleichgewichtskonstante, 279
    7. Gleichgewichtskonstante und Dissoziationsgrad, 280
    8. Osmotischer Druck und Gefrierpunktserniedrigung, 280

  21. Nachklausur Praktikum (1988), 282
    1. Stoßzahlen, 282
    2. Maxwell-Boltzmann Geschwindigkeitsverteilung, 283
    3. Translationsenergie, 284
    4. Einstein-Formel der Wärmekapazität, 285
    5. Adiabatische Volumenänderung, 285
    6. Wirkungsgrad, 286
    7. Bildungsenthalpie, 287
    8. Siedepunktserhöhung, 287
    9. Dampfdruck einer realen Mischung, 288

  22. Vordiplomsklausur '88, 289
    1. Druck des Van der Waals Gases, 289
    2. Druck in einer Wasserflasche, 289
    3. Expansion und thermodynamische Größen, 290
    4. Molenbruch und freie Enthalpie, 291
    5. überführungszahlen und äquivalentleitfähigkeit, 291
    6. Zinn-Kupfer-Zelle mit HCl-Brücke, 292
    7. Wärmediffusion, Isolierfenster, 293
    8. Reaktionsgeschwindigkeiten, 293

  23. Vordiplomsklausur '92, 295
    1. Kompressibilität eines Van-der Waals Gases, 295
    2. allgemeine Geschwindigkeitsverteilung, 295
    3. Molmassenbestimmung, 296
    4. EMK und freie Enthalpie, 297
    5. freie Entahlpie und Gleichgewicht, 297
    6. Entropie der Translation, Sackur und Tetrode, 298
    7. Stromfluß in einer Zelle, 299
    8. Wellenzahlen und Intensitäten, 299
    9. Reaktionsgeschwindigkeit, Arrhenius und Stoßtheorie, 300
    10. Geschwindigkeitsgesetz herleiten, 300

  24. Sommersemesterklausur '91 (f. Chemiker), 302
    1. Bergsteiger, 302
    2. Barometrische Höhenformel, 302
    3. Zerfall von Radium, 302
    4. Wärmepumpe, 303
    5. adiabatische Expansion, 303
    6. pH-Bestimmung, 304
    7. Aktivierungsenergie und Arrheniusfaktor, 304
    8. Stoßzahl und freie Weglänge, 304
    9. Bildungsenthalpie von Ethanol, 305
    10. Kompressibilität am kritischen Punkt, 306

  25. Mathematischer Anhang, 307
    1. Euler'sche Beziehungen, 307
    2. Integrale, 308
    3. Partialbruchzerlegung, 308

  26. Schlußwort, 309

  27. Index, 311