Heinrich Labhart, E. Haselbach, H. Moesta's Einführung in die Physikalische Chemie: Teil I Chemische PDF

By Heinrich Labhart, E. Haselbach, H. Moesta

ISBN-10: 3540137327

ISBN-13: 9783540137320

ISBN-10: 364269988X

ISBN-13: 9783642699887

Die physikalisehe Chemie besteht in der Anwendung der experimentellen und theoretisehen Methoden der Physik auf Probleme der Chemie. In der Chemie wird ein groBes und interessantes Tatsaehenmaterial gesammelt und unter Verwendung zweekmaBig eingefuhrter Begriffe und empiriseh gefundener Regeln geordnet. Auch die Begriffe und Gesetze der Physik grunden auf Erfahrungstatsaehen. Sie wurden aber an ubersiehtlieheren Systemen gewonnen und lassen sich quantitativ formulieren und uber prufen, so daB aus manehen Regeln Gesetze geworden sind, zu denen keine Ausnahmen bekannt sind. Heute kann angenommen werden, daB die bekannten physikalisehen GesetzmaBigkeiten ausreiehen sollten, um alle ehemisehen Tatsaehen zu erklaren, insbesondere additionally den Gultigkeits bereieh der ehemisehen Regeln abzugrenzen oder neue chemisehe Gesetze aufzustellen. Dieses Ziel ist bis heute nur teilweise erreieht. Der Grund dafur liegt in der Kompliziertheit der Systeme, welehe in der Chemie untersueht werden. Nur bei einem versehwindenden Bruehteil davon gelang bisher eine konsequente Behandlung unter Anwendung phy sikaliseher Prinzipien. Trotzdem hat die physikalisehe Betraehtungs weise bisher sehr viel zum Verstandnis der Chemie beigetragen. Wir unterteilen das groBe Gebiet der physikalisehen Chemie in die fol genden Hauptabsehnitte: I. Chemisehe Thermodynamik In der Chemisehen Thermodynamik werden makroskopisehe Eigensehaften von Stoffen aufgrund weniger Hauptsatze miteinander in Beziehung ge setzt. Sie gilt unabhangig von der mikroskopisehen Struktur der Stoffe. II. Kinetik Wahrend in der Chemisehen Thermodynamik nur solehe Zustande betraehtet werden, welehe sich mit der Zeit ohne Anderung der auBeren Bedingungen nicht mehr andern, wird in der Kinetik der zeitliche Verlauf der Vor gange behandelt, welehe zu den zeitunabhangigen Zustanden fuhren.

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5) oder aus der Lage eines sich genügend schnell einstellenden, nicht allzu einseitigen Gleichgewichtes (vgl. 8) ermitteln kann, recht schwierig. Im Vergleich dazu sind kalorische Messungen wie die Bestimmung von Reaktionsenthalpien, Wärmekapazitäten und Umwandlungswärmen, einfacher und allgemeiner durchzuführen. 2) das Entropieglied TÄ5 auf kalorische Messungen zurückzuführen. Diese Möglichkeit eräffnet der 3. Hauptsatz der Thermodynamik. 1. Qualitative Formulierung des 3. Hauptsatzes Man kann eine vielfältige Erfahrung zum folgenden Prinzip verallgemeinern: Es ist nicht mägIich, durch eine endliche Anzahl von Prozessen den absoluten Nullpunkt zu erreichen.

Reaktionen, bei denen Wärme an die Umgebung abgegeben werden muB, um die Produkte auf die Temperatur der Edukte zu bringen, nennt man exotherm. Ihr ~Q ist negativ. MuB Wärme zugeführt werden, ist also ~Õ positiv, so nennt man die Reaktion endotherm. Die Wärmetönung hängt davon ab, ob die Produkte dasselbe Volumen wie die Edukte einnehrnen oder ob sie beim gleichen Druck vorliegen. 30) Weil (~~~)T 0 ist, = lassen sich Wärmetönungen bei konstantem Druck und Volumen leieht ineinander umrechnen. B.

Wärmetönungen Man kann eine chemisehe Reaktion allgemein sehreiben als r Vi i A. ~ 1. rj VJ. AJ. 27) Die Vi sind die Zahlen der Mole der Ausgangsstoffe Ai ' welehe bei vollständigem Umsatz zu v j Molen der Produkte Aj führen. - 26 In der Reaktion 2 H2 + °2 ---;. 2 H2 0 würden denmach Vi =1 2 v i =2 Vj =1 2 Ai =1 H2 Ai =2 °2 Aj =1 H2 0 zu setzen sein. Die vi und V j müssen irnrner im richtigen stöchiometri- schen Verhältnis stehen im Gegensatz zu den bei der Durchführung einer Reaktion wirklich eingesetzten Molzahlen.

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