Physikalische Chemie

24. June 2011 Chemie
  • Titel: Physikalische Chemie
  • Organisation: UNI MAINZ
  • Seitenzahl: 207

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Inhalt

  • Allgemeines
  • Einleitung
  • Aufbau des Scripts
  • Versuchsbeschreibungen
  • Konventionen
  • Ablauf des Praktikums
  • Kolloquien
  • Protokolle
  • Klausur
  • Thermodynamik
  • Elektrochemie
  • Reaktionskinetik
  • Atommodelle
  • Übersicht über die Versuche
  • Versuchsbeschreibungen
  • Partielles Molvolumen, Versuch 1
  • Theoretische Grundlagen
  • Partielles Molvolumen
  • Gibbs-Duhem-Beziehung
  • Mischungen mit nahezu idealem Verhalten
  • Methode des scheinbaren Molvolumens
  • Methode des mittleren Molvolumens
  • Durchführung
  • Auswertung
  • Weiterführende Theorie
  • Fragen zur Vorbereitung
  • Nernstscher Verteilungssatz, Versuch 2
  • Theoretische Grundlagen
  • Herleitung des Verteilungssatzes
  • Ausschütteln einer Substanz
  • Verteilungssatz in Abhängigkeit von Assoziations- und Dissoziationsgleichgewichten
  • Durchführung
  • Vorgehen
  • Iod in Toluol und Wasser
  • Salicylsäure in Toluol und Wasser
  • Auswertung
  • Verteilungsgleichgewicht von Iod in Wasser und Toluol
  • Verteilungsgleichgewicht von Salicylsäure in Wasser und Toluol
  • Weiterführende Theorie
  • Fragen zur Vorbereitung
  • Adsorption von Essigsäure an Aktivkohle, Versuch 3
  • Theoretische Grundlagen
  • Grundbegriffe
  • Adsorptionsisothermen
  • Adsorptionsisothermen nach Langmuir
  • Adsorptionsisothermen nach Freundlich
  • Adsorptionsenthalpien
  • Durchführung
  • Vorgehen
  • Auswertung
  • Weiterführende Theorie
  • Adsorption in mehreren Schichten
  • Temperaturabängigkeit der Gleichgewichtslage
  • Fragen zur Vorbereitung
  • Kreisprozesse, Wärmekraftmaschinen und Wärmepumpen, Versuch 4
  • Theoretische Grundlagen
  • Kreisprozesse
  • Carnotscher Kreisprozess
  • Stirling-Kreisprozess
  • Wärmepumpe
  • Durchführung
  • Versuchsaufbau
  • Vorgehen
  • Bestimmung der Wärmekapazität von Verdampfer und Kondensor
  • Bestimmung der Variation von p und T im Kreislauf der Wärmepumpe
  • Auswertung
  • Weiterführende Theorie
  • Wärmekapazität von Gasen
  • Wärmekapazität von Festkörpern
  • Einstein-Modell
  • Debye-Modell
  • Fragen zur Vorbereitung
  • Molares Leitvermögen, Versuch 5.1
  • Theoretische Grundlagen
  • Bestimmung der spezifischen Leitfähigkeit
  • Molare Leitfähigkeit schwacher Elektrolyte
  • Durchführung
  • Messverfahren
  • Auswertung
  • Weiterführende Theorie
  • Grundlagen der Debye-Hückel-Theorie und Debye-Hückel-Onsager-Theorie
  • Interionische Wechselwirkungen
  • Fragen zur Vorbereitung
  • Ionenbeweglichkeit, Versuch 5.2
  • Theoretische Grundlagen
  • Durchführung
  • Auswertung
  • Weiterführende Theorie
  • Hittorfsche Überführungszahlen
  • Ionenbeweglichkeit und Hydratisierung
  • Fragen zur Vorbereitung
  • Dampfdruckkurve, Versuch 6
  • Theoretische Grundlagen
  • Clausius-Clapeyronsche Gleichung
  • Abhängigkeit zwischen Siedepunkt und Dampfdruck
  • Thomson-Gleichung
  • Sublimationsdruckkurve
  • Phasendiagramm
  • Durchführung
  • Versuchsaufbau
  • Vorgehen
  • Vorbereitung der Apparatur
  • Aufnehmen der Messwerte
  • Bekannte Probleme
  • Auswertung
  • Weiterführende Theorie
  • Phasenverhalten realer Systeme
  • Reale Isothermen
  • Fragen zur Vorbereitung
  • Molmassenbestimmung über Gefrierpunktserniedrigung, Versuch 7
  • Theoretische Grundlagen
  • Gefrierpunktserniedrigung
  • Unterkühlungskurven
  • Schwache Unterkühlung
  • Starke Unterkühlung
  • Durchführung
  • Aufbau
  • Vorgehen
  • Auswertung
  • Auswertung nach schwacher Unterkühlung
  • Auswertung nach starker Unterkühlung
  • Aufgabenstellung
  • Benötigte Konstanten
  • Weiterführende Theorie
  • Fragen zur Vorbereitung
  • Siedediagramm eines binären Systems, Versuch 8
  • Theoretische Grundlagen
  • Siedepunktserhöhung
  • Mischungen mit zwei flüchtigen Komponenten
  • Isothermes Siedediagramm
  • Isotherme Gleichgewichtskurve
  • Isobares Siedediagramm
  • Bestimmung von Aktivitäten und Aktivitätskoeffizienten
  • Durchführung
  • Versuchsaufbau
  • Refraktometer
  • Vorgehen
  • Bekannte Probleme
  • Auswertung
  • Weiterführende Theorie
  • Isotherme Destillation
  • Isobare Destillation
  • Nicht-ideale Mischungen
  • Fragen zur Vorbereitung
  • Weitere kolligative Phänomene
  • Normalpotential und Aktivitätskoeffizienten, Versuch 9
  • Theoretische Grundlagen
  • Elektrochemisches Potential
  • Galvanische Zelle
  • Herleitung der Nernstschen Gleichung
  • Anwendung der Nernstschen Gleichung
  • Verwendung der Debye-Hückel-Theorie
  • Durchführung
  • Auswertung
  • Hinweise zur Versuchsauswertung
  • Weiterführende Theorie
  • Elektrodentypen
  • Gaselektroden
  • Elektroden 2. Art
  • Redoxelektroden
  • Diffusionspotential
  • Fragen zur Vorbereitung
  • Saccharose-Inversion und Malachit-Solvolyse, Versuch 10.1 und 10.2
  • Allgemeine theoretische Grundlagen
  • Aktivierungsenergie
  • Saccharose-Inversion, Versuch 10.1
  • Theoretische Grundlagen
  • Kinetik der Reaktion
  • Verknüpfung mit der Drehwinkeländerung
  • Temperaturabhängigkeit von k
  • Durchführung
  • Auswertung
  • Physikalische Grundlagen zu Versuch 10.1
  • Malachit-Solvolyse, Versuch 10.2
  • Theoretische Grundlagen
  • Bestimmung der Extinktion aus der Absorption
  • Durchführung
  • Funktionsweise eines Spektralphotometers
  • Monochromator
  • Photomultiplier
  • Auswertung
  • Weiterführende Theorie
  • Bimolekulare Reaktionen 2. Ordnung
  • Lindemann Mechanismus
  • Fragen zur Vorbereitung
  • Spektralanalyse, Versuch 11
  • Theoretische Grundlagen
  • Das Bohrsche Atommodell
  • Erlaubte Bahnen
  • Mögliche Energiezustände
  • Beschreibung der Linienspektren
  • Durchführung
  • Vorgehen
  • Versuchsaufbau
  • Justage des Spektrometers
  • Bekannte Probleme
  • Gefahrenhinweise
  • Auswertung
  • Fragen zur Vorbereitung
  • Anhänge
  • Mathematischer Anhang
  • Maßeinheiten — Das >>Système International d’Unités<<
  • Differential- und Integralrechnung
  • Grundlagen der Differentialrechnung
  • Grundlagen der Integralrechnung
  • Partialbruchzerlegung
  • Differentialgleichungen
  • Fehlerrechnung
  • Grundlagen der Fehlerrechnung
  • Grundlagen Statistik
  • Fehlerfortpflanzung nach Gauß
  • Fehlerfortpflanzung für eine Verdünnungsreihe
  • Lineare Regression
  • Signifikante Stellen
  • Tabellarischer Anhang
  • Verwendete Variablen und Zeichen
  • Naturwissenschaftliche Konstanten
  • Das griechische Alphabet
  • Anleitung zur Benutzung der Thermostaten
  • Korrekturvorschläge
  • Assistenten im PC-Grundpraktikum
  • Protokolle und Kolloquien
  • Praktikumsbetreuung
  • Assistenten
  • Literaturverzeichnis
  • Sicherheitsdatenblatt

Vorschau

— Grundpraktikum — Physikalische Chemie

Scriptum für das Wintersemester 2007/08

HD Dr. Michael Maskos, PD Dr. Wolfgang Schärtl J OHANNES G UTENBERG U NIVERSITÄT M AIN 22. Oktober 2007

HD Dr. Michael Maskos maskos@uni-mainz.de , PD Dr. Wolfgang Schärtl schaertl@uni-mainz.de , Daniel Schärf schaerf@chemie-mainz.de Werner Schwalbach schwalbach@chemie-mainz.de Sven Stöttinger sstoetti@students.uni-mainz.de

Dieses Script wurde von DANIEL S CHÄRF, W ERNER S CHWALBACH und S VEN S TÖTTIN A GER mit LT 2ε unter Verwendung des Te nicCenters gesetzt. Dem Textsatz liegen E das KOMA-Script von F RANK N EUKAM, M ARKUS KOHM und A EL K IELHORN sowie A zahlreiche für LTE 2ε entwickelte Pakete zu Grunde. Alle Verweise in der pdf-Ausgabe dieses Scriptes wurden mit dem hyperref Paket von S EBASTIAN R AHT und H EIKO O BERDIEK erzeugt. Ausgangspunkt für dieses Script waren »Scriptum zum PC Grundpraktikum« ([Maskos1]) und »Scriptum zum Seminar PC-Grundpraktikum« ([Maskos2]) aus dem Wintersemester 2005/2006, welches basiert auf den Praktikumsskripten von Prof. Dr. Rudolf Kirste, PD Dr. Wolfgang Schärtl und HD Dr. Michael Maskos. Alle in diesem Script verwendeten Abbildungen und Graphiken sind geistiges Eigentum des entsprechenden Autors. Die vorliegende Ausgabe wurde zuletzt am 22. Oktober 2007 (16:39 Uhr) aktualisiert.

Inhaltsverzeichnis

I Allgemeines

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1

2 2 2 3 3 3 4 5 5 5 6 6 6

1 Einleitung 1.1 Aufbau des Scripts . . . . . . . . 1.1.1 Versuchsbeschreibungen . 1.1.2 Konventionen . . . . . . . 1.2 Ablauf des Praktikums . . . . . . 1.2.1 Kolloquien . . . . . . . . 1.2.2 Protokolle . . . . . . . . . 1.2.3 Klausur . . . . . . . . . . 1.2.3.1 Thermodynamik 1.2.3.2 Elektrochemie . 1.2.3.3 Reaktionskinetik 1.2.3.4 Atommodelle . 1.3 Übersicht über die Versuche . . .

II

Versuchsbeschreibungen

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8

9 9 9 10 11 11 12 12 14 15 15 16 16 16 17

2 Partielles Molvolumen, Versuch 1 2.1 Theoretische Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.1.1 Partielles Molvolumen . . . . . . . . . . . . . . . 2.1.2 G IBBS -D UHEM-Beziehung . . . . . . . . . . . . 2.1.3 Mischungen mit nahezu idealem Verhalten . . . . 2.1.3.1 Methode des scheinbaren Molvolumens 2.1.3.2 Methode des mittleren Molvolumens . . 2.2 Durchführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3 Auswertung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4 Weiterführende Theorie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.5 Fragen zur Vorbereitung . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3 Nernstscher Verteilungssatz, Versuch 2 3.1 Theoretische Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.1.1 Herleitung des Verteilungssatzes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.1.2 Ausschütteln einer Substanz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .