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23 YtZ DmbC presents Chemistry - Déjà-vu

24 Mitwirkende: Bryan Brocker, Michael Lutz 4tc; YtZ D uo m it b eschränktem C omputer Chemistry - Déjà-vu

25 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.

26 Freigegeben ab 5 Jahren gemäss § 7 JÖSchG FSK

27 Hallo mein Name ist Stephan. Ich möchte Ihnen einen kurzen Einblick in die Chemie vermitteln.

28 Während ich mich dafür aus den Ferien nach Hause begebe, wird mein Gehilfe Joe Sie ins Thema einführen.

29 Trennverfahren Stöchiometrie Atommodell Das PSE Bindungen Gestatten, Joe. Hier eine Übersicht über die wichtigsten Themen.

30 Seit Tagen versuche ich diese Reaktion zu starten. Was läuft da wohl falsch? Reaktionsablauf Gasgleichung Redox MWG Säuren + Basen

31 Organische Chemie Kunststoffe Wirkstoffe Elektrochemie Komplexe Und sie läuft doch!!

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34 Lasst uns hinein- gehen.

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38 Trenn- verfahren

39 Man unterscheidet folgende Trennverfahren:

40 filtrieren nutschen sedimentieren zentrifugieren destilieren extrahieren chromatografieren kristallisieren sublimieren Trennverfahren

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46 Stöchio- metrie

47 Stöchiometrie a Cu + b HNO 3 c Cu(NO 3 ) 2 + d H 2 O + e NO ? Hier hilft nur die gute alte Stöchiometrie und der allseits beliebte TI-82!

48 1. Gl Gl Gl Gl Wahl: ?!?! 3 Cu + 8 HNO 3 3 Cu(NO 3 ) H 2 O + 2 NO Stöchiometrie Rechnen mit Matrizen:

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54 Atom- modell

55 Atombau

56 Grossteil 'Hohlraum' elektr. neutral teilbar z.T. radioaktiv sehr klein Atom Atombau

57 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

58 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

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64 Das PSE

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66 Alkalimetalle Erdalkalimetalle

67 Das PSE Alkalimetalle Erdalkalimetalle Lanthanide Actinide

68 Das PSE Alkalimetalle Erdalkalimetalle Lanthanide Actinide Übergangsmetalle Nichtmetalle Halbleiter Metalle

69 Das PSE Alkalimetalle Erdalkalimetalle Lanthanide Actinide Übergangsmetalle Nichtmetalle Halbleiter Metalle Edelgase

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75 Bindungen

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77 Metalle und Nichtmetalle EN-Diff.>1.7 Salze Niggli-Formel Ionengitter Edelgascharakater Aussenelektronen wasserlöslich gelöst, geschmolzen Leiter IB Nichtmetalle, Halbmetalle Bindungen

78 Metalle und Nichtmetalle EN-Diff.>1.7 Salze Niggli-Formel Ionengitter Edelgascharakater Aussenelektronen wasserlöslich gelöst, geschmolzen Leiter IB Nichtmetalle, Halbmetalle EN-Diff.<1.7 Aussenelektronen Symmetrie Oktettregel Elektronenstrichformel räuml. Anordnung Moleküle polar/hydrophil unpolar/lipophil Dipole Isolator EPB Bindungen

79 Metalle und Nichtmetalle EN-Diff.>1.7 Salze Niggli-Formel Ionengitter Edelgascharakater Aussenelektronen wasserlöslich gelöst, geschmolzen Leiter IB Nichtmetalle, Halbmetalle EN-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

80 Metalle und Nichtmetalle EN-Diff.>1.7 Salze Niggli-Formel Ionengitter Edelgascharakater Aussenelektronen wasserlöslich gelöst, geschmolzen Leiter IB Nichtmetalle, Halbmetalle EN-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

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86 Reaktions- ablauf

87 Reaktionsablauf Wann läuft eine chemische Reaktion?

88 Reaktionsablauf Wann läuft eine chemische Reaktion? Nun, einige erleben das am eigenen Leib...

89 Reaktionsablauf Wann läuft eine chemische Reaktion?

90 Reaktionsablauf Doch jetzt einmal Spass beiseite.

91 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

92 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

93 Voraussetzungen für eine chem. Reaktion: Reaktionsablauf Die Teilchen müssen sich treffen Je mehr Teilchen vorhanden sind, desto rascher die Reaktion Je grösser die Konzentration, desto rascher die Reaktion Je höher die Geschwindigkeit (Temperatur), desto rascher die Reaktion Je günstiger die Geometrie, desto rascher die Reaktion

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99 Gasglei- chung

100 p*V = n*R*T Die allgemeine Gasgleichung lautet:

101 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!

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107 Redox

108 2 H 2 I+ O II- 2 H O 2 0 Oxidation:2 * O II- - 2 * 2e - 2 * O 0 Reduktion:2 * H I+ - 2 * 1e - 2 * H 0 Das H wird reduziert, das O oxidiert: Eine Redox-Reaktion.

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114 MWG

115 In meinem schlauen Buch nachgeschaut, entdecke ich die Formel für das Massenwir- kungsgesetz, kurz MWG.

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121 Säuren & Basen

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123 Nahrung Stoffwechsel Natur Technik Schadstoffe Vorkommen sauer seifig Geschmack Säuren & Basen

124 Nahrung Stoffwechsel Natur Technik Schadstoffe Vorkommen sauer seifig Geschmack Protonenspender neutralisiert Basen löst unedle Metalle löst Kalk 1-,2-,3-protonig Säure Protonenfänger neutralisiert Säuren löst Eiweisse 1-,2-,3-basig Base Reaktion Sigmoide Kippeffekt cs * Vs = cb * Vb Neutralisation Säuren & Basen

125 Nahrung Stoffwechsel Natur Technik Schadstoffe Vorkommen sauer seifig Geschmack Protonenspender neutralisiert Basen löst unedle Metalle löst Kalk 1-,2-,3-protonig Säure Protonenfänger neutralisiert Säuren löst Eiweisse 1-,2-,3-basig Base Reaktion Sigmoide Kippeffekt cs * Vs = cb * Vb Neutralisation Säure+Base->Salz Name: Metall+Säurerest starke Säure => schwache starke Base => schwache konj. Base konj. Säure sauer/basisch Salz Reaktivität pKs-Wert pKb-Wert pKw=pKs+pKb=14 Stärke Säuren & Basen

126 Nahrung Stoffwechsel Natur Technik Schadstoffe Vorkommen sauer seifig Geschmack Protonenspender neutralisiert Basen löst unedle Metalle löst Kalk 1-,2-,3-protonig Säure Protonenfänger neutralisiert Säuren löst Eiweisse 1-,2-,3-basig Base Reaktion Sigmoide Kippeffekt cs * Vs = cb * Vb Neutralisation Säure+Base->Salz Name: Metall+Säurerest starke Säure => schwache starke Base => schwache konj. Base konj. Säure sauer/basisch Salz Reaktivität pKs-Wert pKb-Wert pKw=pKs+pKb=14 Stärke c <= 1M pH=-log(H3O+) pH=7:neutral quadr. Gleichung Lösungen schwache Säure/Base Farbumschlag 2pH Indikatoren pH-Wert Kapazität Puffer Säuren & Basen

127 Nomenklatur Na 2 SO 5 :Natriumpersulfat Na 2 SO 4 :Natriumsulfat Na 2 SO 3 :Natriumsulfit Na 2 SO 2 :Natriumhyposulfit NaS:Natriumsulfid HClO 4 :Perchlorat HClO 3 :Chlorat HClO 2 :Chlorit HClO:Hypochlorit HCl:Chlorid

128 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 WasserstoffHydrogen... 2 WasserstoffeDihydrogen... Nomenklatur

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

130 natürlich pH=5.6 Europa pH=4.1 extreme pH=3.0 Fischsterben Phänomene H2SO4 SO2 HNO3 Ozon NO2 Konz.*10!! Tropfen, Nebel Wolken Acid Rain

131 natürlich pH=5.6 Europa pH=4.1 extreme pH=3.0 Fischsterben Phänomene H2SO4 SO2 HNO3 Ozon NO2 Konz.*10!! Tropfen, Nebel Wolken Diatomeen Transport v. NO3(-) Transport v. SO4(2-) Boden Lachsfänge, Norwegen wird mobil Wachstum v. Mikroorganisme n Aluminium Normal 6.5 bei 6 aussterben v. Kleinen 5.6 crayfish Ablauf Wasser Acid Rain

132 natürlich pH=5.6 Europa pH=4.1 extreme pH=3.0 Fischsterben Phänomene H2SO4 SO2 HNO3 Ozon NO2 Konz.*10!! Tropfen, Nebel Wolken Diatomeen Transport v. NO3(-) Transport v. SO4(2-) Boden Lachsfänge, Norwegen wird mobil Wachstum v. Mikroorganisme n Aluminium Normal 6.5 bei 6 aussterben v. Kleinen 5.6 crayfish Ablauf Wasser ca. 30% 70-er Jahre Al-Freisetzung Mg(2+) Ca (2+) Nährstoffeauswasch Einfluss d. Erde blockiert Spaltöffnung verhindert Photosynthese Einfluss SO2 Frostempfindlichkeit Pilzbefall Borkenkäfer Bäume werden geschwächt Wälder Acid Rain

133 natürlich pH=5.6 Europa pH=4.1 extreme pH=3.0 Fischsterben Phänomene H2SO4 SO2 HNO3 Ozon NO2 Konz.*10!! Tropfen, Nebel Wolken Diatomeen Transport v. NO3(-) Transport v. SO4(2-) Boden Lachsfänge, Norwegen wird mobil Wachstum v. Mikroorganisme n Aluminium Normal 6.5 bei 6 aussterben v. Kleinen 5.6 crayfish Ablauf Wasser ca. 30% 70-er Jahre Al-Freisetzung Mg(2+) Ca (2+) Nährstoffeauswasch Einfluss d. Erde blockiert Spaltöffnung verhindert Photosynthese Einfluss SO2 Frostempfindlichkeit Pilzbefall Borkenkäfer Bäume werden geschwächt Wälder Katalysator SO2-SO4(2-) Reduziert Frostabwehr Oxidation Ozon Ammoniak billig: CaCO3; Kalk Neutralisation mit Base Katalysatoren: 2 NO2 --> N2 + 2 O2 Kalk, Dünger & Nährstoffen erden Massnahmen Acid Rain

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139 Organische Chemie

140 Man unterscheidet folgende Strukturen und Verbindungen von Kohlenwasserstoffen: Aliphatische Kohlenwasserstoffe –gesättigte (z.B. CH 4 ) –ungesättigte (z.B. C 2 H 4 ) –Einfachbindungen (z.B. C 2 H 2 ) Cyklische Kohlenwasserstoffe (z.B. C 3 H 6 ) Aromatische Kohlenwasserstoffe (z.B. C 6 H 6 ) Die Organische Chemie befasst sich hauptsächlich mit Kohlenstoffverbindungen.

141 Stellungsisomerie gleiche Anzahl, verschiedene Atomsorten, verschiedener Aufbau cis-trans-Isomerie gleicher Aufbau, verschiedene Lage bez. Doppelbindung Isomerie im Ring gleicher Aufbau, verschiedene Lage bez. Ring Chiralität gleicher Aufbau, gleiche Lage, verschiedene räuml. Reihenfolge Man unterscheidet folgende Isomerien:

142 Man sieht immer die Komplemetärfarbe jener, die absorbiert wird. Die Farbe von Substanzen

143 Alkohol Aldehyd Keton Säure Esther Ether Amin Halogene Funktionelle Gruppen sind Atomgruppen mit besonderen physikalischen und chemischen Eigenschaften.

144 Benennung von C-Verbindungen Zahlwörter: 1mono 2di 3tri 4tetra 5penta 6hexa 7hepta 8octa 9nona 10deca Anzahl C-Atome bei Alkane 1Methan 2Ethan 3Propan 4Butan 5Pentan 6Hexan 7Heptan...

145 Substanz- Eigenschaften Beurteilung von Substanzen anhand der folgenden Punkte:

146 Aggregatzustand Farbe Leitfähigkeit physikalisch Substanz- Eigenschaften

147 Aggregatzustand Farbe Leitfähigkeit physikalisch Bindungen Funkt. Gruppen Polarität Brennbarkeit Spannungen Ox.Zahlen Reaktivität Isomerien chemisch Substanz- Eigenschaften

148 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

149 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

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155 Kunst- stoffe

156 organisch anorganisch Zusammensetzung Cellulose Proteine Kautschuk Silikate Naturfaser Celluloseacetat biotechnolog. Faser Chemiefaser Kohlefaser Glasfaser org. Faser Synthesefaser Herkunft Kunststoffe

157 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

158 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

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164 Wirk- stoffe

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

166 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:

167 Dosiswirkungskurve Oxxupationstheorie

168 c-t-Produkt Haber'sche Regel

169 MOK:Maximale Organ Konzentration MAK:Maximale Arbeitsplatz Konzentration MEK:Maximale Emmissions Konzentration MIK:Maximale Immissions Konzentration ADI/NEL:Acceptabel Daily Intake

170 Carcinogene Wirkung

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176 Elektro- chemie

177 ZnSO 4 Zn Cu CuSO 4 Elektrochemische Spannungsreihe Das unedlere Metall löst sich auf, das edlere scheidet sich ab. Edleres Metall:Cu e - Cu 0 Unedleres Metall:Zn e - Zn 2+

178 ZnSO 4 Zn Cu CuSO 4 Elektrochemische Spannungsreihe Durch die Unterschei- dung 'edler als.../unedler als...' lässt sich die Elek- trochemische Span- nungsreihe erstellen.

179 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

180 Nernst'sche Gleichung

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186 Komplexe

187 Alle Atome, Ionen, Moleküle welche die Oktettregel schon erfüllt haben, bilden Komplexe. Alle gelösten Salze bilden Aquokomplexe. Komplexe kommen sehr oft bei Metallen vor.

188 Ideen, Animation & Ausführung by YtZ DmbC

189 Jegliche Ähnlich- keiten mit bekann- ten Personen ist nicht gewollt und rein zufällig.

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191 Dies ist ein Leer- mittel. Zu Risiken und Nebenwir- kungen lesen sie die Packungsbei- lage oder fragen Sie Ihre 'Zimmer- pflanze'.

192 Copyright by YtZ DmbC: Br Y an Brocker & Michael Lu tZ 17. Februar 1997


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