Chemie-Vorkurs am 16.10.2013 – Vera Hagemann Lösungen chemische, physikalische Grundlagen und pharmazeutische Bedeutung Chemie-Vorkurs am 16.10.2013 – Vera Hagemann

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Chemie-Tutorium im Wintersemester 2013/14 Die Anmeldelisten für das Chemie-Tutorium im WS 2013/14 hängen ab sofort am Schwarzen Brett vor dem Erstsemesterlabor (2. Stock Neubau, gegenüber Raum 237). Bitte tragen Sie sich bis zum 23.10.2013 in die Listen ein oder melden Sie sich direkt bei der Studiengangskoordinatorin.

Lösungen - Definition Physikalischer, statistischer Vorgang aus mindestens 2 Stoffen (Komponenten) bestehend → eine homogene Phase Lösungsmittel (Solvens) geht KEINE chemische Reaktion mit zu lösenden Stoff (Solvate) ein Arten von Lösungen Feststoff in Feststoff (Metalllegierungen) Feststoff in Flüssigkeit (Salze in Wasser) Flüssigkeit in Flüssigkeit (Ethanol in Wasser) Gas in Flüssigkeit (CO2 in Wasser) Chemie-Vorkurs | Lösungen | Vera Hagemann

Drei große Gruppen von Lösungsmitteln 1. Protische Lösungsmittel  Wasserstoff-Proton (H+) wird abgespalten, z.B. H2O 2. Aprotisch-unpolare Lösungsmittel  KEIN Dipolmoment, z.B. langkettige Alkane (Paraffine)/ Alkene (Olefine) 3. Aprotisch-polare Lösungsmittel  Dipolmoment, z.B. Ketone (Aceton) Chemie-Vorkurs | Lösungen | Vera Hagemann

Protische Lösungsmittel Voraussetzung: funktionelle Gruppe aus der H+ abgespalten wird + Polarität Beispiele: Wasser Alkohole Carbonsäuren „similia similibus solvuntur“ Chemie-Vorkurs | Lösungen | Vera Hagemann

Wasser als Lösungsmittel Häufigstes und wichtigstes Lösungsmittel! Besonders für selbst hydrophile Substanzen Lösungsvorgang am Beispiel von NaCl in H2O Chemie-Vorkurs | Lösungen | Vera Hagemann

Aprotisch-unpolare Lösungsmittel Voraussetzung: Kohlenwasserstoffgrundgerüst OHNE Dipolmoment Beispiele: Alkane/Alkene/Alkine Benzen THF Diethylether  stark lipophile Substanzen! lipophil, van der Waals Kräfte – Weiß jemand welche Kräfte zwischen lipophilen Teilchen wirken? Chemie-Vorkurs | Lösungen | Vera Hagemann

Aprotisch-polare Lösungsmittel Voraussetzung: Kohlenwasserstoffgrundgerüst MIT Dipolmoment Beispiele: Ketone Nitrile Nitroverbindungen Sulfoxide DMF Dipolmoment durch funktionelle Gruppen hervorgerufen Aceton, Acetonitril, Nitromethan, DMS (Dimethylsulfoxid), DMF (Dimethylformamid) Chemie-Vorkurs | Lösungen | Vera Hagemann

Fragen aus dem 1. Staatsexamen Chemie-Vorkurs | Lösungen | Vera Hagemann

Salze Bestehend aus ionischen Verbindungen  Kationen und Anionen Statistisch festgelegte Zusammensetzung  Ionengitter [NaCl (1:1); CaCl2 (1:2)] Ionen werden beim Lösungsvorgang solvatisiert Hydratmantel Lösungsvorgang läuft exotherm oder endotherm ab  Abhängig von Lösungsenthalpie (= Gitterenthalpie + Solvatationsenthalpie) Chemie-Vorkurs | Lösungen | Vera Hagemann

Gitterenthalpie Energie die aufgewendet werden muss, um Ionengitter des Salzes zu lösen und in die Gasphase zu überführen NaCl (s)    Na+ (g)  +   Cl− (g) Stärke des Gitters abhängig von: Größe der Ionen  Umso kleiner die Ionen, desto stabiler das Gitter! Ladung der Ionen  Umso höher die Ladung der Ionen, desto stabiler das Gitter! Kleine Ionen Fluorid mit Alkalimetallen durch erklären – Gitterenergie nimmt nach unten ab MgCl2 und NaCL vergleichen – dreimal so hoch bei MgCl2 Chemie-Vorkurs | Lösungen | Vera Hagemann

Fragen aus dem 1. Staatsexamen Chemie-Vorkurs | Lösungen | Vera Hagemann

Solvatationsenthalpie Energie die freigesetzt wird, wenn gasförmige Ionen von Lösemittelmolekülen umlagert werden.  Lösungsmittel Wasser = Hydratationsenthalpie Chemie-Vorkurs | Lösungen | Vera Hagemann

Lösungsenthalpie = Gitterenthalpie + Solvatationsenthalpie Solvatationsenthalpie > Gitterenthalpie → exotherm Erwärmung der Lösung (z.B.: CaCl2 in Wärmepackungen) Solvatationsenthalpie < Gitterenthalpie → endotherm Abkühlung der Lösung (z.B.: NH4NO3 in Kältepackungen) Chemie-Vorkurs | Lösungen | Vera Hagemann

Fragen aus dem 1. Staatsexamen Chemie-Vorkurs | Lösungen | Vera Hagemann

Eigenschaften von Lösungen Abhängig von Stoff und Lösungsmittel Konzentrationsabhängige Eigenschaften z.B. elektrische Leitfähigkeit, Farbintensität, Brechzahl Kolligative Eigenschaften (NUR von Teilchenanzahl, NICHT von chemischen Eigenschaften abhängig)  Osmotischer Druck, Schmelzpunkterniedrigung, Siedepunktserhöhung Additive Eigenschaften Masse, Energie, Enthalpie Kombinierte Eigenschaften  Elektrische Eigenschaften, Löslichkeit Chemie-Vorkurs | Lösungen | Vera Hagemann

Einteilung von Elektrolyten Elektrolyt = gelöste Ionen, die sich im elektrischen Feld bewegen können Elektrolytstärke = Dissoziationsgrad des gelösten Stoffes  Starke Elektrolyte, z.B. HCl (Salzsäure) in H2O HCl (g) + H2O  Cl- + H3O+ Reaktion läuft nahezu vollständig ab, ~100% Produkt vorhanden Schwache Elektrolyte, z.B. CH3COOH (Essigsäure) in H2O CH3COOH + H2O CH3COO- + H3O+ + CH3COOH Reaktion läuft nur teilweise ab Folge: Unterschiedliche Säure-/Basestärken und Einteilung nach diesen! Chemie-Vorkurs | Lösungen | Vera Hagemann

Löslichkeitsprodukt (KL) Maß einer begrenzten Löslichkeit eines Stoffes in einem Lösungsmittel d.h. Berechnung der maximalen Konzentration des Stoffes in gesättigter Lösung möglich Allgemein: z.B. für NaCl (NaCl Na+ + Cl- ) z.B. für MgCl2 Gesättigte Lösung = Bodenkörper vorhanden Chemie-Vorkurs | Lösungen | Vera Hagemann

Anwendung des Löslichkeitsproduktes (KL) – AB-Salze Wie hoch ist die Konzentration einer gesättigten AgCl-Lösung, wenn KL(AgCl) = 1,7⋅10−10mol2/L-2 ist? Überlegung: Lösung: Gesättigte Lösung = Bodenkörper vorhanden Chemie-Vorkurs | Lösungen | Vera Hagemann

Anwendung des Löslichkeitsproduktes (KL) – AB2-Salze Wie hoch ist die Konzentration einer gesättigten CaF2-Lösung, wenn KL(CaF2) = 3,9⋅10−11mol3/L-3 ist? Überlegung: Lösung: Gesättigte Lösung = Bodenkörper vorhanden Chemie-Vorkurs | Lösungen | Vera Hagemann

Pharmazeutische Bedeutung Große Teile des menschlichen Körpers sind wässrige Medien, z. B. Blut, Lymphe, Cytosol,… Wasserlöslichkeit und Transportsysteme für pharmazeutische Wirkstoffe Erklärung von Toxizität bestimmter Substanzen Bevorzugte Anlagerungen, Auswirkungen, Antidote Nachweisreaktionen der analytischen Chemie Fällungsreaktionen zur Identifizierung und Quantifizierung von Ionen Vor allem im 1. Semester Pharmazie  !!! Chemie-Vorkurs | Lösungen | Vera Hagemann

ENDE Ein guter Start und viel Erfolg im Studium 