Chemie

Stoffumsatz

PROJEKT1/ERGEBNIS/Chemie/c_chemie.html; Version vom 08.09.2024 18:00

Inhaltsverzeichnis

dateilisteDateiliste (.php; nur im Server-Modus verfügbar)

1. Einleitung
2. Prinzipien der naturwissenschaftlichen Denkweise
3. Arbeiten im Labor
4. Bildung von Verbindungen
5.
6.
7. Datensammlung

Literatur

 

 
1.

Einleitung

Die Chemie ist die Naturwissenschaft, die sich mit den Eigenschaften von Stoffen und ihren Reaktionen miteinander beschäftigt. Grundlage für die Reaktion von Stoffen miteinander ist das Bestreben in der Natur, alles in ein Gleichgewicht zu bringen. Dabei wird Energie frei.

In einzelnen Abschnitten versuche ich darzustellen,

   • welche Prinzipien und Methoden der naturwissenschftlichen Denkweise bei der Forschung angewendet werden,

   • wie Arbeit im Chemie-Labor davon bestimmt wird und

   • welche Schlüsse man aus den Eigenschaften von bestehenden Verbindungen auf zu erwartende Verbindungen gezogen werden können.

 

 
2.

Umgang mit Stoffen im Labor

Um den Grund für die Reaktion herauszufinden, muss man das natürliche Gleichgewicht der Stoffe stören. Man macht das, in dem man eine Portion des Stoffes in eine Umgebung bringt, die festgelegte Bedingungen erfüllt. diese Abtrennung nennt man allgenmein ein System. Auf dieses System und auf die darin abgetrennte Portion von Stoffen mit wird man nun mit Veränderung der Bedingungen (Druck, Temperatur, elektrisches Feld, magnetisches Feld) von außen ein. Das geschieht in einem Labor.

Im Mittelpunkt steht hier das chemische Arbeiten in geschlossenen Systemen. Dabei ergeben sich Regeln, die den sicheren und sachgerechten Umgang mit Stoffen (Chemikalien) betreffen.

An anderer Stelle werden die Begriffe Gleichgewicht und System auf ihre allgemeine Anwendbarkeit zur Beurteilung von Zuständen in der Natur untersucht.

 

 
3.

Prinzipien der naturwissenschaftlichen Denkweise

Jeder Mensch hat ein Weltbild, nach dem er unbewusst und bewusst handelt. Der unbewusste Teil des Denkens dient der "Arterhaltung" und ist Teil der Prinzipien der Evolution.
Der bewusste Teil des Wissens beruht auf eigenen Erfahrungen und dem Glauben, dass in der Natur etwas nach Regeln geschieht. Es gilt, diese Regeln zu erkennen und zum eigenen Nutzen anzuwenden.

 

 

4.

Bildung von Verbindungen

Hier soll der Versuch unternommen werden, vom "Idealen Gasgesetz" ausgehend, auf die Eigenschaften von Stoffen zu schließen.
Wäre das "Ideale Gasgesetz" wirklich gültig, dürfte es keine Stoffe geben. DIe "Teilchen2 eines idalen gases haben keine Ausdehnung, keine Masse und üben keine Wechselwirkungen aufeinander aus. Erst die Abweichungen der Materie vom "Idealen Gasgesetz" führen offenbar zur Bildung von Verbindungen.
Würde man die Ursachen für die Verbindungsbildung kennen, könnte man vielleicht die Eigenschaften noch unbekannter Verbindungen voraussagen. Dazu ist zunächst erforderlich, aus den Eigenschaften schon bekannter Stoffe auf die Abweichung der Atom vom "Idealen Gasgesetz" zu ergründen.

Dfür gibt es einen speziellen Abschnitt "Legierungen".

Reale Stoffe haben ein Eigenvolumen, sie haben Wechselwirkung miteinander, ihre Stöße sind nicht volleleastisch und sie haben eine "Temperatur", was wiederum beinhaltet, dass sie eine Masse besitzen. Zudem verhalten sie sich bei niedrigen und hohen Temperaturen abweichend vom "Idealen Gasgesetz". Wäre das "Ideale Gas" allein gültig, dürfte es keine Flüssigkeiten oder Feststoffe geben. Das "Ideale Gasgesetz" beschreibt mathematische Punkte im Raum. Das einzige, was in einem solche mit Punkten gefüllten Raum gleich ist, ist das Anzahl der Abständen bei gegebener Punktzahl. Die Bedingung des im "Idealen Gas" gemachten Voraussetzung, bei "gleichem Druck und gleicher Temperatur" ist damit gegenstandslos.

Chemie beschäftigt sich mit Stoffen, ihren Eigenschaften und wie sie miteinander reagieren. Stoffe reagieren, weil die Natur immer ein Gleichgewicht anstrebt, dabei wird Energie freigesetzt.

Chemische Elemente sind normalerweise im Gleichgewicht und ändern sich nicht. Aber warum reagieren sie dann viele von ihnen miteinander und geben dabei Energie ab? Diese Frage wird im Kapitel über Energie behandelt.

Hier wird versucht, mit dem “Idealen Gasgesetz” die Eigenschaften von Stoffen zu erklären. Es geht davon aus, dass ideale Gase aus punktförmigen Teilchen bestehen, die sich im zur Verfügung stehenden Raum frei bewegen können und keine Wechselwirkung miteinander und mit der Begrenzung haben. Bei Stößen verhalten sie sich daher vollständig eleastisch.

Zuerst muss man verstehen, wie reale Stoffe vom “Idealen Gasgesetz” abweichen. Wenn das “Ideale Gasgesetz” immer gelten würde, gäbe es keine Stoffe.

Reale Stoffe haben ein eigenes Volumen, sie beeinflussen sich gegenseitig, ihre Stöße sind nicht perfekt elastisch und sie haben eine Temperatur, was bedeutet, dass sie eine Masse haben. Außerdem verhalten sie sich bei niedrigen und hohen Temperaturen anders ein ideales Gas.

 

 
5.    
6.    
7.

Datensammlung

Um die oben genannten Felder sind umfangreiche Bemühungen im EDV-Sektor notwendig. Hierzu verfolge ich die entsprechende Veröffentlichungen im Internet aktiv. Meistens stoße ich aber zufällig darauf.

Nachstenhen habe ich eine Seite erstellt, wo ich mir Notizen zu Quellen gemacht habe. Diese habe ich (noch) nicht weiter verfolgt oder sie passten zu keinen meiner Themen.

Zur Notizsammlung

 

 
Literatur

Autor:

Klaus-G. Häusler; haeusler. at .muenster.de

Quellen: DECHEMA: Die numerische Datenbank DETHERM enthält thermophysikalische Stoffdaten für die Auslegung und das Design von chemischen Apparaten, Anlagen und Prozessen.