Zusammenfassung fr Einf. in die allg. und anorg. Chemie:

Info: Mit dieser bersicht sollte der Einstieg fr jeden gewehrleistet sein. Meine

beiden Kommilitonen und ich haben diese Zusammenfassung aus alten Klausuren

erstellt und unterschreiben daher auch nicht fr eine 100%-ige Richtigkeit. Unserer

Meinung nach drfte jedoch nichts Falsches in der Zusammenfassung stehen. Tipp

von uns an dieser Stelle: Mit dieser Zusammenfassung, der in der Vorlesung

verteilten bung, ein paar alten Klausuren und einem hin und wieder Nachschlagen

im Skript sollte das bestehen ohne Probleme mglich sein. Wir haben mit 5 Tagen

lernen zwei Mal eine 2.0 und ein Mal eine 1.7 abgestaubt (und wir hatten von Chemie

vor dem Lernen echt keine Ahnung mehr!!!). Viel Erfolg allen Nachfolgern!!

Clausthal-Zellerfeld, den 22.03.2008 Dennis Schulle

Bnderstrukturen:

Kalkkreislauf: Diffusionsgeschwindigkeit des Wasserstoffs:

n- dotierter Halbleiter

p- dotierter Halbleiter

ber einen Zylinder aus porsem Ton

wird ein Becherglas gebracht. Bei

Einstrmung des Wasserstoffs

sammelt er sich auf Grund

niedrigerem Gewichts am offenem

Ende des Bechers. Der Wasserstoff

diffundiert schnelle in den Tonzylinder

als Luft aus Poren weichen kann.

Durch den Druckanstieg entsteht ein

Springbrunnen am Ende des Rohres

Membranverfahren zur Herstellung von Natronlauge: (Alkalichlorid Elektrolyse)

Diaphragmaverfahren:

Anode (Titan), Kathode (Eisen/Stahl), Durchfludiafragma (Strom- und Kationendurchlssig)

Anodenreaktion: 2Cl-(aq) = Cl2 + 2e-

Kathodenreaktion: H3O+ + 2e- = OH-(aq) + H2(g)

Amalgamverfahren:

Anodenreaktion (Oxidation): 2Cl-(aq) = Cl2(g) + 2e- E0 = +1,36V

4OH-(aq) = O2(g)n + 2H2O + 4e- E0 = +0,40V

Kathodenreaktion (Reduktion): Na+(aq) + e- = Na E0 = -2,71V

2H3O+(aq) + 2e- = H2 + 2H2O E

0 = +0,00V

Herstellung Ammoniak (NH3):

Ammoniak ist eine Verbindung aus Stickstoff und Wasserstoff.

Grotechnische Herstellung durch Haber- Bosch- Verfahren:

Beim Haber-Bosch-Verfahren wird ein Gasgemisch aus Wasserstoff und Stickstoff an einem Eisenoxid-

Mischkatalysator bei etwa 300 bar Druck und 450 C zur Reaktion gebracht. Reaktion

Salpeterure (HNO3):

Salpetersure ist bekannteste Sauerstoffsure des Stickstoffs.

Grotechnische Herstellung durch Oswald- Verfahren (mit Pt- Katalysator bei 600-900C)

N2 -> NH3 -> NO -> NO2 -> HNO3

1. 4NH3+ 5O2= 4NO+ 6H2O bei 600C- 700C mit Hilfe von Pt- Katalysator

2. 2NO+ O2= 2NO2 Temperatur des NO sinkt auf unter 50 C, weitere Oxidation mit O2

3. 2NO2+ H2O= HNO2+ HNO3 in Rieseltrme wird Salpetersure umgesetzt (HNO3)

4. (3HNO2= HNO3+ 2NO+ H2O)

Claus- Verfahren:

Verfahren zur Herstellung von Schwefel aus Schwefelwasserstoff. Der Prozess besteht aus zwei Schritten:

1. Ein Teil des Schwefelwasserstoffs wird zu Schwefeldioxid:

2H2S+ 3O2= 2SO2+ 2H2O

2. An einem Katalysator wird Schwefeldioxid mit Schwefelwasserstoff bei 200-300 zu S reduziert

16H2S+ 8SO2= 3S8+ 16H2O

Erhitzung von Schwefel

Bei 119C wird Schwefel dnnflssig (van der Waals Bindungen der S8- Molekle brechen auf), bei hheren

Temperaturen brechen Bindungen innerhalb der S8- Ketten auf. Wird Schmelz bei Temperatur von etwa

400C abgeschreckt nimmt Schwefel gummiartig Konsistenz an- plastischer Schwefel.

Schwefelgewinnung aus unterirdischen Lagersttten (Frasch- Verfahren):

In die Lagersttte wird ein Dreifachrohr aus koaxialen Rohren gebracht.

Durch ueres Rohr wird Heidampf, der den Schwefel verflssigt gedrckt.

Am Ende des mittleren Rohres sammelt sich der flssige Schwefel.

Die Druckluft, die durch das innere Rohr einstrmt,

drckt den Schwefel an die Oberflche

Linde Verfahren: (Technisches Verfahren)

Technische Darstellung von Sauerstoff. Fraktionierte Destillation der flssigen Luft. Flssige Luft wird nach dem

Darstellung von Sauerstoff (Labormethoden):

1. Elektrolyse von Wasser

An der Anode (hier wird oxidiert) entsteht Sauerstoff: 6H2O- 4e-= O2+ 4H3O

+ (1 Mal)

An der Kathode (Reduzierung) entsteht Wasserstoff: 2H2O+ 2e-= H2+ 2OH

- (2 Mal; daher

doppelte Stoffmenge)

2. Thermische Zersetzung von Kaliumchlorat (KClO3)

2KClO3= 2KCl+ 3O2 Reaktion wird von MnO3katalysiert

3. Zersetzung von Wasserstoffperoxid (H2O2)

2H2O2= 2H2O+ O2 Reaktion wird von Ag und Mn2+ katalysiert

4. Zersetzung von Metalloxiden

2HgO= 2Hg+ O2

Wasserstoffgewinnung (technische Verfahren):

1. Steam- Reforming- Verfahren

Umsetzung von entschwefeltem Methan mit Wasserdampf bei 700C und Drcken bis 40 bar, Ni-

Katalysatoren

CH4+ H2O= 3H2+ CO

2. Partielle Oxidation von schwerem Heizl

Schwere Heizl und Erdlrckstnde werden zwischen 1200C und 1500C und einem Druck von

30- 40bar mit Sauerstoff partiell oxidiert.

2CnH2n+2+ nO2= 2nCO+ 2(n+1)H2 langkettige Kohlenwasserstoffe

3. Kohlenvergasung und anschlieender CO Konvertierung

C+ H2O= CO+ H2 Das Produkt nennt man Wassergas. CO wird abgetrennt und mit

Wasserdampf umgesetzt

CO+ H2O (g)= CO2+ H2 bei 1000C liegt das Gleichgewicht auf der rechten Seite, unterhalb 500C

auf der linken

4. Elektrolyse einer 30%igen KOH Lsung

4KOH= 4K+ H20+ H2 (0 ist Null, da sehr reiner Wasserstoff entsteht)

Darstellung von Chlor:

1. Elektrolyse wssriger NaCl Lsungen (Chlor- Alkali- Elektrolyse)

2. Oxidation von Salzsure

Industriell nach dem Deacon- Verfahren: 4HCl+ O2= 2Cl2+ 2H2O (Katalysator: CuCl2)

Im Labor nach dem Weldon- Verfahren: 4HCl+ MnO2= Cl2+ MnCl2+ H2O

Darstellung von Phosphor:

Phosphate werden mit Kohlenstoff und Quarz im Phosphorofen bei 1500C reduziert:

2Ca3(PO4)2+ 6SiO2+ 10C= 6CaSiO3+ 10CO+ P4 Schlacke (CaSiO3), P4 Dmpfe verschieben GG nach rechts

Solvay-Prozess (Herstellung von Natriumcarbonat Na2CO3):

1. Schritt: CO2 wird durch Brennen von Kalk erzeugt.

CaCO3 = CaO + CO2

2. Schritt: In eine wssrige, gesttigte NaCl Lsung wird NH3 und CO2 eingeleitet. Es fllt NaHCO3 aus . Na+ +

Cl- + NH3 + CO2 + H2O= NaHCO3 + NH4+ + Cl-

3. Schritt: NaHCO3 wird abgetrennt und thermisch zersetzt:

2 NaHCO3= Na2CO3 + CO2 + H2O

Das frei werdende CO2 wird bei Schritt 2 wieder verwendet

4. Schritt: Der im ersten Schritt bentigte Ammoniak wird mit CaO aus NH4Cl gewonnen.

2 NH4Cl + CaO= CaCl2 + 2 NH3 + H2O

5.( CaCl2 (Calciumchlorid) entsteht als Abfallprodukt.)

Galvanische Elemente:

Primrelemente: - Daniell Element

Anstatt der Salzbrcke kann auch ein

Diaphragma verwendet werden.

Zink ist elektropositiver als Kupfer

Anodenreaktion: (Oxidation)

Zn = Zn2+ +2e-

Kathodenreaktion: (Reduktion)

Cu2+ + 2e- = Cu

Gesamtreaktion

Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu

- Leclanche Element (Zink- Braunstein- Zelle)

Anodenreaktion: Zn= Zn2++ 2e-

Kathodenreaktion: MnO2+ H3O++ e-= MnO(OH)+ H2O

Gesamtreaktion

2MnO2+ 2H3O++ Zn= 2MnO(OH)+ 2H2O+ Zn

2+

Sekundrelemente: - Bleiakku

Reaktion bei Stromentnahme:

Anode:

Pb+ H2O+ HSO4-= PbSO4(s)+ H3O

++ 2e-

Kathode:

PbO2(s)+ 3H3O++ HSO4

-+ 2e-= PbSO4(s)+ 5H2O

Gesamtreaktion: Pb+ PbO2+ 2H3O++ 2HSO4

- 2PbSO4+ 4H2O

- Brennstoffzelle

Anodenreaktion: 2H2+ 4OH-= 4H2O+ 4e

-

Kathodenreaktion: O2+ 2H2O+ 4e-= 4OH-

Gesamtreaktion: 2H2+ O2= 2H2O

Kontaktverfahren: (Erstellung von Schwefelsure)

1. SO3 + H2SO4 = H2S2O7

2. H2S2O7 + H2O = 2H2SO4

Phasendiagramme: