Formelsammlung Chemie
Inhaltsverzeichnis SÄURE-BASE-REAKTIONEN
3
Säure-Base-Begriffe:
3
Ionenprodukt des Wassers
3
pH-Wert einer schwachen Säure
3
pOH-Wert einer schwachen Base
3
Zusammenhang für konjugiertes Säure-Base-Paar
3
pH-Wert für Pufferlösungen (Henderson-Hasselbalch-Gleichung)
3
ELEKTROCHEMIE
4
Faraday-Gesetz
4
Faradaykonstante
4
Elektrische Maßeinheiten
4
Formen der Nernst-Gleichung
4
THERMODYNAMIK
5
Reaktionsenthalpie
5
Freie Reaktionsenthalpie
5
Zusammenhang zum Massenwirkungsgesetz
5
GASE
5
Ideales Gasgesetz
5
Dalton-Gesetz der Partialdrücke
5
Stoffmengenanteil
5
_________________________________________________________________________________ Molter / Saumer ; Stand 24.11.06
1
REAKTIONSKINETIK
5
Arrheniusgleichung
5
THERMODYNAMISCHE DATEN
6
NATURKONSTANTEN
14
STANDARDPOTENZIALE
14
STANDARDPOTENZIALE
15
LÖSLICHKEITSPRODUKTE
16
SÄURE- UND BASEKONSTANTEN
17
PERIODENSYSTEM DER ELEMENTE
18
_________________________________________________________________________________ Molter / Saumer ; Stand 24.11.06
2
Säure-Base-Reaktionen Säure-Base-Begriffe: Arrhenius-Säure: Arrhenius-Base:
bildet in Wasser H+-Ionen bildet in Wasser OH--Ionen
Brönsted-Säure: Brönsted-Base:
Protonen-Donator Protonen-Akzeptor
Lewis-Säure: Lewis-Base:
Elektronenpaar-Akzeptor Elektronenpaar-Donator
Ionenprodukt des Wassers
KW = c( H + ) ⋅ c(OH − ) = 1,0 ⋅ 10 −14 mol 2 / l 2 pH-Wert einer schwachen Säure
1 pH ≈ ( pK S − log c0 ) 2 pOH-Wert einer schwachen Base
pOH ≈
1 ( pK B − log c 0 ) 2
Zusammenhang für konjugiertes Säure-Base-Paar pKS + pKB = pKW = 14 pH-Wert für Pufferlösungen (Henderson-Hasselbalch-Gleichung)
pH = pK S − log
c( HA) c( A − )
_________________________________________________________________________________ Molter / Saumer ; Stand 24.11.06
3
Elektrochemie Faraday-Gesetz
m=
M L ⋅ z F
mit
m = abgeschiedene Masse
M = molare Äquivalentmasse z = Anzahl der übertragenen Elektronen L = Elektrizitätsmenge (elektrische Ladung)
Faradaykonstante F = 96485C / mol = 6,022 ⋅ 10 23 mol −1 ⋅ 1,6022 ⋅ 1019 C ≈ Avogadro-Zahl mal Elementarladung Elektrische Maßeinheiten 1A = 1 C/s 1 Ω = 1 V/A 1 S = 1 Ω-1 1 J = 1 VC Formen der Nernst-Gleichung Allgemeine Form:
ΔE = ΔE 0 −
2,303RT log Q nF
in Volt
Bei 25°C:
ΔE = ΔE 0 −
0,05916 log Q n
in Volt
Für Halbreaktionen bei 25°C:
E = E0 +
0,05916 [OxidierteForm] log n [Re duzierteForm]
in Volt
Für Metallelektroden bei 25°C:
E ≈ E0 +
0,05916 log c ( M n + ) n
in Volt
Elektromotorische Kraft
EMK = ΔE 0 = E 0 ( Kathode) − E 0 ( Anode)
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4
Thermodynamik Reaktionsenthalpie ΔH = ΔU + pΔV
Freie Reaktionsenthalpie
ΔG = ΔH − T ⋅ ΔS ΔG = −n ⋅ F ⋅ ΔE Zusammenhang zum Massenwirkungsgesetz
aA + eE ⇔ xX + zZ ΔG = ΔG 0 + R ⋅ T ⋅ ln
a x ( X ) ⋅ a z (Z ) a a ( A) ⋅ a e ( E )
Gase Ideales Gasgesetz p ⋅ ΔV = Δn ⋅ R ⋅ T
Dalton-Gesetz der Partialdrücke p = p ( A) + p ( B ) + p (C ) + ....
Stoffmengenanteil p ( A) =
n( A) ⋅ p = x( A) ⋅ p n( A) + n( B)
Reaktionskinetik Arrheniusgleichung k = A ⋅ e − Ea / RT _________________________________________________________________________________ Molter / Saumer ; Stand 24.11.06
5
Thermodynamische Daten (aus Peter W. Atkins, Kurzlehrbuch Physikalische Chemie, Wiley 3. Auflage)
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6
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7
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8
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9
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10
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11
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12
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13
Naturkonstanten (Aus Charles E. Mortimer, Chemie, Thieme Verlag, 6te Auflage)
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14
Standardpotenziale (Aus Charles E. Mortimer, Chemie, Thieme Verlag, 6te Auflage)
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15
Löslichkeitsprodukte (Aus Charles E. Mortimer, Chemie, Thieme Verlag, 6te Auflage)
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16
Säure- und Basekonstanten
_________________________________________________________________________________ Molter / Saumer ; Stand 24.11.06
17
24.305 648.8 1090 1.2
22.990 97.81 882.9 1.0
12
2 He 2s2
Be
4
9.0122 1278 2970 1.5
1 He 2s1
6.941 180.54 1347 1.0
–1, 1 1s1
87.62 769 1384 1.0
85.468 38.89 688 0.9
137.33 725 1640 1.0
*226.03 700 1140 1.0
2 Rn 7s2
1 Rn 7s1
Fr
Actiniden Actinides Actínidos
6
1.5
3 Rn 6d17s2
Ac
*227.03 1050 3200 1.0
89
Xe
5d16s2
3
138.91 921 3457 1.1
4d15s2
3
88.906 1522 3338 1.1
La
57
Kr
Y
39
3 Ar 3d14s2
Sc
21
50.942 1890 3380 1.5
92.906 2468 4742 1.2
42
95.94 2617 4612 1.3
2, 3, 6 Ar 3d54s1
Cr
24
51.996 1857 2672 1.6
VI b
6
*262.11
105
Xe
4f145d36s2
5
180.95 2996 5425 1.3
Ta
73
Kr
3, 5
4d45s1 183.84 3410 5660 1.4
55.845 1535 2750 1.6
8
186.21 3180 5627 1.5
Re
75
Kr
4d65s1
7
*98.906 2172 4877 1.4
43
2, 3, 4, 6, Ar 3d54s2
101.07 2310 3900 1.4
190.23 3045 5027 1.5
102.91 1966 3727 1.5
77
192.22 2410 4130 1.6
1, 2, 3, 4 Kr 4d85s1
Rh
45
2, 3 Ar 3d74s2
Co
Os Ir
76
3, 4, 8 Kr 4d75s1
Ru
44
2, 3, 6 Ar 3d64s2
27
58.933 1495 2870 1.7
VIII
9
140.12 799 3426 1.1
140.91 931 3512 1.1
*263.12
106
*262.12
107
108
109
144.24 1021 3068 1.1
*146.92 1168 2460 1.1
61
62
150.36 1077 1791 1.1
U
Np Pu
94
2, 3 Xe 4f66s2
3, 4, 5, 6 Rn 5f67s2
1.1
93
3 Xe 4f56s2
4 4, 5 3, 4, 5, 6 3, 4, 5, 6 Rn 6d27s2 Rn 5f26d17s2 Rn 5f36d17s2 Rn 5f46d17s2
Pa
*238.03 1132 3818 1.2
92
3 Xe 4f46s2
*244.06 641 3232 1.2
Th
63
151.96 822 1597 1.0
195.08 1772 3827 1.4
Pt
78
2, 4 Kr 4d10
107.87 961.9 2212 1.4
48
196.97 1064 2807 1.4
80
Kr
200.59 –38.84 356.6 1.5
4d105s2
Au Hg
79
Kr
1, 2
4d105s1
2
112.41 320.9 765 1.5
2 Ar 3d104s2
Zn
30
65.39 419.6 907 1.7
II b
12
Ag Cd
47
1, 2 Ar 3d104s1
Cu
29
63.546 1083 2567 1.8
Ib
11
157.25 1313 3266 1.1
65
158.93 1356 3123 1.1
3, 4, 5, 6 3, 4 Rn 5f77s2 Rn 5f76d17s2
~1.2
*247.07 1340
96
3 Xe
162.50 1412 2562 1.1
~1.2 3, 4 Rn 5f107s2
Cf
~1.2
98
3 Xe 4f106s2
*251.08
3, 4 Rn 5f97s2
32
72.61 937.4 2830 2.0
4 Ne 3s23p2
Si
14
28.086 1410 2355 1.7
–4, 2, 4 He 2s22p2
C
6
12.011 3367 4827 2.5
IV a
14
33
74.922 817 613 2.2
–3, 3, 5 Ne 3s23p3
P
15
30.974 44.1 280 2.1
–3, 2, 3, 4, He 2s22p3
N
7
14.007 –209.86 –195.8 3.1
Va
15
Se
34
78.96 217 684.9 2.5
–2, 2, 4, 6 Ne 3s23p4
S
16
32.066 112.8 444.67 2.4
–2, –1 He 2s22p4
O
8
15.999 –218.4 –182.96 3.5
VI a
16
18.998 –219.62 –188.14 4.1
Br
35
79.904 –7.2 58.78 2.7
–1, 1, 3, 5, Ne 3s23p5
Cl
17
35.453 –100.98 –34.6 2.8
–1 He 2s22p5
F
9
17 VII a
39.948 –189.2 –185.7
83.80 –156.6 –152.3
Kr
36
Ne 3s23p6
Ar
18
He 2s22p6
Ne
10
1s2 20.18 –248.67 –246.05
He
2
4.0026 < –272.2 –268.93
0
18
Xe
67
164.93 1474 2695 1.1
68
Mt Meitnerium
Hs Hassium
Bh Bohrium
Sg Seaborgium
167.26 1497 2900 1.1
~1.2 3 Rn 5f117s2
Es
*252.08
99
3 Xe 4f116s2
**
3 Rn 5f127s2
~1.2
Xe
4f145d106s26p3
3, 5
208.98 271.3 1560 1.7
Bi
83
–3, 3, 5 Kr 4105s25p3
127.60 449.5 990 2.0
Xe
4f145d106s26p4
2, 4, 6
Po
*209.98 254 962 1.8
84
–2, 4, 6 Kr d105s25p4
Te
52
168.93 1545 1947 1.1
70
173.04 819 1194 1.1
71
Xe
174.97 1663 3395 1.1
4f145d106s26p5
–1, 1, 3, 5,
At
~ 1.2
*258.10
101
2, 3 Xe 4f136s2
3 Rn 5f137s2
*209.99 302 337 2.0
85
*262.11
103
2, 3 3 Rn 5f147s2 Rn 5f146d17s2
*259.10
102
3 2, 3 Xe 4f146s2 Xe 4f145d16s2
Tm Yb Lu
69
IUPAC Recomendaciónes 1997
IUPAC Recommendations 1997
126.90 113.5 184.4 2.2 –1, 1, 3, 5, Kr 4105s25p5
I
53
2 Xe 4f145d106s26p6
Rn
*222.02 –71 –61.8
86
2, 4, 6 Kr 4105s25p6
131.29 –111.9 –107.1
Xe
54
Merck KGaA, 64271 Darmstadt, Germany
Fm Md No Lr
*257.18
100
3 Xe 4f126s2
121.76 630.7 1750 1.8
Sb
51
IUPAC Empfehlungen 1997
4f145d106s26p2
2, 4
207.2 327.5 1740 1.6
Pb
82
Kr
d105s25p2
2, 4
118.71 232.0 2270 1.7
Sn
50
Rutherfordium Db Dubnium
Rf
Xe
1, 3
204.38 303.5 1457 1.4
4f145d106s26p1
Tl
81
Kr
4d105s25p1
3
114.82 156.6 2080 1.5
In
49
3 4 –3, 3, 5 –2, 4, 6 –1, 1, 3, 5, 2, 4 Ar 3d104s24p1 Ar 3d104s24p2 Ar 3d104s24p3 Ar 3d104s24p4 Ar 3d104s24p5 Ar 3d104s24p6
Ga Ge As
31
69.723 29.78 2403 1.8
3 Ne 3s23p1
Al
13
26.982 660.37 2467 1.5
3 He 2s22p1
B
10.811 2079 2550 2.0
III a
13
Dy Ho Er
66
*247.07
97
3, 4 Xe 4f96s2
Gd Tb
64
Am Cm Bk
*243.06 994 2607 ~1.2
95
2, 3 Xe 4f76s2
Nd Pm Sm Eu
60
*237.05 640 3902 1.2
*231.04 1600
*232.04 1750 4790 1.1
90
91
3, 4 Xe 4f36s2
Pr
59
3, 4 Xe 4f26s2
Ce
58
106.42 1552 3140 1.4
Pd
46
2, 3 Ar 3d84s2
Ni
28
58.693 1453 2732 1.8
10
IUPAC, Nomenclature of Inorganic Chemistry, 1989
Gruppennummerierung, column labelling, número de grupo
serie f
Elemente der f-Reihe, elements of the f-series, elementos de la
Übergangsmetalle, transition metals, elementos de transición
Nichtmetalle, nonmetals, metaloides
Metalle, metals, metales
stabilstes Isotop, most stable isotope, isótopo más estable
Periodensystem der Elemente Periodic Table of the Elements Tabla Periodica de los Elementos 5
m
2, 4 2, 3, 4, 5, 6 2, 4, 7 2, 3, 4, 6, 1, 2, 3, 4, 1, 3 1, 2 Xe 4f145d46s2 Xe 4f145d56s2 Xe 4f145d66s2 Xe 4f145d76s2 Xe 4f145d96s1 Xe 4f145d106s1 Xe 4f145d106s2
W
74
2, 3, 4, 5, 6 Kr 4d55s1
26
*
Mn Fe
25
54.938 1244 1962 1.6
VII b
7
Nb Mo Tc
41
2, 3, 4, 5 Ar 3d34s2
V
5
Vb
23
8
Número atómico Simbolo del elemento Peso atómico relative Punto de fusión Punto de ebullición Electronegatividad (Allred, Rachow) 7 Niveles de oxidación 8 Configuración electrónica
Atomic number Element symbol Relative atomic mass Melting point Boiling point Electronegativity (Allred, Rachow) Oxidations states Electron configuration
1 2 3 4 5 6 7 8
1 2 3 4 5 6
Ordnungszahl Elementsymbol Relative Atommasse Schmelzpunkt Siedepunkt Elektronegativität (Allred, Rachow) Oxidationsstufen Elektronenkonfiguration
1 2 3 4 5 6 7 8
**Rf **Db **Sg **Bh **Hs **Mt
*261.11
104
Xe
4f145d26s2
4
178.49 2227 4602 1.2
Hf
72
Kr
4d25s2
4
91.224 1852 4377 1.2
Zr
40
3, 4 Ar 3d24s2
Ti
22
47.88 1660 3287 1.3
IV b
III b
44.956 1541 2831 1.2
4
3
Kr 4d85s1
1, 2, 3, 4
7
5
4
3727
1966
102.91 3
Rh
2
45
1
Lanthaniden Lanthanides Lantánidos
Ra
88
*223.02 27 677 0.9
87
2 Xe 6s2
1 Xe 6s1
Ba
56
132.91 28.40 678.4 0.9
Cs
55
2 Kr 5s2
1 Kr 5s1
Sr
38
2 Ar 4s2
1 Ar 4s1
Ca
20
40.078 839 1484 1.0
39.098 63.65 774 0.9
Rb
37
K
19
2 Ne 3s2
1 Ne 3s1
Na Mg
11
Li
3
H
1
II a
Ia
1.0079 –259.14 –252.87 2.2
2
1
