Taschenbuch der Chemie von Karl Schwister 4., aktualisierte Auflage

Hanser München 2010 Verlag C.H. Beck im Internet: www.beck.de ISBN 978 3 446 42211 7

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Inhaltsverzeichnis Taschenbuch der Chemie Herausgegeben von Karl Schwister ISBN: 978-3-446-42211-7

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Inhaltsverzeichnis

ALLGEMEINE CHEMIE 1

Aufbau der Atome . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

1.1 1.2

Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Bausteine der Atome . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.2.1 Elementarteilchen, Kernbausteine, Atomhülle . . . . . 1.2.2 Chemische Elemente, Isotope, Atommassen . . . . . 1.2.3 Massendefekt, Äquivalenz von Masse und Energie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Kernreaktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.3.1 Radioaktivität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.3.2 Anwendungen der Kernreaktionen und der Isotope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.3.3 Künstliche Nuklide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Elektronenkonfigurationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.4.1 BOHR’sches Modell des Wasserstoffatoms . . . . . . . 1.4.2 Deutung des Wasserstoffspektrums . . . . . . . . . . . . 1.4.3 Moderne Quantentheorie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.4.4 Atomorbitale und Quantenzahlen des Wasserstoffatoms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.4.5 Aufbauprinzip von Mehrelektronensystemen . . . . .

1.3

1.4

22 24 24 27 32 34 35 41 43 46 46 50 53 56 63

2

Periodensystem der Elemente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66

2.1 2.2 2.3

Ordnungsprinzipien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Darstellung des Periodensystems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Periodizität einiger Eigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3.1 Ionisierungsenergie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3.2 Elektronenaffinität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3.3 Atom- und Ionenradien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

66 67 71 71 73 74

3

Chemische Bindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78

3.1

Ionenbindung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.1.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.1.2 Ionenradien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.1.3 Charakteristische Strukturen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.1.4 Gitterenergie von Ionenkristallen . . . . . . . . . . . . . . .

78 78 81 82 88

8

3.2

3.3 3.4

Inhaltsverzeichnis

Atombindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 3.2.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 3.2.2 Bindungsbegriffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 3.2.3 Valenzbindungstheorie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 3.2.4 Hybridisierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 3.2.5 Mehrfachbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 3.2.6 Polare Atombindung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 Metallische Bindung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 3.3.1 Elektronengas-Modell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 3.3.2 Energiebänder-Modell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112 Zwischenmolekulare Bindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114 3.4.1 VAN-DER-WAALS-Bindung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114 3.4.2 Dipol-Dipol-Wechselwirkung . . . . . . . . . . . . . . . . . 115 3.4.3 Wasserstoffbrückenbindung . . . . . . . . . . . . . . . . . 116

4

Zustandsformen der Materie . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118

4.1 4.2

Aggregatzustände, Phasen, Dispersität . . . . . . . . . . . . . . . . Gasförmiger Zustand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.2.1 Ideale Gase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.2.2 Reale Gase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Fester Zustand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.3.1 Struktur und Bindungscharakter . . . . . . . . . . . . . . 4.3.2 Kristallgitter und Kristallsysteme . . . . . . . . . . . . . . 4.3.3 Methoden zur Ermittlung der Festkörperstruktur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Flüssiger Zustand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Phasenübergang und Phasengleichgewicht . . . . . . . . . . . .

4.3

4.4 4.5

118 121 122 128 131 131 133 136 138 141

5

Thermodynamik chemischer Reaktionen . . . . . . . 145

5.1 5.2

Allgemeines zum Ablauf chemischer Reaktionen . . . . . . . . Erster Hauptsatz der Thermodynamik . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2.1 Anwendung auf chemische Reaktionen . . . . . . . . 5.2.2 Energieformen bei chemischen Reaktionen . . . . . Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3.1 Freie Enthalpie und Entropie . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3.2 GIBBS-HELMHOLTZ’sche Gleichung . . . . . . . . . . . .

5.3

6 6.1

145 147 150 155 157 157 160

Mehrstoffsysteme und Lösungen . . . . . . . . . . . . . 165 Eigenschaften und Grundgesetze von Lösungen . . . . . . . . 165 6.1.1 Zusammensetzung einer Lösung . . . . . . . . . . . . . 165 6.1.2 Regeln der Löslichkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169

Inhaltsverzeichnis

6.2

6.3

Lösungsvorgänge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.2.1 Solvatation und Solvathüllen . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.2.2 Solvatations- bzw. Hydratationsenthalpie . . . . . . . 6.2.3 Löslichkeit von Stoffgruppen des PSE . . . . . . . . . Kolligative Eigenschaften von Lösungen . . . . . . . . . . . . . . . 6.3.1 Dampfdruckerniedrigung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.3.2 Molmassebestimmung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.3.3 Osmose und osmotischer Druck . . . . . . . . . . . . . .

9

173 173 176 177 178 179 180 181

7

Allgemeine Reaktionsbegriffe . . . . . . . . . . . . . . . . 184

7.1 7.2

Symbole und Formeln . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Quantitative Eigenschaften von Formeln und Gleichungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Chemisches Gleichgewicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.3.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.3.2 Massenwirkungsgesetz (MWG) . . . . . . . . . . . . . . . 7.3.3 Prinzip von LE CHATELIER . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7.3

184 188 191 191 193 196

8

Säuren und Basen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200

8.1

Autoprotolyse des Wassers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.1.1 Eigenschaften und Struktur des Oxoniumions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.1.2 Dissoziationsgleichgewicht des Wassers und pH-Wert . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Säure-Base-Reaktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.2.1 Theorie von ARRHENIUS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.2.2 Theorie von BRØNSTED . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.2.3 Relative Säure- und Basestärke . . . . . . . . . . . . . . Protolysegleichgewichte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.3.1 pKs-Wert und Berechnung des pH-Wertes von Säuren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.3.2 Protolysegrad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.3.3 pH-Berechnungen von Basen und Salzlösungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.3.4 Puffersysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Elektronentheorie der Säuren und Basen nach LEWIS . . . . .

8.2

8.3

8.4

200 200 201 203 203 204 206 207 207 210 211 214 217

9

Redox-Systeme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218

9.1 9.2 9.3

Oxidations- und Reduktionsreaktionen . . . . . . . . . . . . . . . . Aufstellen von Redoxgleichungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Elektronenaustausch an der Phasengrenze . . . . . . . . . . . . 9.3.1 Galvanische Ketten (DANIELL-Element) . . . . . . . . . 9.3.2 Normal-Wasserstoffelektrode . . . . . . . . . . . . . . . .

218 221 223 223 225

10

Inhaltsverzeichnis

9.4 9.5

9.3.3 Elektrochemische Spannungsreihe . . . . . . . . . . . . 9.3.4 NERNST-Gleichung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Konzentrationsketten und Elektrodenarten . . . . . . . . . . . . . Elektrochemische Spannungsquellen . . . . . . . . . . . . . . . . .

10

Gleichgewichte in Mehrphasensystemen . . . . . . 235

10.1 Gleichgewichte unter Beteiligung einer festen Phase . . . . . 10.1.1 Adsorption an Oberflächen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.1.2 Löslichkeit und Löslichkeitsprodukt . . . . . . . . . . . . 10.2 Verteilung von Stoffen zwischen zwei flüssigen Phasen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.3 Gleichgewichte an Membranen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.3.1 Dialyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.3.2 DONNAN-Gleichgewicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11

226 228 230 233 235 235 238 241 242 242 243

Kinetik chemischer Reaktionen . . . . . . . . . . . . . . 245

11.1 Reaktionsgeschwindigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.1.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.1.2 Reaktionsordnung und Molekularität . . . . . . . . . . . 11.1.3 Rückreaktion und dynamisches Gleichgewicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.2 Theorie der Reaktionsgeschwindigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . 11.2.1 Temperaturabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.2.2 Aktivierungsenergie und -entropie . . . . . . . . . . . . . 11.2.3 Das Reaktions-Energie-Diagramm . . . . . . . . . . . . 11.3 Beschleunigung einer Reaktion durch Katalyse . . . . . . . . . 11.4 Kinetische Reaktionstypen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

245 245 247 252 254 254 257 260 262 264

ANORGANISCHE CHEMIE 12

Wasserstoff und die Chemie wichtiger Säuren und Basen . . . . . . . . . . . . . . . . . 268

12.1 Wasserstoff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12.1.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12.1.2 Elementarer Wasserstoff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12.1.3 Wasserstoffverbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12.1.4 Wasser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12.1.5 Wasserstoffperoxid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

268 268 268 270 271 272

Inhaltsverzeichnis

12.2 Ausgewählte anorganische Säuren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12.2.1 Sauerstoffsäuren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12.2.2 Halogenwasserstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12.3 Ausgewählte anorganische Basen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12.3.1 Ammoniak . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12.3.2 Oxide und Hydroxide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

13

11

273 273 277 279 279 282

Hauptgruppenelemente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286

13.1 Elemente der 1. Gruppe (I. Hauptgruppe) . . . . . . . . . . . . . . 13.1.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13.1.2 Lithium und Lithiumverbindungen . . . . . . . . . . . . 13.1.3 Natrium und Natriumverbindungen . . . . . . . . . . . . 13.1.4 Kalium und Kaliumverbindungen . . . . . . . . . . . . . . 13.1.5 Rubidium, Cäsium, Francium und ihre Verbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13.2 Elemente der 2. Gruppe (II. Hauptgruppe) . . . . . . . . . . . . . 13.2.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13.2.2 Beryllium und Berylliumverbindungen . . . . . . . . . . 13.2.3 Magnesium und Magnesiumverbindungen . . . . . . 13.2.4 Calcium und Calciumverbindungen . . . . . . . . . . . . 13.2.5 Strontium, Barium, Radium und ihre Verbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13.3 Elemente der 13. Gruppe (III. Hauptgruppe) . . . . . . . . . . . . 13.3.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13.3.2 Bor und Borverbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13.3.3 Aluminium und Aluminiumverbindungen . . . . . . . . 13.3.4 Gallium, Indium, Thallium und ihre Verbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13.4 Elemente der 14. Gruppe (IV. Hauptgruppe) . . . . . . . . . . . . 13.4.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13.4.2 Kohlenstoff und Kohlenstoffverbindungen . . . . . . . 13.4.3 Silicium und Siliciumverbindungen . . . . . . . . . . . . 13.4.4 Germanium und Germaniumverbindungen . . . . . . 13.4.5 Zinn und Zinnverbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13.4.6 Blei und Bleiverbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13.5 Elemente der 15. Gruppe (V. Hauptgruppe) . . . . . . . . . . . . 13.5.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13.5.2 Stickstoff und Stickstoffverbindungen . . . . . . . . . . 13.5.3 Phosphor und Phosphorverbindungen . . . . . . . . . 13.5.4 Arsen, Antimon, Bismut und ihre Verbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

286 286 288 289 293 295 296 296 298 299 301 306 307 307 309 312 316 317 317 319 323 328 329 330 333 333 334 338 341

12

Inhaltsverzeichnis

13.6 Elemente der 16. Gruppe (VI. Hauptgruppe) . . . . . . . . . . . . 13.6.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13.6.2 Sauerstoff und Sauerstoffverbindungen . . . . . . . . 13.6.3 Schwefel und Schwefelverbindungen . . . . . . . . . . 13.6.4 Selen, Tellur, Polonium und ihre Verbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13.7 Elemente der 17. Gruppe (VII. Hauptgruppe) . . . . . . . . . . . 13.7.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13.7.2 Fluor und Fluorverbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . 13.7.3 Chlor und Chlorverbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . 13.7.4 Brom, Iod, Astat und ihre Verbindungen . . . . . . . . 13.8 Elemente der 18. Gruppe (VIII. Hauptgruppe) . . . . . . . . . . .

14

344 344 345 347 351 353 353 354 356 358 360

Nebengruppenelemente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363

14.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14.2 Elemente der 3. Gruppe (III. Nebengruppe) . . . . . . . . . . . . 14.3 Elemente der 4. Gruppe (IV. Nebengruppe) . . . . . . . . . . . . 14.3.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14.3.2 Titan und Titanverbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . 14.3.3 Zirkonium, Hafnium, Rutherfordium und ihre Verbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14.3.4 Rutherfordium (Element 104) . . . . . . . . . . . . . . . . 14.4 Elemente der 5. Gruppe (V. Nebengruppe) . . . . . . . . . . . . . 14.5 Elemente der 6. Gruppe (VI. Nebengruppe) . . . . . . . . . . . . 14.5.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14.5.2 Chrom und Chromverbindungen . . . . . . . . . . . . . . 14.5.3 Molybdän, Wolfram, Seaborgium und ihre Verbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14.5.4 Seaborgium (Element 106) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14.6 Elemente der 7. Gruppe (VII. Nebengruppe) . . . . . . . . . . . . 14.6.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14.6.2 Mangan und Manganverbindungen . . . . . . . . . . . . 14.6.3 Technetium, Rhenium, Bohrium und ihre Verbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14.6.4 Bohrium (Element 107) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14.7 Elemente der 8. Gruppe (Eisengruppe) . . . . . . . . . . . . . . . . 14.7.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14.7.2 Eisen und Eisenverbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . 14.7.3 Ruthenium, Osmium und ihre Verbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14.7.4 Hassium (Element 108) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

363 364 366 366 367 369 371 371 375 375 376 378 381 381 381 382 384 385 385 385 387 391 393

Inhaltsverzeichnis

14.8 Elemente der 9. Gruppe (Cobaltgruppe) . . . . . . . . . . . . . . . 14.8.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14.8.2 Cobalt und Cobaltverbindungen . . . . . . . . . . . . . . 14.8.3 Rhodium, Iridium und ihre Verbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14.8.4 Meitnerium (Element 109) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14.9 Elemente der 10. Gruppe (Nickelgruppe) . . . . . . . . . . . . . . 14.9.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14.9.2 Nickel und Nickelverbindungen . . . . . . . . . . . . . . . 14.9.3 Palladium, Platin und ihre Verbindungen . . . . . . . 14.9.4 Darmstadtium (Element 110) . . . . . . . . . . . . . . . . . 14.10 Elemente der 11. Gruppe (I. Nebengruppe) . . . . . . . . . . . . 14.10.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14.10.2 Kupfer und Kupferverbindungen . . . . . . . . . . . . . . 14.10.3 Silber, Gold und ihre Verbindungen . . . . . . . . . . . 14.11 Elemente der 12. Gruppe (II. Nebengruppe) . . . . . . . . . . . . 14.11.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14.11.2 Zink und Zinkverbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14.11.3 Cadmium, Quecksilber und ihre Verbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

13

393 393 394 396 397 397 397 398 400 401 402 402 403 405 408 408 409 411

15 Lanthanoide und Actinoide . . . . . . . . . . . . . . . . . 415 15.1 Lanthanoide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 415 15.2 Actinoide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 419 16

Metallcarbonyle und Organometallverbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . 422

16.1 Metallcarbonyle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 422 16.2 Organometallverbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 425

ORGANISCHE CHEMIE 17

Aufbau und Reaktionstypen organischer Verbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 430

17.1 Bindungsverhältnisse in Kohlenwasserstoffen . . . . . . . . . . . 17.2 Reaktionsprinzipien und reaktive Teilchen . . . . . . . . . . . . . 17.2.1 Bindungslösung und Bindungsneuknüpfung . . . . . 17.2.2 Reaktionstypen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17.2.3 Molekularität der Reaktionen . . . . . . . . . . . . . . . . .

430 434 434 436 441

14

Inhaltsverzeichnis

17.3 Nomenklatur organischer Verbindungen . . . . . . . . . . . . . . . 442 17.3.1 Trivialnamen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 442 17.3.2 Systematische Nomenklatur . . . . . . . . . . . . . . . . . 443

18

Alkane und Cycloalkane

18.1 18.2 18.3 18.4 18.5 18.6

Konstitution der Alkane . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Nomenklatur und IUPAC-Regeln für Alkane . . . . . . . . . . . . Physikalische Eigenschaften der Alkane . . . . . . . . . . . . . . . Konformation der Alkane . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Cycloalkane – Nomenklatur und Konformation . . . . . . . . . . Reaktionen der Alkane . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18.6.1 Oxidation und Verbrennung . . . . . . . . . . . . . . . . . 18.6.2 Umsetzung mit Halogenen . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 447 447 448 449 451 453 455 455 456

19

Alkene und Alkine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 459

19.1 19.2 19.3 19.4 19.5 19.6 19.7 19.8

Definition und Klassifizierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Nomenklatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . cis-trans-Isomerie bei Alkenen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Mechanismus der elektrophilen Addition . . . . . . . . . . . . . . . Reaktionen der Alkene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Regel von MARKOWNIKOW . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1,4-Addition an konjugierte Diene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Alkine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19.8.1 Struktur und Eigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19.8.2 Additionsreaktionen der Alkine . . . . . . . . . . . . . . .

459 460 461 462 463 465 467 469 469 469

20

Aromatische Verbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 471

20.1 20.2 20.3 20.4

Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Nomenklatur aromatischer Verbindungen . . . . . . . . . . . . . . Elektrophile aromatische Substitution . . . . . . . . . . . . . . . . . Dirigierende Wirkung von Substituenten bei der Zweitsubstitution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

21

Heterocyclen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 483

21.1 Struktur und Nomenklatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21.2 Heterocycloaliphaten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21.3 Heteroaromaten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21.3.1 Fünfgliedrige Ringsysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21.3.2 Sechsgliedrige Ringsysteme . . . . . . . . . . . . . . . . .

471 474 476 479

483 484 484 484 486

Inhaltsverzeichnis

15

22

Stereoisomere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 488

22.1 22.2 22.3 22.4 22.5

Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Chiralität und Molekülsymmetrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Einteilung der Isomere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Nomenklatur der Stereoisomere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Moleküle mit mehreren Chiralitätszentren . . . . . . . . . . . . . .

23

Amine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 498

23.1 23.2 23.3 23.4

Klassifizierung und Nomenklatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Eigenschaften der Amine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Herstellung von Aminen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Reaktionen von Aminen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23.4.1 Elektrophile Reaktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23.4.2 Umsetzung mit salpetriger Säure . . . . . . . . . . . . . 23.4.3 Aromatische Diazoniumverbindungen . . . . . . . . . . 23.5 Herstellung von Azofarbstoffen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

24

488 488 491 492 496

498 499 501 503 503 503 505 506

Alkohole und Phenole . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 508

24.1 24.2 24.3 24.4

Klassifizierung und Nomenklatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Eigenschaften von Alkoholen und Phenolen . . . . . . . . . . . . Herstellung von Alkoholen und Phenolen . . . . . . . . . . . . . . Reaktionen von Alkoholen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24.4.1 Dehydratisierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24.4.2 Umsetzungen mit Halogenwasserstoffen . . . . . . . 24.4.3 Anorganische Ester . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24.4.4 Redoxreaktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24.5 Reaktionen von Phenolen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24.5.1 Oxidation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24.5.2 Aromatische Substitution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

508 510 513 516 516 517 518 520 521 521 522

25

Ether und Epoxide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 524

25.1 25.2 25.3 25.4

Klassifizierung und Nomenklatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Physikalische Eigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Herstellung von Ethern und Epoxiden . . . . . . . . . . . . . . . . . Reaktionen von Ethern und Epoxiden . . . . . . . . . . . . . . . . .

26

524 525 525 526

Aldehyde und Ketone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 529 26.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 529 26.2 Nomenklatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 529 26.3 Nucleophile Addition an Carbonylverbindungen . . . . . . . . . 530

16

Inhaltsverzeichnis

26.4 Umsetzungen von Aldehyden und Ketonen . . . . . . . . . . . . . 26.4.1 Bildung von Acetalen und Ketalen . . . . . . . . . . . . 26.4.2 Addition von Wasser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26.4.3 Addition von Blausäure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26.4.4 Addition von N-Nucleophilen . . . . . . . . . . . . . . . . . 26.4.5 Oxidations- und Reduktionsreaktionen . . . . . . . . . 26.5 Keto-Enol-Tautomerie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26.6 Aldol-Reaktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

27

27.1 27.2 27.3 27.4 27.5

28

533 533 534 535 535 537 540 540

Carbonsäuren und ihre Derivate . . . . . . . . . . . . . . 543

Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Nomenklatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Physikalische Eigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Carbonylaktivität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Herstellung und Umsetzungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27.5.1 Carbonsäuren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27.5.2 Carbonsäurehalogenide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27.5.3 Carbonsäureanhydride . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27.5.4 Carbonsäureester . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27.5.5 Carbonsäureamide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

543 543 545 546 547 547 549 550 551 553

Bifunktionelle Säuren, Fette und Tenside . . . . . . 554

28.1 28.2 28.3 28.4 28.5

Dicarbonsäuren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Hydroxycarbonsäuren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ketocarbonsäuren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Fette, Öle und Lipide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Tenside . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

29

Kohlenhydrate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 564

30

Aminosäuren, Peptide und Proteine . . . . . . . . . . . . . 575

29.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29.2 Monosaccharide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29.2.1 Konfiguration und Klassifizierung . . . . . . . . . . . . . 29.2.2 Cyclische Strukturen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29.2.3 Reaktionen der Monosaccharide . . . . . . . . . . . . . . 29.3 Disaccharide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29.4 Polysaccharide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30.2 Proteinogene Aminosäuren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30.2.1 Struktur und Klassifizierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30.2.2 Säure-Base-Eigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30.2.3 Charakteristische Reaktionen . . . . . . . . . . . . . . . .

554 556 558 559 561

564 565 565 566 568 570 572

575 575 575 578 580

Inhaltsverzeichnis

17

30.3 Peptide und Proteine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30.3.1 Definition, Einteilung und Nomenklatur . . . . . . . . . 30.3.2 Primärstruktur von Proteinen . . . . . . . . . . . . . . . . . 30.3.3 Raumstruktur von Proteinen . . . . . . . . . . . . . . . . .

582 582 584 585

31

588 588 588 589 589 590 591 593 596 598 598 602 606 608 609 613 616 622 622 625 629 630 631 631 634 635 635 638 640 641 641

Kunststoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.1 Einteilung der Kunststoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.1.1 Thermoplaste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.1.2 Elastomere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.1.3 Duromere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.2 Mechanismen der Polymerisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.2.1 Radikalkettenpolymerisation . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.2.2 Ionenkettenpolymerisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.2.3 Polymerisationsmethoden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.3 Polymerisationsverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.3.1 Polyolefine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.3.2 Halogenhaltige Polymerisate . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.3.3 Acrylpolymerisate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.4 Polykondensationsverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.4.1 Polyester . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.4.2 Polyamide, PA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.4.3 Polykondensationsharze mit Formaldehyd . . . . . . 31.5 Polyadditionsverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.5.1 Epoxidharzkunststoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.5.2 Polyurethane . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.6 Elastomere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.6.1 Natürliche Polyisoprene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.6.2 Synthetische Polydiene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.6.3 Polymerisation der Diene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.6.4 Vulkanisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.7 Kunststoffe aus Cellulose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.7.1 Veresterung der Cellulose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.7.2 Celluloseether . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.8 Temperaturbeständige Polymere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.8.1 Fluorpolymere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.8.2 Polyaryle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.8.3 Heterocyclische Polymere und Leiterpolymere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.8.4 Kohlenstoffpolymere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.9 Silicone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.9.1 Herstellung der Ausgangsmaterialien . . . . . . . . . . 31.9.2 Herstellung höhermolekularer Silicone . . . . . . . . . 31.9.3 Technische Siliconprodukte . . . . . . . . . . . . . . . . .

642 644 645 645 646 648

18

Inhaltsverzeichnis

ANALYTISCHE CHEMIE 32

Grundlagen der Analytik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 652

32.1 32.2 32.3 32.4

Analytischer Prozess . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Probenahme und Probevorbereitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . Messung und Auswertung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Analytische Kenngrößen und statistische Bewertung . . . . .

33

Qualitative Analyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 661

34

Klassische quantitative Analyse . . . . . . . . . . . . . 689

33.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33.1.1 Reaktionstypen der qualitativen Analyse . . . . . . . 33.1.2 Empfindlichkeit einer Nachweisreaktion . . . . . . . . 33.1.3 Durchführung einer quantitativen Analyse . . . . . . 33.2 Vorproben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33.2.1 Flammenfärbung und Spektralanalyse . . . . . . . . . 33.2.2 Borax- und Phosphorsalzperle . . . . . . . . . . . . . . . 33.2.3 Oxidationsschmelze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33.2.4 Erhitzen im Glühröhrchen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33.2.5 Erhitzen mit Schwefelsäure . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33.2.6 Weitere Vorproben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33.3 Lösen und Aufschließen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33.3.1 Saurer Aufschluss mit Kaliumhydrogensulfat . . . . 33.3.2 Alkalischer Aufschluss mit Soda/Pottasche . . . . . . 33.3.3 Freiberger Aufschluss . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33.3.4 Oxidationsaufschluss . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33.4 Anionenanalytik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33.4.1 Nachweise aus der Analysesubstanz . . . . . . . . . . 33.4.2 Nachweise aus dem Sodaauszug . . . . . . . . . . . . . 33.5 Kationentrennungsgang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33.5.1 HCl-Gruppe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33.5.2 H2S-Gruppe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33.5.3 (NH4)2S-Gruppe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33.5.4 (NH4)2CO3- und lösliche Gruppe . . . . . . . . . . . . . . 34.1 Grundlagen der Gravimetrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34.1.1 Fällungsform und Wägeform . . . . . . . . . . . . . . . . . 34.1.2 Lösen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34.1.3 Fällung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34.1.4 Behandlung des Niederschlages . . . . . . . . . . . . . . 34.1.5 Anwendungsbeispiele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

652 654 656 657

661 662 664 664 665 666 667 668 669 670 671 673 674 674 675 675 676 676 677 679 680 682 684 686 689 689 690 692 693 694

Inhaltsverzeichnis

34.2 Grundlagen der Maßanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34.2.1 Grundbegriffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34.2.2 Maßlösungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34.2.3 Titration und Indikatoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34.2.4 Titrationskurven . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34.3 Säure-Base-Titration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34.3.1 Titration starker Protolyte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34.3.2 Titration schwacher Protolyte . . . . . . . . . . . . . . . . 34.3.3 Indikatoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34.4 Redoxtitration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34.4.1 Titrationskurven . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34.4.2 Indikation der Titration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34.5 Komplexometrische Titration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34.5.1 Grundlagen der Komplexbildung . . . . . . . . . . . . . . 34.5.2 Analytische Anwendung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34.5.3 Titrationsverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34.5.4 Titrationsendpunkt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

35

19

696 696 698 700 701 703 703 704 706 708 708 710 710 711 714 715 716

Chromatographische Methoden . . . . . . . . . . . . . 717

35.1 Physikalisch-chemische Vorgänge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35.1.1 Adsorption . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35.1.2 Verteilung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35.1.3 Ionenaustausch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35.1.4 Ausschluss . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35.2 Chromatographische Kenngrößen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35.3 Dünnschichtchromatographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35.3.1 Stationäre Phase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35.3.2 Mobile Phase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35.3.3 Detektion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35.3.4 Methoden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35.4 Gaschromatographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35.4.1 Trägergas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35.4.2 Probeaufgabe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35.4.3 Injektor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35.4.4 Trennsäulen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35.4.5 Detektoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35.5 HPLC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35.5.1 Mobile Phase (Eluent) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35.5.2 Pumpe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35.5.3 Injektor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35.5.4 Trennsäule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35.5.5 Detektor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

718 718 718 719 719 719 721 723 723 723 724 724 725 725 726 727 728 731 732 732 733 733 734

20

Inhaltsverzeichnis

35.6 Elektrophoretische Trennverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35.6.1 Trägerfreie Elektrophorese . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35.6.2 Träger-Elektrophorese . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35.6.3 Isoelektrische Fokussierung . . . . . . . . . . . . . . . . . 35.6.4 Kapillarelektrophorese (CE) . . . . . . . . . . . . . . . . .

36

Spektrometrische Methoden . . . . . . . . . . . . . . . . 738

36.1 Grundlagen der Spektrometrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36.1.1 Elektromagnetisches Spektrum . . . . . . . . . . . . . . . 36.1.2 Energieabsorption . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36.1.3 Energieemission . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36.1.4 LAMBERT-BEER’sches Gesetz . . . . . . . . . . . . . . . . 36.2 Brechungs- und Beugungsmethoden . . . . . . . . . . . . . . . . . 36.2.1 Refraktometrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36.2.2 Polarimetrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36.2.3 Nephelometrie und Turbidimetrie . . . . . . . . . . . . . 36.3 Molekülspektrometrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36.3.1 Spektrometrie im UV/VIS-Bereich . . . . . . . . . . . . . 36.3.2 IR- und RAMAN-Spektrometrie . . . . . . . . . . . . . . . . 36.3.3 Kernresonanzspektrometrie . . . . . . . . . . . . . . . . . 36.4 Atom- und Ionenspektrometrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36.4.1 Atomemissionsspektrometrie . . . . . . . . . . . . . . . . 36.4.2 Atomabsorptionsspektrometrie . . . . . . . . . . . . . . . 36.4.3 Röntgenspektrometrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36.4.4 Massenspektrometrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

37

37.1 37.2 37.3 37.4

735 735 736 736 736 738 739 743 743 744 747 747 748 750 752 752 755 758 760 760 761 763 765

Elektrochemische Methoden . . . . . . . . . . . . . . . . 769

Elektrolyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Konduktometrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Potenziometrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Polarographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

770 772 775 781

Literaturverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 784 Anhang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 788 Tabelle A-1: Tabelle A-2:

Ausgewählte Eigenschaften der chemischen Elemente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 788 Elektronenkonfigurationen der Elemente . . . . . . . 795

Sachwortverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 800