Chemie

Messgenauigkeit Die Fähigkeit, ein Experiment zu wiederholen und die gleichen Ergebnisse zu erzielen, oder die Reproduzierbarkeit, ist in der wissenschaftlichen Forschung unerlässlich. Es ist jedoch unmöglich, ein Experiment zu wiederholen, wenn man nicht weiß, wie man es gemacht hat. So halten die Wissenschaftler ihre Experimente detailliert in Laborheften fest. Diese Aufzeichnungen enthalten wichtige Informationen wie die Menge jedes verwendeten Materials und Beschreibungen der einzelnen...

Zweidimensionale Graphen Einige chemische Experimente bestehen darin, eine Eigenschaft des Systems, das Sie untersuchen, direkt zu ändern, auch bekannt als unabhängige Variable, wie die Temperatur, und die Auswirkungen auf eine andere Eigenschaft zu messen, die auch als abhängige Variable bekannt ist, wie z. B. das Volumen. Sobald die Daten gesammelt sind, muss die Wechselwirkung zwischen den beiden Parametern quantifiziert – oder in eine Form umgewandelt werden, die ausgewertet werden kann –...

Chemische Gleichungen stellen dar, wie eine chemische Reaktion von Reaktanten zu Produkten durch physikalische oder chemische Veränderung unter Verwendung chemischer Formeln abläuft. Die Stöchiometrie ist ein Begriff, der die relativen Mengen von Reaktanten und Produkten in einer chemischen Reaktion beschreibt. Es basiert auf dem Gesetz der Massenerhaltung, einem Grundgesetz, das besagt, dass Materie weder erschaffen noch zerstört wird. Ganz einfach: Die Anzahl und Identität der Reaktantenatome...

Oxidation und Reduktion Einige chemische Reaktionen können als Reduktions-Oxidationsreaktionen oder Redoxreaktionen klassifiziert werden. Oxidation ist der Prozess, bei dem Materie, wie ein Atom oder ein ionisches Molekül, ein oder mehrere Elektronen verliert, und Reduktion ist der Prozess, bei dem die Materie ein oder mehrere Elektronen gewinnt. Oxidationsstufen Jedes Atom in einem Molekül hat seine eigene Oxidationsstufe oder Oxidationszahl. Die Oxidationsstufe beschreibt, wie oxidiert ein...

Herleitung des idealen Gasgesetzes Gase sind ein fundamentaler Zustand der Materie. Ein Gas ist eine Ansammlung von Molekülen, die einen signifikanten Abstand zwischen ihren Molekülen haben. Aufgrund dieser Entfernung sind farblose Gase für das menschliche Auge unsichtbar und werden anhand von vier messbaren Parametern untersucht: Druck (P), Volumen (V), Molzahl (n) und Temperatur (T). Das ideale Gasgesetz ist eine mathematische Gleichung, die alle diese Parameter miteinander in Beziehung setzt.

Säuren und Basen Eine Arrhenius-Säure produziert Wasserstoffionen, wenn sie in Wasser gelöst wird: HA + H2O → H+(aq) + A-(aq) Hier ist HA die nicht dissoziierte Säure, H+ das Wasserstoffkation und A- das solvatisierte Anion – die so genannte konjugierte Base. Eine Arrhenius-Base erzeugt Hydroxidionen, wenn sie in Wasser gelöst wird: BOH + H2O → B+(aq) + OH-(aq) Hier ist BOH die nicht dissoziierte Base, OH- das Hydroxidion und B+ das solvatisierte Kation – die sogenannte konjugierte Säure. Eine...

Puffer Wenn eine Arrheniussäure (HA) zu Wasser gegeben wird, dissoziiert sie in ihre konjugierte Base (A-) und ein Wasserstoffkation (H+). HA + H2O → H+(aq) + A-(aq) Die Menge der in der Lösung vorhandenen Wasserstoffionen bestimmt den Säuregehalt der Lösung, wobei mehr Wasserstoffionen einen niedrigeren oder saureren pH-Wert anzeigen. Ähnlich verhält es sich, wenn eine starke Arrhenius-Base (BOH) zu Wasser hinzugefügt wird, dissoziiert sie in ihre konjugierte Säure (B+) und ein Hydroxidion...

Enthalpie der Reaktion Thermodynamik ist die Lehre von Wärmeenergie und anderen Arten von Energie, wie z. B. Arbeit. Die Gesetze der Thermodynamik werden in allen bekannten Wissenschaftsbereichen angewendet und haben Anwendungen, die von der Biologie bis zur Physik reichen. Drei Gesetze der Thermodynamik Es gibt drei Hauptgesetze der Thermodynamik, die die Wechselwirkungen innerhalb des Universums beschreiben, unabhängig von der Größenordnung. Der erste ist der Energieerhaltungssatz, der...

Löslichkeit Die Löslichkeit beschreibt, wie viel eines gelösten Stoffes sich in einem bestimmten Volumen eines bestimmten Lösungsmittels lösen kann. Die Löslichkeit wird in der Regel in Bezug auf die Masse des gelösten Stoffes pro Lösungsmittelvolumen oder die Masse des gelösten Stoffes pro Lösungsmittelmasse angegeben. Zum Beispiel wird die Löslichkeit von Natriumchlorid in Wasser bei Raumtemperatur mit 36 g pro 100 ml Wasser angegeben. Wenn die Löslichkeit in gelöster Masse pro...

Emission von Metallflammen Die Flammenprüfung ist eine Analysetechnik, bei der eine Probe in eine Flamme gelegt wird und die charakteristische Flammenfarbe zur Identifizierung der Substanz verwendet wird. Jedes Element hat eine charakteristische Lichtemission, wenn es in eine Flamme gelegt wird, was bedeutet, dass jedes Element eine einzigartige Farbe erzeugt. Dieses Phänomen wird bei Feuerwerken genutzt, bei denen die Farbe des Feuerwerkskörpers einer bestimmten Eigenschaft eines Metalls...

Das Bohr-Modell Niels Bohr schlug 1913 ein Modell für das Wasserstoffatom vor, das beschrieb, dass diskrete Energiezustände mit einer festen Elektronenbahn um den Kern verbunden sind. Wichtig ist, dass ein Atom keine Energie entladen kann, solange sich seine Elektronen in stationären Zuständen befinden. Ein Elektron kann nur dann Energie abgeben, wenn es die Energiezustände ändert. Um Energiezustände zu ändern, muss sich ein Elektron von einer Umlaufbahn zur anderen bewegen, indem es entweder...

Absorption und Fluoreszenz Wenn Licht auf eine Substanz trifft, wird es entweder absorbiert, durchgelassen oder reflektiert. Typischerweise interagiert eine Substanz mit einer Reihe von Wellenlängen des Lichts, wobei jede anders mit den Molekülen oder Atomen interagiert. Eine Substanz kann einen bestimmten Wellenlängenbereich absorbieren, einen anderen Wellenlängenbereich reflektieren und die anderen Wellenlängen des Lichts übertragen. Wenn ein Molekül Licht absorbiert, wird die Energie auf...

Chemische Kinetik und das Gesetz der Reaktionsgeschwindigkeit Chemische Kinetik bezieht sich auf die Geschwindigkeit oder Geschwindigkeit einer chemischen Reaktion. Die Geschwindigkeit hängt vom Mechanismus, der Komplexität und der Anzahl der Reaktanten in der Reaktion ab. Auch die Reaktantenkonzentration spielt eine wichtige Rolle für die Geschwindigkeit einer Reaktion. Das Tarifgesetz quantifiziert diesen Zusammenhang durch Experimente. Jeder Reaktant trägt durch einen Faktor, der als...

Chemische Kinetik Die Reaktionsgeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit, mit der eine chemische Reaktion abläuft. Die Reaktionsgeschwindigkeit ist definiert als die Änderung der Konzentration einer Komponente in der Reaktion mit der Zeit. Die Geschwindigkeit einer Reaktion hängt von mehreren Faktoren ab, darunter die Konzentration der Reaktanten und die Temperatur, bei der die Reaktion durchgeführt wird. Jeder Reaktant trägt durch einen bestimmten Faktor zur Geschwindigkeit der Reaktion bei.

Elektrochemie Die Elektrochemie ist ein Teilgebiet der Chemie, das die Beziehung zwischen elektrischer Energie und einer chemischen Veränderung untersucht. Diese chemischen Reaktionen beinhalten die Bewegung von Elektronen von einer Spezies zur anderen. Diese Bewegung erzeugt entweder Strom oder wird durch angelegten Strom angetrieben. Die Schlüsselreaktion in der Elektrochemie ist die Oxidations-Reduktions- oder Redoxreaktion. Die Redoxreaktion setzt sich aus zwei Halbreaktionen zusammen; die...

Elektrochemie Die Elektrochemie ist ein Teilgebiet der Chemie, das die Beziehung zwischen elektrischer Energie und einer chemischen Veränderung beschreibt und misst. Elektrochemische Reaktionen beinhalten die Bewegung von Elektronen von einer Spezies zur anderen. Handelt es sich um eine spontane Reaktion, kann es zu einem erzeugten Strom kommen. Wenn die Reaktion nicht spontan ist, kann sie durch die Anwendung von Strom angetrieben werden. In der Elektrochemie ist die Schlüsselreaktion die...

Organische Labornotizbücher aufbewahren Das Führen von Aufzeichnungen ist eine wichtige Fähigkeit in wissenschaftlichen und organischen Chemielabors. Ohne angemessene Notizen, Beschreibungen, Mengen oder Beobachtungen kann ein im Labor durchgeführtes Experiment nicht repliziert oder reproduziert werden. Daher ist es notwendig, ein genaues und aktuelles Notizbuch zu führen, um Reproduzierbarkeit in der Wissenschaft zu erreichen. Ein Labornotizbuch ist sowohl im akademischen als auch im...

Glaswaren in der organischen Chemie Es gibt Standard-Glaswaren, die im Labor für organische Chemie verwendet werden. Becher und Erlenmeyerkolben werden typischerweise zum einfachen Mischen oder zum Halten von Lösungsmitteln verwendet, sollten jedoch nicht zur Volumenmessung verwendet werden, es sei denn, es wird nur ein ungefähres Volumen benötigt. Gläser können in folgende Kategorien eingeteilt werden: Volumetrische Glaswaren – Dazu gehören Glaswaren wie Messzylinder, volumetrische...

Schmelzpunkte in der organischen Chemie Der Schmelzpunkt einer Verbindung ist die Temperatur, bei der die feste Phase bei einem Standarddruck von 1 Atmosphäre in die flüssige Phase übergeht. Der Schmelzpunkt einer Verbindung ist eine physikalische Eigenschaft wie Löslichkeit, Dichte, Farbe und Elektronegativität, die zur Identifizierung einer Verbindung verwendet werden kann. Die genaue Temperatur zu bestimmen, bei der eine Verbindung zu schmelzen beginnt, ist eine schwierige Aufgabe. Aus...

Siedepunktbestimmung Ähnlich wie der Schmelzpunkt ist auch der Siedepunkt eine physikalische Eigenschaft. Wenn es sich bei der Probe um eine reine Verbindung handelt, kann der Siedepunkt verwendet werden, um die Identität der Verbindung zu bestimmen. Letztendlich ist die experimentelle Bestimmung des genauen Siedepunkts eine Herausforderung. Wie die Schmelzpunkte werden auch die experimentellen Siedepunkte als Bereich angegeben und weichen um einige Grad vom tatsächlichen Literaturwert ab.

Rekristallisation Oft ist das gewünschte Produkt einer chemischen Reaktion Teil eines komplexeren Reaktionsgemisches, das aus dem Lösungsmittel, den Ausgangsstoffen und Verunreinigungen bestehen kann. Zu lernen, wie man organische Verbindungen richtig reinigt, ist eine wertvolle Technik in der organischen Chemie. Bei der Rekristallisation werden die Unterschiede in der Löslichkeit der gewünschten Verbindung und der Verunreinigung im Lösungsmittel genutzt, um das gewünschte Produkt als Feststoff...

Extraktion Die Extraktion ist eine gängige Technik, die in der organischen Chemie verwendet wird, um eine Zielverbindung zu isolieren. Bei der Extraktion wird ein gelöster Stoff von einer Phase in eine andere überführt, um ihn von nicht umgesetzten Ausgangsstoffen oder Verunreinigungen zu trennen. Die Extraktion wird auch verwendet, um die Isolierung eines gelösten Stoffes aus einem Reaktionslösungsmittel zu erleichtern, das durch Verdampfen schwer zu entfernen ist, wie z. B. ein Lösungsmittel...

Destillation eines mischbaren Gemisches Einige Flüssigkeiten verdampfen mit der Zeit vollständig, wenn sie in einem offenen Behälter bei Raumtemperatur aufbewahrt werden. Dieser Verdampfungsprozess kann jedoch deutlich beschleunigt werden, wenn die Flüssigkeit erhitzt wird. Wenn die Flüssigkeit erhitzt wird, gewinnen die darin enthaltenen Moleküle die Energie, um der flüssigen Phase zu entkommen und in Form von Blasen in die Gasphase überzugehen. Dieses Phänomen wird als Sieden bezeichnet.

Wasserdampfdestillation Die Wasserdampfdestillation ist eine Trenntechnik, die sich die Eigenschaft des niedrigen Siedepunkts nicht mischbarer Mischungen zunutze macht. Es wird hauptsächlich verwendet, um temperaturempfindliche organische Moleküle von einer nichtflüchtigen Verunreinigung zu trennen. Das organische Molekül muss in Wasser nicht mischbar sein. Bei der Wasserdampfdestillation wird das nicht mischbare Gemisch bis zum Sieden erhitzt, wodurch sowohl das Wasser als auch die flüchtigen...

Chromatographie Die Chromatographie ist eine Technik, die in der organischen Chemie verwendet wird, um Verbindungen in einem Gemisch auf der Grundlage ihrer unterschiedlichen Löslichkeit zwischen zwei verschiedenen Phasen zu trennen. Das Konzept ist ähnlich wie bei der Flüssig-Flüssig-Extraktion, nur dass bei der Chromatographie die beiden Phasen aus der stationären und der mobilen Phase bestehen. Die stationäre Phase ist ein Feststoff – typischerweise eine mikroskalige Hydrogelkugel – während...

Säulenchromatographie Es gibt mehrere Techniken, um Verbindungen in einem Labor für organische Chemie zu reinigen und zu trennen. Eine der zuverlässigsten Trenntechniken für mikroskalige Trennungen, bei denen weniger als 10 Gramm der Verbindung für die Analyse zur Verfügung stehen, ist die Säulenchromatographie. Diese Technik trennt Verbindungen in einem Gemisch basierend auf ihren physikalischen Eigenschaften wie Löslichkeit, Polarität, Hydrophobizität, Größe und Ladung. Grundlagen der...

triglyceride Triglyceride sind Triestermoleküle, die aus einem Glycerin-Rückgrat bestehen, das an 3 Fettsäuren gebunden ist. Diese bilden die Grundlage für viele biologische Lipide, die in pflanzlichen Ölen und Fetten enthalten sind. Lipide, die aus pflanzlichem Material isoliert werden, sind die Basis von Pflanzenölen, während Lipide, die aus Tieren gewonnen werden, als Schmalz oder allgemeine Fettquellen verwendet werden. Ein Fettsäuremolekül hat eine lange Kohlenstoffkette – zwischen 12 und...

Chemische Reaktionen können als endotherm oder exotherm klassifiziert werden, je nachdem, ob die Reaktionen beim Übergang zu Produkten Wärme absorbieren oder abgeben. Die Energiedifferenz zwischen Reaktanten und Produkten wird als Enthalpie der Reaktion bezeichnet. Dies ergibt sich aus der Berechnung der Energiedifferenz zwischen den Produkten und den Reaktanten oder ΔH. Ist ΔH positiv, ist die Reaktion endotherm; Ist sie negativ, ist die Reaktion exotherm. Während chemische Reaktionen...

Ester Die Struktur eines Esters ist ein Carbonyl mit einer Alkyl- oder Arylgruppe (R) auf der einen Seite und einem Sauerstoff, der an eine andere Alkyl- oder Arylgruppe (R') auf der anderen Seite gebunden ist, dargestellt durch die allgemeine Formel: RCOOR'. Ester können üblicherweise durch eine Veresterungsreaktion zwischen einer Carbonsäure und einem Alkohol abgeleitet werden. Die Hydroxylgruppe der Carbonsäure wird durch eine Alkyl- oder Arylgruppe ersetzt. Einfache Ester, die ein niedriges...

Aldehyde und Ketone Aldehyde und Ketone haben eine Carbonylgruppe (C=O) als funktionelle Gruppe. Ein Keton hat zwei Alkyl- oder Arylgruppen, die an den Carbonylkohlenstoff (RCOR') gebunden sind. Das einfachste Keton ist Aceton, das zwei Methylgruppen hat, die an den Carbonylkohlenstoff (CH3, COCH3) gebunden sind. Ein Aldehyd ähnelt einem Keton, nur dass sie anstelle von zwei Seitengruppen, die mit dem Carbonylkohlenstoff verbunden sind, mindestens einen Wasserstoff (RCOH) enthalten. Der...

Absorbance When light interacts with a substance, a portion of the light is absorbed while the rest is either reflected or transmitted through it. Substances that we perceive as having a color reflect light in the visible range. The color of the substance that we are able to see depends on which wavelength of light is reflected. A substance that we perceive as blue reflects light in the blue range (430 – 480 nm) of the visible spectrum. According to the color wheel, the same substance absorbs...

Alkohole Alkohole sind organische Verbindungen, die zu den bekanntesten und bekanntesten gehören, da sie vielfältige Anwendungen und Verwendungen im Alltag haben. Alkohole sind organische Moleküle, die eine funktionelle Hydroxylgruppe enthalten, die mit einer Alkyl- oder Arylgruppe (ROH) verbunden ist. Hat der Hydroxylkohlenstoff nur eine einzige R-Gruppe, wird er als primärer Alkohol bezeichnet. Wenn er zwei R-Gruppen hat, ist er ein sekundärer Alkohol, und wenn er drei R-Gruppen hat, ist er...