Chemie Abitur Lernzettel 2023 LK

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+4e¯ →Pluspol, Kathode, Red.: 0₂ +2H₂0 +4e4OH- →Gesamtreaktion: 2H₂ + O₂ → 2H₂O Vorteile der Knallgaszelle Kontinuierlicher Betrieb, kein Aufladen nötig → umweltfreundlich, nur H₂0 als Abgas ↳ Rohstoffe praktisch unbegrenzt vorhanden H₂(g): Minuspol Anode Elektroden mit Katalysator- Pluspol Kathode M Elektromotor e palladinierte Separator Nickel- Netzelektrode Kalilauge 02(g) Anode Zn Zn ZnSO4 ZnSO4 Zn² ZnSO4 ZnSO4-Lösung GALVANISCHE Salzbrücke Cu²¹ e- SO²- Cu Cu² 1 +Kathode SO² CuSO4-Lösung - Ausbildung elektrochemischer Potenziale beim Eintauchen von Metallen in die Salzlösung bildet sich ein chemisches Gleichgewicht aus Me Me +ne¯ je unedler das Metall, desto weiter liegt das Gleichgewicht auf der rechten Seite →höherer Elektronendruck wird die lonenkonzentration verringert, verschiebt sich das Gleichgewicht nach rechts → Elektronendruck steigt →Potenzial Hz. wird negativer Reihenschaltung von galvanischen Zellen U = U₁ + U₂ +U3 Ladungsdoppelschicht entsteht wegen der Potenzial differenz zwischen Elektrode und Elektrolyt wird die lonenkonzentration erhöht verschiebt sich das Gleichgewicht nach links → Elektronendruck sinkt →Potenzial Hz. wird positiver ZELLEN · Umwandlung von chemischer Energie in elektrische Redox reaktionen laufen freiwillig ab durch räumliche Trennung von Ox. und Red. wird der Elektronenstrom der Redoxreaktion nutzbar gemacht STANDARTPOTENTIALE Standart-Wasserstoffhalbzelle als Bezugshalbzelle Zu einer Metallhalbzelle • Potential (H+ /2/ H₂) = OV je negativer das Standard potenzial, desto höher das bestreben Elektronen abzugeben starkes Reduktionsmittel je positiver das Standard potenzial, desto höher das bestreben Elektronen aufzunehmen Starkes Oxidationsmittel 24 6 • Zelldiagramm Me / Me 2²+ // Me ²+ / Meg Donator-Halbzelle // Akzeptor-Halbzelle : Aufbau: 2 Elektroden und einem Elektrolyten Donator - Minuspol Akzeptor - Pluspol Halbzelle werden durch ein Diaphragma oder einer Salz- brücke abgegrenzt - ermöglicht lonenwanderung elektronen überschuss in der metallischen phase kationen überschuss in der Lösungs phase Ladungen verteilen Sich nicht gleichmäßig. sondern befinden sich an der Phasengrenze Vorraussetzungen. 4 Gleichgewichtsreaktion 4 beide Phasen enthalten die gleichen Metall- lonen oxidierte Form reduzierte Form Li (aq) +e K' (aq) +e 2H₂O(l) +2 e Zn²+ (aq) +2 e Pb²+ (aq) + 2 e 2 H* (aq) + 2 e Cu²+ (aq) +2 e O₂(g) + 2 H₂O (1) +4 e (aq)+2 e Ag* (aq) + e Br₂ (1)+2 e Li (s) K(s) H₂(g) + 2OH(aq) → Zn (s) Pb (s) H₂ (8) Cu (s) 4 OH(aq) 21- (aq) Ag (s) 2 Br (aq) Cl₂(g) +2e 2Cl(aq) HyOz (aq) + 2 H* (aq)+2e → 2H,O (| $₂0,² (aq) + 2 e ➡2 SO² (aq) LE₂ (8)+2 e 2 F- (aq) Elektrode 0 d OOOO Helmholtzschicht Helmholtz-Doppelschicht U/V -3.04 -2,92 -0,83 -0,76 -0,13 Elektrolyt 0,00 0,34 0,40 0,54 0,80 1,09 1,36 1,77 2.01 2,87 J J Glossar Elektrode: elektrischer Leiter, der im direkten Kontakt mit einem Elektrolyten steht Elektrolyt: chemische Stoffe, die in lonen dissoziieren, ermöglichen Stromtransport durch lonenverschiebungen Anode: Elektrode, an der die Oxidation stattfindet Kathode: Elektrode an der die Reduktion stattfindet Lösungsdruck: Eigenschaft, in die wässrige Lösung Metall-Atome als Kationen abzugeben, Elektronen bleiben im Metall Abscheidungsdruck: Bestreben von Metallionen Elektronen aufzunehmen und zu einem Metallatom zu reagieren Formelübersicht Zellspannung UE₁ - E₁ Nernst - Gleichung: Überspannung: n = U₂ - V | = Q t Einheiten : Eselsbrücken E = Eº + Spannung U Volt [v] Kapazität C S Q= 1·t 0,059V Amperstunde [Ah] Galvanisches Element: OMA " ·lg clox.) E= U.C Energiedichte Wattstunden pro kg [wh/kg] Ampersekunden [AS] Tick Stromstärke In Ampere [A] (Oxidation - Minuspol - Anodel theoretische Zersetzungsspannung: U₂ = E₁ - EA reale Zersetzungsspannung: U₂ ⋅ (E₂ + n) - LEA + n) Q Faraday-Gesetze: Q=n(x/ -2.F / nlx/= m = 20 M E P= =/=/ s " P = U·I Energie Leistung Pu Watt [w] Ladung Q ~ Coulomb [c] = Wattsekunde [s] Joule [3] 1.4 Z.F Elektrolyse OPA (Oxidation Pluspol - Anode) · Primärzellen: galvanische Zellen, deren Zellreaktionen nicht umkehrbar sind lassen sich nur entladen, aber nicht mehr aufladen Leclanché - Element (Zink -Kohle - Batterie) Elektrodenreaktionen: →Minuspol, Anode, Oxidation: Zn → Zn²+ + 2e Pluspol, Kathode, Reduktion: 2MnO₂ + 2H₂O → 2 Mn OOH MOBILE ENERGIEQELLEN Sekundärreaktion pH-Wert im Elektrolyt steigt durch die Reduktion von Braunstein NH ₂ OH →NH3 + H₂O AKKUMULATOREN Blei-Akkumulator : + 20H → mit den Zink-lonen Minuspol Zn. Sekundärelemente galvanische Zellen, deren Zellreaktionen umkehrbar Sind →lassen sich mit einer fremden Stromquelle auflade entladen laden Zn²+ Aufladen (elektrolysel -> Pluspol, Anode, Oxidation PbSO4 + 2H₂O SO4²- PbO₂ +2e + 2H₂SO4 Minuspol, Kathode, Reduktion PbSO4 + 2H* 2e → Pb + H₂SO4 • Gesamtreaktion: Pb+ PbO₂ + 2H₂SO4 2PbS0y +2H₂0 Stromentnahme (galvanisches Element → Minuspol, Anode, Oxidation: Pb + H₂SO4 → PbSO4 + 2H* 2e¯ Pluspol, Kathode, Reduktion: PbO₂ + 2H₂SO4 +2e → PbSO4 + 2H₂O + SO₂² U 2NH² [Zn(NH3)₂] Cl₂ 2H₂0 20H- +2H₂O 2CH 2NH₂ → Ammoniak reagiert dann zu [Zn(NH3)₂] →>> diese bilden mit den chlorid-lonen des Elektrolyten, das schwer lösliche Diamminzinkchlorid [Zn(NH31₂]²+ + 201 → [2n (NH3)₂]C1₂ 2 MnO₂ Abb. 8.20: Reaktionen in der LECLANCHÉ-Batterie 2 MnOOH Pb Pluspol Minuspol 2e 2e PbSO -Graphit-Stab Pb²+ Braunstein-Graphit-Gemisch Ammoniumchlorid-Paste Zink-Becher U so so PbSO4 2 H₂O+Pb²+ 4 H* Pluspol Pb0₂ Abb. 8.23: Laden und Entladen eines Blei-Akkumulators Kunststoffe Als Kunststoff bezeichnet man künstlich synthetisierte makromolekulare Verbindungen. Sie bestehen aus riesigen Molekülen (Makromolekül/Polymer). Diese sind aus Monomeren gebildet. -Fachbegriffe Makromolekül große Moleküle die aus nur einem Monomer bestehen Polymer Stoffe die aus Makromolekülen aufgebaut sind Monomer: niedermolekulare Grundsteine die reaktive Gruppen besitzen Copolymer: Makromolekül, dass aus zwei oder mehr Monomeren aufgebaut ist amorph: ungeordnete Polymerketten kristallin parallel verlaufende Polymerketten kovalent stark vernetzt -CHO C-0-H → Carboxylgruppe -C-OH → Hydroxyl-Gruppe R₁₂ N-H I H Primäres Amin Name Thermoplaste Elastomere Duroplasten Synthesearten Strukturmöglichkeiten von Kunststoffen Polymerisation 9 R-C-0-R' Ester sekundäres Amin R-010 →Alkoholate R₁-N-H 1 R₂ R₁-N-R₂ I R₂ tertiores Amin ein einziger Ausgangsstoff, der mindestens eine Doppelbindung enthält keine Nebenprodukte -linear, kaum-Wasserstoff- verzweigt Strukturskizze Vernetzung Bindung -teilkristallin -van-der-Waals -weitmaschig kovalent -2D verzweigt -kovalente - 3D verzweigt bindungen amorph '0' 11 R-C-R' Keton R-O-R' Ether ㅐ H-N-C-R brückenbindungen Elektronen paar- bindungen Poly kondensation Elektronen paar- '0' primäres Amid linear: verzweigt: Ausgangsstoffe, die zwei kondensations fähige funktionelle Gruppen enthalten Nebenprodukte (H₂O, HCI, NH₂) vernetzt. R-C-H Aldehyde (0=C-8-0 =0) (O=C-0-c=0 R R H I O=C-N-C=0; sekundäres Amid sind mechanisch nicht verformbar |-hohe Beständigkeit gegen Hitze -hohe Energiezufuhr →zersetzung H Polyaddition → Carbonsäure- anhydrid Eigenschaften ·beim erhitzen weich und ver formbar (behalten beim Abkühlen die gegebene Form beil - keine exacte Schmelztemperatur - verändern bei mechanischer Belastung ihre Form -geht immer wieder in die Ausgangsform zurück -Zerreißt bei zu hoher Belastung oder bei zu viel Wärme '0' 11 с 0=C-N-C=0; tertiäies Amid Ausgangsstoffe die beide bifunktionelle Gruppen enthalten, mind. eines der Monomere besitzt eine Doppelbindung keine Nebenprodukte DANIELL ELEMENT Aufbau eine Zink und eine Kupfer Halbzelle unterschiedlicher Lösungsdruck der Metalle Zink-Halbzelle Zink Elektrode in Zinksulfat-Lösung Kupfer-Halbzelle Kupfer Elektrode in Kupfersulfat-Lösung Zinkatome Sind unedler als Kupferatome und besitzen deshalb einen höheren Lösungsdruck eine Potenzialdifferenz entsteht, die als Spannung messbar ist Spannung U: 1,1 V Reaktion: Zink-Halbzelle: Oxidation Zn²+ + 2e Zn -Berechnung der Zellspannung U Zwischen zwei Halbzellen bei galvanischen Zellen •Ergibt sich aus den Standard potenzialen der beiden Halbzellen E= E° + ко Kupfer-Halbzelle Reduktion Cu²+ + 2e → Cu R.T F.Z n nerns+ - gleichung Berechnung von Elektroden potentialen c (0x.) Ig c (Red.) (8,3144 J K mol" °C + 273,15 =K) Z: Anzahl der übertragenden Elektronen R: molare Gaskonstante T: Temperatur in K vereinfacht ionszellen E= E + galvanische Zelle aus zwei gleichartigen Halbzellen unterscheiden sich in der Konzentration der Elektrolyllösung Halbzelle mit niedriger Konzentration Donator Halbzelle, Anode, geringeres EP • Halbzelle mit höherer Konzentration 4 Akzeptor, Kathode, höheres EP nach LE CHATELIER laufen die Reaktionen ab, die einen Konzentrationsausgleich der Elektrolytösung herbeiführen Anode Zn ZnSO-Lösung 0,059 V Halbelement 1 Zn²+ Zellreaktion Redoxreaktion Zn + Cu²+ Zn²+ + Cu Zn²+ lg F: Faraday konstante Ox.: Oxidierte Form des Red.: reduzierte Form des Voltmeter poröse Trennwand U= E Akzeptor - Donator (96487 c-mol¹) →SO₂² →SO, ² Redax paares Redarpaares und lonenkonzentrationen c (0x.) c (Red.) Minuspol- Pb²+ Pb²+ Pb² Pb² Pb²+ Pb²+ O Cu²+ Pb (aq), verdünnt geringere Konzentration der Pb²-lonen, Cu²+ Pb²+ Pb²+) Cu Pluspol+ Halbelement 2 e Pb2+ ee Pb²+ Kathode CuSO-Lösung Pb²+ (aq), konzentriert höhere Konzentration der Pb²+-lonen, ⇒ Anode Kathode. Oxidation Reduktion PbPb²+ + 2 e Pb²+ + 2 e Pb Konzentrationszelle geringerer Abscheidungsdruck der Pb2-lonen höherer Abscheidungsdruck der Pb²+ Joner höherer Lösungsdruck (-tension) des Pb geringerer Lösungsdruck (-tension) des Pb höherer Elektronendruck niedrigerer Elektronendruck Minus-Pol Plus-Pol Elektronendonator Elektronenakzeptor Faser Baumwolle Wolle Polyamide Polyester Haftung Substantive Farbstoffe Van-der-Waals-Bindungen oder Wasserstoffbrücken Adsorption Farbmittel Entwicklungsfarbstoffe im engeren Sinn Küpenfarbstoffe Reaktivfarbstoffe Beizenfarbstoffe Anionische oder saure Farbstoffe Kationische oder basische Farbstoffe Anionische oder saure Farbstoffe Dispersionsfarbstoffe Fällung auf oder in der Faser Van-der-Waals-Bindungen oder Wasserstoffbrücken Elektronenpaarbindung zwischen Anker und Faser Chemische Bindung zwischen Farbstoff und Beize bzw. zwischen Faser und Beize Ionenbindung Ionenbindung Ionenbindung Einlagerung 1) Verletzung der Oktettregel 2) Ladungstrennung 3) pos. Ladung am elektronegativen Atom Beispiel Kongorot Naphtol-AS Indigo Alizarin (z.B. im Verbund mit Aluminiumsalz) Unwahrscheinliche Grenzformeln positive Ladung am N-Atom, Oktettregel erfüllt Spiegelbild Brillantblau Naphtolorange Malachitgrün Naphtolorange Cellitonscharlach B positive Ladung am N-Atom, zum elektroneg. 0-Atom verschoben, Oktettregel erfüllt wahrscheinlichkeit der Grenzformeln ↓ starke Delokalisierung der Elektronen → Molekül absorbiert im längerwelligen Bereich Bewertung mesomerer Grenzstruckturen : Art der Farbstoff-Faser Bindung ABSOPTIONSVERHALTEN ORGANISCHER STOFFE Van-der-Waals-Kräfte Dipol-Dipol WW Wasserstoffbrückenbindungen lonenbindungen Elektronenpaar bindungen H' -Beispiele- H H H H H H H H H H H H Nộc C CNC CÁC CÔNG nên các chiến cho ကျောင်းတွင် ön =C-C H I Н H H H H H H Ischwach stark waschecht 1) alle Atome erfüllen Oktett regel 3) 2) möglichst wenig formale Ladung existieren negative Ladungen an elektroneg. Atomen positive Ladungen an weniger elektroneg. 4) Spiegelbild mesomerien N=C H H H H oćęćçów - +ćęágó ópógé - Jeópógé 'H H H H H H H H Ladungstrennung, Oktettregel nicht erfüllt Ladungstrennung, pos. Ladung am weniger EN A. neg. Ladung am EN A. 1 Oktettregel erfüllt PH-HERTES Potentiale von Redoxreaktionen, an denen H' bzw. Ott - lonen beteiligt sind, hängen vom pH-Wert des Elektrolyten ab 0,059 V H₂ 2H + 2e¯ E (H₂/H) OV + 2 = -0,059V. PH ·lg c² (H₂0) CONFIR Beispiel Standard wasserstoffelektrode : K= 9'9 -Löslichkeitsprodukt Agl Ag +1 clAg+)-cl1) clAg+).cl1) c(Agl) Konstante C Elektronenmangel Akzeptor -Halbzelle (Kathode) - Minuspol K. (Löslichkeitsprodukt)= c(Ag²). c(1²) C (Ag +) = c(1) K₁ = c² | Ag²) - Aufbau · Kombination aus 2 Elektroden und einem Elektrolyt Donator-Hallbzelle (Anode) - Pluspol Elektronenüberschuss •Trennung durch Diaphragma 4 Ladungsausgleich Umkehrung der Spontan ablaufenden Redoxreaktion in einer galvanischen Zelle Strom wird verbraucht und nicht freigesetzt Umwandlung von elektrischer in chemische Energie • durch Stromzufuhr erzwungene Redoxreaktionen ↳ Zersetzungsspannung: die Spannung die angelegt werden muss, damit sich Stoffe abscheiden Uzersetzung EDonator - EAkzeptor zerse + z unge spa →>> ELEKTROLYSE Verhindert Durchmischung der Lösungen von außen wird eine Gleichspannungsquelle angelegt Uzersetzungsspannung Donator - EAkzeptor = EAnode - Ekathode K₁ = c²/1-1 (Ort der Oxidation) Anode e theoretische Zersetzungsspannung mindestspannung, die angelegt werden muss, damit sich Stoffe abscheiden Am Bn = mA²+ + nB²- Anionen K₁= cm (A²) · Ch (B²) Gleichstromquelle Elektrolyt Kathode Kationen (Ort der Reduktion) poröses Diaphragma reale Zersetzungsspannung die Mindestspannung, die tatsächlich angelegt werden muss, damit sich Stoffe abscheiden Uzersetzungsspannung n ) - (EAkzeptor + n ) = 1E Donator + Es laufen bei einer Elektrolyse immer die Reaktionen ab, die die kleinste Zersetzungsspannung erfordern Farbstoffe Farbstoffe haben ein Gerüst aus Atomen, die über konjugierte Doppelbindungen verknüpft sind Regeln für das Aufstellen mesomerer Grenzstrukturen 1 Elektronenpaare werden nur um 1 Position verschoben 2 Die Anzahl der Valenzelektronen ist in allen Grenzstrukturen gleich 3 Bei Ladungstrennung darf sich die Gesamtladung nicht ändern -Elektronen sind feste Bindungselektronen, die innerhalb eines Moleküls nicht verschoben werden können IT-Elektronen sind Elektronen zwischen zwei Atomen, die innerhalb eines Moleküls verschoben werden können M-Effekt +M-Effekt → Elektronendonatoren Auxochrome (schieben -haben freies Elektronenpaar - Elektronen in konjugiertes System hinein) - Substituenten nehmen an der Delokalisierung des - Elektronen Systems teil - erhöhen die Elektronendichte am Ring → beschleunigt elektrophiler Angriff eines Zweitsubstituent bsp. H-O- R-O-, H₂N- R₂N- - M-Effekt Elektronenakzeptoren → Antiauxochrome (ziehen πr-Elektronen aus einem konjugierten System aus) min. 1- Mehrfachbindung Benzol CH. CH || CH CH T 1 → erschwert den Angriff des Zweitsubstituent durch Herabsetzung der Elektronendichte des Rings bsp. RC=0 HCO, ÔN-ỘI, HỌNG bathocromer Effekt: Wirkung von auxo - und antiavxochromen funktionellen Gruppen eines Farbstoffs Wellenlängen sich zu je stärker die Aurochrome & Antiauxochrome, desto stärker der bathochromer effekt hyposochromer Effekt: Verschiebung des Absorptionsspektrum in den Kurzwelligen Bereich -CH² CH →ringförmiges /cyclisches System →>> →sehr stabil (Mesomerie) 4 wegen der extremen Delokalisation der - Elektronen (Delokalisierungsenergie). Stoffe mit einer hohen Delokalisierungsenergie nennt man Aromate. Derivate des Benzols: Chromophore Anilin Nitrobenzol →>> Phenol Toluol * *H* Polyaddition am Beispiel von Polyurethane Monomere: Diisocyanat 0-C-N-R-Ñ=C=0) R-OH 个 Isocyanat-Gruppe Alkohol i 11 Polykondensation ↑ +0=C=N-R' Isocyanat OH-C-(CH₂)₂-C-OH ·ET. '0' 11 '0¹ || - Veresterung ・(CH₂)₂ 30=C 0¹ || A R₁ -C 0¹ H ô || + Diol HO-R-OH + H-O-R₂ Hydroxy-Gruppe ↑ 10,0 → R-8-C=Ñ-R¹ → R-O-C-NR-0-C-N-R' HỌ -CH2 - CH -CH2-OH I 101 H -C-Ộ - CHÍCH - CH I 101 H ő C- - (CH₂)₂-( - C -Ộ - CHÍCH - CH2 HỘ I 101 1-C²₂-07- 2witter-lon I C = 0) 1 (CH₂)2 1 C = 0) I 101 I C-(CH₂l₂ -C-O-CH₂ - CH - CH ₂ ~0 Urethan - Gruppe HO R-N-C-0-R '0¹ R₁-C-0-R₂ + H₂O 0 8-1-N- H mesomeres zwitter-lon - 2H₂O + Bernstein säure - 2 H₂O '0' Urethanverbindung die zur (praktischen) Durchführung einer Elektrolyse benötigte höhere Spannung als die, die nach den Elektroden - potentialen der beteiligten Stoffe zu erwarten wäre na U₂ -U Überspannung ist abhängig von Temperatur, Art des Elektrodenmaterial, Art und Konzentration der lonen, Elektrodenoberfläche (cm²) Stromdichte (J)= Stromstärke (1) : je größer J, desto größer U* GSPOTENZIAL Summe von Elektrodenpotenzial und Überpotenzial → Ea= E° + n -Elektrolyse wässriger Lösungen - Kathode: pH ≤7 2H2e H₂ Anode: E° (H*/H₂) OV PH ≤7 E(H/H₂) = -0,059 V.PH 2H₂0 0₂ + 4H+ + 4e¯ Eº (0₂/H₂0) = 1,23 V E (0₂/H₂0)= 1,23 V -0,059 V PH far ada Y →n(x) ~ 1.+ n(x) = 9 e Q Z F z PH27 Z. F PH 27 Ea S Na E IH₂O/H₂= -0,83V H₂ 2 H₂O + 2e Elektrodenpotential Eº Überpotenzial n e + 2 e 0₂ Cl₂ 1. Faraday-Gesetz: Die elektrolytisch abgeschiedene Stoffmenge eine Stoffes sind der durch den Elektrolyten geflossenen Ladungsmenge a proportional: n~Q n(x) ~ Q t=& H₂ + 20 H E(H₂0 /H₂) = -0,83V+ 0,059V-POH 40H0₂ + 2H₂O + le E° 10₂/0H) -0,40V E (0₂/OH) = 0,40 +0,059 V POH 2. Faraday-Gesetz: Die Ladung Q, die zur Abscheidung einer bestimmten Stoffmenge n eines Stoffes x benötigt wird, ist proportional zu der Anzahl der Anzahl der Elektronen z, die für die Bildung des Teilchen X aufgenommen oder abgegeben werden: Q = n(x) -z- F Werkstoffliches Recycling ↓ Makromoleküle bleiben unverändert ✓ ↓ Sortierte Kunststoffe ↓ Sortenreines Regrenulat aus Alkunststoffen gemischte Kunststoffe ↓ Vorteile : Neue Produkte aus nicht sorten- reinem Kunststoff Recycling -Rohstoffrecycling- Hydrolyse: Polyester, Polyamide und Polyurethane lassen sich durch eine Reaktion mit Wasser ZU den ursprünglichen Monomeren aufspalten und können erneut für die Polysynthese verwendet werden Wie dergewinnung von monomeren Verbindungen - kein Qualitätsverlust Umweltfreundlich Pyrolyse Aufspaltung der Makromoleküle in kürzere Ketten durch Erhitzen in Abwesenheit von Luft. Als Produkt entstehen Gemische aus niedermolekularen Verbindungen (Alkane, Alkene) Welche im Pyrolysegas und in den Pyrolyse ölen enthalten sind. Können als Ausgangsstoffe für verschiedene Synthesen, aber nicht zur Wiederherstellung der pyrolysierten Kunststoffe dienen Nachteile - Kunststoffe müssen Sortenrein sein hoher energetischer, zeitlicher und Material Aufwand Makromoleküle werden zerkleinert ✓ 1 Pyrolyse Hydrolyse ↓ Monomere Vorteile günstig, einfach und effizient -kein Müllabfall Rohstoffliches Recycling ↓ Ökologisch sinnvoll - Werkstoffrecycling- ↳ Kunststoffabfall wird zu anderen Gegenständen umgeschmolzen Nachteile: ökonomisch nicht Sinnvoll - nur bei Thermoplasten möglich Qualitätsverlust (Downey cling) Bei Kunststoffgemischen liegen Unterschiedliche Schmelz- bereiche Vor ökologisch (sinnvoll) ökonomisch sinnvoll für den Menschen sichtbare Bereiche des Lichts: Berechnung der Energie von Licht: -Lichtabsorption- Licht Delokalisierung aus der Schale Grundzustand : HOMO LUMO angeregter Zustand E = n₁ = 1/2 c = 2 · f HOMO Highest Occupied Molecular Orbital LUMO Lowest Unoccupied Molecular Orbital Überlagern sich Lichtkegel Grundfarben erhält man die Magenta, Cyan und Gelb Wellenlängenbereich 380 nm - 780 nm des elektromagnetischen Spektrums Energieabgabe Bewegungs- energie o. Luminiszens -Additive Farbmischung. Erzeugung von Farben durch Überlagerung elektromagnetischer (sichtbarer) Strahlung` unterschiedlicher Spektralbereiche - Überlagern sich Lichtkegel der drei Grundfarben erhält man die Tertiärfarbe Weiß große Chromophore (große konjugierte Doppelbindungssystemen) je größer, desto einfacher können IT-Elektronen angeregt werden 4 je größer, desto mehr Molekülorbitale gibt es 4 h= 6,63. 10-34 J-s (Plancksche Konstantel C = 3.108 m·s (Lichtgeschwindigkeit) 2 = Wellenlänge des Lichts f= Frequenz des Lichts zweier Sekundärfarben Grundzustand je mehr Molekülorbitale, desto geringer ist der Abstand zwischen HOMO und LUMO je geringer der Abstand, desto weniger Energie wird benötigt um ein Elektron anzuregen ↳ langwelliges Licht = energiearm LUMO Elektronen- übergang HOMO -Subtraktive Farbmischung - physikalischer Vorgang Bsp: Farben mischen Farbkasten ein Teil des Lichts wird jeweils absorbiert, der Rest reflektiert ↳ Rest wirkt durch additive Farbmischung als einheitliche Farbe Mischung aus: Cyan, Magenta, Gell ELEKTROPHILE AROMATISCHE SUBSTITUTION Merkmale eines aromatischen Zustandes : konjugiertes Elektronensystem (Abwechslung Doppel-Einfachbindung) → Delokalisierung der Elektronen cyclische Moleküle, planare Molekülstruktur Hückel-Regel: 4n+ 2 π Elektronen elektrophile aromatische Substitution am beispiel von der Bromierung von Benzol mit FeBr3 als Katalysator 1. Polarisierung von Brom v. elektrophiler Angriff 2. Rearomatisierung O CH₂ H - elektrophile Zweitsubstitution O H 5² 1 Br Bri m - Komplex + Fe Bru + Fe Bru ortho mela para ¡Bri Fe-Bri 1 Brl +HBr + FeBr Ortho und para dirigierend →mesomesomere Grenzformeln negativer Ladung →Substituenten wirken aktivierend H 8-8-8 H -Substituent, der die Reaktivität des Rings erhöht → aktivierend - Polarisierung Br₂ durch Katalysator - heterolytische Spaltung von Br₂ -Substituent, der die Reaktivität des Rings erniedrigt →des aktivierend -elektrophiler Angriff des positiven Bromatoms am Benzolring: Carbenium lon - Verlust des aromatischen Zustands hohe Elektronendichte in ortho para Stellung - Abspaltung des Proton führt zur Wiederherstellung des aromatischen Zustands meta dirigierend mesomesomere Grenzformeln positive Ladung →Substituenten wirken desaktivierend Ⓒ -H C O-H ( hohe Elektronendichte in meta Stellung KORROSION • Zerstörung von Werkstoffen durch chemische Reaktionen: Reaktion mit Wasser, Luft sauerstoff, Säuren, Basen · Eigenschaften des Werkstoffs werden so verändert, dass er in seiner Funktion beeinträchtigt wird elektrochemische Korrosion Metalle verändern sich aufgrund von Oxidationsprozessen mit Luftsauerstoff, Wasser etc. Oxidationsprozesse, bei denen Metallatome zu Metall-lonen oxidiert werden besonders korrosionsfähig sind Verbindungsstellen von zwei ungleichartigen Metallen (→ Lokalelement) es kommt zum Verschleiß des Unedleren Metalls Sauerstoff korrosion sauerstoffreiche Randzone ROS Fe₂0 Hy Fe(OH)₂ Wasser Elektrolyt sauerstoffarme Zone Fe Fe(OH)₂ Eisen 0₂ Rost Fe₂0 H₂0 2e Mulden Vorraussetzungen für Sauerstoffkorosion: Elektroly tlösung: Salzhaltig neutral oder alkalisch Sauerstoff (gelöst in der Elektrolytlösung) ↳ Standart potential Me²+/Me liegt unterhalb des Potentials von 0₂/0H oder 0₂/H₂0 42.B Eisen Löcher Flächenkorrosion Innere Korrosion 85 Einige Veränderungen am metallischen Werkstoff durch Korrosion Zerstörung von Metallen, bei der in der Elektrolytlösung gelöster Sauerstoff kathodisch zu Hydroxid-lonen reduziert wird Oxidation: 2 Fe 2 Fe²+ + 4e² Reduktion: 0₂+2 H₂O + 4e² → 40H" Treffen Fe²+ und OH aufgrund von Diffusion aufeinander, bildet sich ein schwerlöslicher Niederschlang von Eisen (11)-hydroxid: 2 Fe2+ +40H¯→2Fe(OH)₂ Fe(OH)2 wird anschließend zu Eisen (1)-oxid-hydroxid (Rost) oxidiert Sauerstoffkorrosion wird begünstigt durch: höhere Konzentration an gelösten Salzen im Elektrolyten, da hierdurch die elektrische Leitfähigkeit erhöt und der Ladungstransport in der Lösung erleichtert wird edlere Fremdmetalle im Eisen oder Eisenoxid aufgrund der Bildung von Lokalelementen in Wasser gelöste Gase (Schwefeldioxid, kohlenstoffdioxid, Stickstoffdioxid) verursachen bei Reaktion mit Wasser einen sauren Elektrolyten, der die Säure korrosion fördert -Thermische Verwertung - ↳ Kunststoffabfälle werden in Müllverbrennungsanlagen verbrannt Vorteile: Nachteile: - hoher Heizwert -giftige dioxine entstehen prozess einfach wertvolle rohstoffe gehen verloren gute infrastruktur biologisch abbaubar ↳abbaubar durch Mikroorganismen zu CO₂ und Wasser Nachteile Vorteile: - lassen sich aus nach- wach senden Roh- stoffen gewinnen Erdölressourcen werden ge schont) · Mülltrennung notwendig richtige Bedingungen für das Kompostieren notwendig AS-Typ: Monomere sind Aminosäuren 4 besitzen sowohl Amino- als auch Carboxylgruppen ökologisch nicht sinvoll Polyamide ↳ Makromoleküle, bei denen durch Amidbindungen bzw. Peptidbindungen verbunden sind Zwei Arten Von Polymeren. MA-SS-Typ: zwei unterschiedliche Monomere Diamin (AA) und Dicarbonsäure ökonomisch sinnvoll ökologisch sinvoll ökonomisch sinvoll AS ASAS -AS AASSAA - SS Polyester Polyester Typ I: Synthese aus einer Monomerart: Hydroxycarbonsäure AS-AS-AS-AS Polyester Typ II: Synthese aus zwei Monomerarten: Dicarbonsäure und Diolen AA-SS-AA-SS AZOFARBSTOFFE - Chromophor ist Azogruppe a.s.-Ñ=N-a.s. -größte Farbstoffgruppe Synthese besteht aus 2 Schritten: 1. Diazolierung 2. Azokupplung Herstellung O. Bildung des Nitrosylkations A. 2. 2= 1. 10- N 101 10, H' 3. Ar- Ar-NI =11, 2. Ar-Ñ-Ñ=0 H 1L = 2. Azokupplung -Ñ-Ñ-O-H .OH + IN=0, = 'H K B- Naphtol H 1. Diazotierung (Herstellung des Diazonium-lons) Umsetzung von aromatischen Aminen mit Reagenzien die Teilchen enthalten oder freisetzen können zu Diazoniumsalzen H N H+ N -0, 11 elektrophiler Angriff 11 0, + ¡N=Ñ-Ar 10, Ar-Ñ-Ñ-0-H Bedingungen für die Synthese Herstellung vom Diazonium-Ion bei 5°C ↳bei Raumtemperatur würde Stickstoff abgespalten werden - häufige Kupplungskomponenten: Anilin, Phenol ↳ Kupplungsfähigkeit beider Stoffe vom ph-Wert des Millieus Ar-Ñ=Ñ-0²-H OH abhängig basisches Milliev Ar-N-N=0² = H IN=0 -H₂0 ein Nitrosylkation als reaktives Ar-Ñ-Ñ=o H Ar - Ñ= Ni Diazonium - lon ↳schwach saures Millieu Ñ-Ñ-Ar • OH-Gruppe wirkt aktivierend ortho & para Stellung →para- Stellung blockiert →nur ortho Stellung möglich -Umesterung- ↳ein Ester wird a) Alkoholate CEO, 101 R₁ R₁ b) Alkohole (säurekatalysiert) 1 50=0 1 101 `O`-R₂2 10=0 -0-R2 in einen + R₂ - 01° (01 R₁-C-O-R3 (1 10-H 1 R₂ -Hydrolyse- ↳säurekatalysierte Ester - Hydrolyse + R₂ -0-H +OH 10/ -Ce - Verseifung. ↳im basischen Millieu 101 ·101 1 H₂0, anderen übergeführt durch: R₁ -C-0-H 1 101 '2 dõi L R₁-C-0-R₂ (1 R₁ 101 Cloi R₁-C-0-R₂ H 101 A R₁ 2-4~ H 101 I -C-0-H I I 101 H 5-R-2 '0¹ || R₁-C-0-R₂ *H* + H-O-R₂ + R₂ -Ō-H R₁ -C-0-H 10-H I 01 11 →R₁-C-0-H + 10-R₂ +10-R₂ 2₁ R₁ 101 ·C-Ō - R₂ " 101 1 R₂ '0¹ 11 -C H -O-R3 + R₂ -6-H ''0' || R₁-C-0-H + → R₁ -CO+ R₂ -Ō-H R₂-0-H +H* TRIPHENYLMETHANFARBSTOFFE - ein zentrales Kohlenstoff - Atom, an das 3 aromatische Systeme gebunden sind min. zwei der aromatischen Systeme tragen Auxo- oder antiauxo chrome wegen geringer Beständigkeit gegenüber säuren werden sie häufig als Phenolphthalein OH 10/ Herstellung von Phenolphtalein 0=C OH 3-jº +H+ -ph-Abhängikeit sehr saver ph <0 ОН OH 10/ gogogo C• - -9+-+-+မင်း +H+ - 10/ 10/ OH →nicht farbig -OH Brilliant blau C-OH || T-Komplex -H₂O -#* 40i 10/ C-0¹ || 10/ OH jolos Malachit grün CH 3 → nicht farbig saver bis leicht alkalisch ph 0-8,2 10/ -H* -> Indikatoren oder Drucktinten сна OH pc-gr 10/ alkalisch ph 8,2-12 Zwei unterschiedliche mesomere Systeme ↳Zwei Absorptions- maxima farbig-magenta 1) Symmetrisches System 21 Asymmetrisches System vereskrung sehr alkalisch ph> 12 0=C → nicht farbig Mögliche kovalente Verknüpfungen zwischen Makromolekülen Im Makromolekül enthalten: a) Doppelbindungen Vernetzung über radikalische, kationische oder anionische Polymerisation über Vernetzermoleküle die auch eine Doppelbindung haben b) Carboxyl- und c) Carboxyl und d) ausschließlich Carboxylgruppen Taktizität el ausschließlich Aminogruppen Verknüpfung über dicarbonsäuren (Amidbildung) f) ausschließlich Hydroxy/gruppen: Verknüpfung über Etherbildung oder Verknüpfung über dialkohole (Etherbildung) oder dicarbonsäuren (Esterbildung) Hydroxylgruppen: Verbindung über Esterbildung Aminogruppen: Bildung einer Amidbildung - Cool attaktisch Veränderung funktioneller Gruppen in Abhängigkeit vom Mileu -NH₂ OH HA : : - Coo -NH₂ Verknüpfung über dialkohole (Esterbildung oder diamine (Amidbildung! ↳ unregelmäßige Anordnung amorph jeg (Methylgruppe) kann räumlich unterschiedlich angeordnet sein ↳beeinflusst Materialeigenschaften isotaktisch ↳alle auf einer Seite syndiotaktisch ↳abwechselnd mehr kristalline Bereiche → höherer Schmelzbereich und Materialhärte Säurekorrosion Lokal- anode 4 H+ (aq) Elektrolyt Zn²+ (aq) Zn Zink 2 H+ (aq) → H₂(aq) Kupfer Lokal- kathode Zerstörung von Metallen durch die Hydronium lonen (H₂0+) einer Elektro- lytlösung unter Wasserstoffentwicklung Vorraussetzung für Säure korrosion : Elektrolyt lösung saver (H*), gelöste Salze gibt man 2 Metalle in verdünnte Lösung, bleibt das edlere unverändert das Unedlere Metall wird oxidiert und geht dabei unter Abgabe von Elektronen in Lösung durch das edlere Metall fließen Elektionen und entladen die Hydronium ionen Zu Wasserstoff Lokalelement KORROSIONSSCHUTZ Metall: Unedles in kontakt mit edlem Metall (Lokalelemente) aktiver Korrosionsschutz • Metalle werden mit einem Uned leren Metall verbunden, das sich in direkter Nähe ebenfalls im Elektrolyten befindet diese Unedleren Metalle dienen als Anode 4 löst sich statt dem edleren Metall auf (Opferanode) passiver Korrosionsschutz Oberfläche des Metalls wird durch metallische und nichtmetallische Überzüge geschützt dünne, festhaftende und sehr undurchlässige Metalloxid- Schichten Passivierung →Schmelztauchen: die zu schützenden Metalle werden in eine Schmelze von flüssigem Metall getaucht →Galvanisieren: Metalle werden durch elektrolytische Abscheidung auf das zu schützende Metall aufgebracht, welches als Kathode geschaltet wird Zink Eisen r Verzinktes Eisen (Zn/Zn²--0,75 V Wasser Zn HH Zn2 L lonen werden am Eisen reduziert HH H H Fe/Fe)--0,44V Oxidation (Lokalanode): Zn(s) Zn² (aq) + 2 e Reduktion (Lokalkathode): 2H (aq) +2e=H₂ (B) Eisen ist edler als Zink. Daher wird Zink oxidiert, die Wasserstoff- Kathode --Pipeline 2e- (eisenhaltiger Werkstoff) H₂(g). 2H+ (aq) Mg2+ (Opfer-)Anode feuchtes Erdreich Magnesium- Block Fe²+ Verzinntes Eisen (Weißblech) HH Wasser Zinn (Sn/S²³-0,141 √2e (Fe/Fe³--04 Oxidation (Lokalanode): Fe(s) Fe (aq) +2e Reduktion (Lokalkathode): 2 H" (aq) +2e=H₂(g) Zinn ist edler als Eisen. Daher wird Eisen axidiert, die Wasse lonen werden am Zinn reduziert. Polymerisation → vielfach wiederholende gleichschrittige Reaktionsfolge (Kettenreaktion), bei der ungesättigte Monomere eine Doppelbindung aufspalten es bilden sich meist Thermoplasten stark exotherm , keine Nebenprodukte radikalische: 1. Startreaktion H₁ R. + C=C H 3. Abbruchsreaktion X 1 ·C· + I I R+C-C I I A anionische: A + 1. Startreaktion H H kationische: H H H. H₂ C=C / 3. Abbruchsreaktion 1. Startreaktion H₂ H' + C=C / A H I H H A C-c+c-c + H* 1 H X 1 1 1 H H X 3. Abbruchsreaktion H I -C++ A H H X R-C- H H X A-C-C- I H H X 1 H-C-C+ -R I H H 2. Kettenwachstum X R-C-C. + I H → R+C- →H 1 - f H H X ï A-C-C I 1 H H I 1 + H₂ H 2. Kettenwachstum + C=C -11-= I H c-c+c H₂ H H₂ 2. Kettenwachstum H X H-C-C I H H ∙C-H 1 C=C 1 C-C-A H 1 C=C / H 1 1 H R H/m R H H At H 1 Radikalstarter: 1) Dibenzoylperoxid (thermo /photo/ R-0-0-R' →>> 2 R-0. 31 Azoisobutyronitril (thermolytisch) 2) Peroxide H H H passiert wenn ein sehr stabiles Carbanion vorliegt Н H X I passiert, wenn Carbeniumion ein sehr stabiles vorliegt 1 2 3 4 5 6 7 1 H 6,9 3 Li 23,0 11 Na 39,1 19 K 0,9 85.5 37 Rb 132,9 55 Cs 0,9 0,9 223,0 87 Fr 0,9 = || 9.0 4 Be 1,5 24,3 12 Mg 40,1 20 Ca 87,6 38 Sr 137,3 56 Ba 226,0 88 Ra 45,0 21 Sc 88.9 39 Y 1,2 : 1,1 47,9 22 Ti Ac-Lr 89-103 91,2 40 Zr 1,3 178,5 La-Lu 72 Hf 57-71 1,2 ACTINIDE 261,1 104 Rf 1,2 LANTHANDE 138,9 57 La 227,0 89 Ac 1,1 50,9 23 V 92,9 41 Nb 180,9 73 Ta 262,1 105 Db 141,1 58 Ce 232,0 90 Th 1,5 1,2 Ordnungszahl 6 C 1,3 1, Grundlagen 1,3 52,0 24 Cr 95,9 42 Mo 183,8 74 W 1,6 Periodensystem der Elemente 1,3 263,1 106 Sg 59 Pr 1,4 1,1 54,9 25 Mn -98,9 43 TC 186,2 75 Re 262,1 107 Bh 1,5 144,2 60 Nd 1.6 238,0 231,0 91 Pa 92 U 1,1 1,4 1,2 1,2 Elektronegativität 55,8 Fe 101,1 44 Ru 190,2 76 Os 265,1 1.6 1,4 1,5 Hs 146,9 61 Pm 1,1 58,9 27 Co 102,9 45 Rh 192,2 77 Ir 150,4 62 Sm 266,1 109 Mt 237,0 244,1 93 Np 94 Pu 1,2 1.7 1,5 1,6 1,1 1,2 58,7 28 Ni 106,4 46 Pd 195,1 78 Pt 152,0 63 Eu 1.8 Erstellt von W. Holzel http://www.w.hoelrel.com 1,4 269,0 110 DS 1,4 Van-Der-Waals-Kräfte: sehr schwach, temporärere Dipole 243,1 95 Am 1,2 Intermolekulare Wechselwirkungen Dipol-Dipol Moleküle haben einen permanenten Dipol, ziehen andere Dipole an 63,5 29 Cu 107,9 47 Ag 197,0 79 Au 1.8 157,3 64 Gd 1,4 272,0 111 Rg 1,4 1. 247,1 96 Cm 1,2 65,4 30 Zn durch zufällige Elektronen verschiebungen 112,4 48 Cd 200,6 80 Hg 277,0 112 Cn 158.9 65 Tb 247,0 97 Bk 1,7 1,5 1,5 1,1 1,2 III Wasserstoffbrückenbindungen : Zwischen Molekülen in denen H-Atome an F-.0- oder N-Atome gebunden sind, Alome mit hoher EN ziehen die Bindungs- elektronen so stark an, dass H* sehr stark polarisiert wird 10,8 5 B 27,0 13 Al I Alkalimetalle reaktionsfreudig, reagieren stark mit Wasser (Wasserstoffbildung) I Erdalkalimetalle: hohe Schmelztemperatur Borgruppe liegen meist als Oxide vor Kohlenstoffgruppe I Stickstoffgruppe: alle Elemente sind fest, außer Stickstoff (gasförmig) II Chalkogene Halogene nichtmet alle, sehr reaktionsfreudig liegen immer als Molekül vor) VIII Edelgase: sehr reaktionsträge 69.7 31 Ga 114.8 49 In 204,4 81 TI 251,1 98 Cf 1,5 8* 1,8 162,5 66 Dy 1,5 1,4 1, 1,2 IV 12,0 6 C 28,1 14 Si 118,7 50 Sn 72,6 Ge 2,5 164,9 67 Ho 1,7 1,6 289,0 114 FI 252,1 99 Es permanenter Dipol 1,7 207,2 209,0 2 Pb 83 Bi 1,1 > 1,2 14.0 7 N 31,0 15 P 74,9 33 As 121,8 51 Sb 3,1 2,1 167,3 68 Er 2.2 1,8 1,7 257,1 100 Fm 1,1 1,2 VI 16.0 80 32,1 16 S 79,0 34 Se 127,6 52 Te 209,0 84 Po 289,0 116 LV 3,5 2,4 Anziehung 2,5 1,8 69 Tm 1,1 258,1 101 Mv 1,2 VII 19,0 F 35,5 17 CI 79,9 35 Br 126,9 53 | 210,0 85 At 173,0 70 Yb 4,1 2,8 2,7 2,2 259,1 102 No 1, 1,2 VIII 4,0 2 He 20,2 10 Ne 39,9 18 Ar 83,8 Kr 131,3 sa Xe 222,0 86 Rn 175,0 71 Lu 262,1 Lr 1,1 1,2 permanenter Dipol FÄRBEVERFAHREN Fasern Baumwolle · Polymer ·besteht aus 90% polar (Hydroxy-Gruppenl aus Cellulose Seide: • besteht aus Proteinen (Fibroin) rheinfolge der Aminosäuren Gly- Ser - Gly - Ala-Gly - Ala polar Wolle: besteht aus Proteinen 24 verschiedenen Aminosäuren säurebeständig beim Kochen in verdünnten Laugen Hydrolyse : Polyamidfasern, z.B Nylon oder Perlon entstehen durch Poly kondensation aus Dicarbonsäuren und Diaminen oder Aminocarbonsäuren Polyesterfasern entsteht durch Poly kondensation -aus Dicarbonsäuren und zweiwertigen Alkohol Unpolar Polyacrylfasern ·Polymer mit endständigen Sulfatgrupp یا HO 16-5-0-0 ¹01 OH OH H₂N-C-C-N-C-C H HO Cellulose bridrunk) H OH CH3 Gly Ser Gly Ala Gly Ala I CH -Voir+Wale I HO Wolle OH Polyamid 101 || -0-CH₂-CH₂-0-C OH '0¹ -N-(CH₂6-N-C-(CH₂) ₁ -C- 1-C- -N-(CH₂ 16 H Polyester Polyacryl ! Н CH₂ •C-C H CH 10-S-O-CH₂-CH-CH₂-CH-CH₂-CH-0--01 -(CH₂-CH) - 'n `OH Oi 1 101 INDIGO Synthese von Indigo nach Bayer '0' || 10¹ || H₂C-C-CH3 H,C-C-CH3 + H2O '0' ola-od-dot-oto eToy -CH₂-C-CH3 H₂0 C₂H NO₂ + OH* + H₂C-C-CH₂= = blau 101 0-40 #40 '0¹ 11 „T 101 10= Red. Fo Küpenfärbung mit Indigo • durch Zugabe von Natriumdithionit (Na₂S₂0₂) wird Indigo in alkalischer Lösung zu Leukindigo reduziert gelb/farblas ·an der Luft wird Leukindigo durch den Luftsaverstoff wieder zu Indigo oxidiert mesomere + Grenzstruckturen: SULFONIERUNG Schwefeltrioxid ist ein starkes Elektrophil, da das Schwefelatom durch den starken Elektronenzug der Sauerstoff - atome (Elektronegativitätsdifferenz 1,2) sehr stark positiv polarisiert ist L-*-* : S03 OH S0₂ IT-komplex 11 .C - CH,- C - CH3 NO₂ -> H +2CH₂COOH + 2H₂O Das Donator- Akzeptor - Konzept bei Redoxreaktionen Donatoren Teilchen die Elektronen abgeben Akzeptoren Teilchen die Elektronen aufnehmen 2+ Oxidation Reaktion Na bei der Elektronen abgegeben werden Oxidationszahl erhöht sich -> Na2 Fe → Fe³+ Reduktion: Reaktion bei der Elektronen aufgenommen werden -Oxidationszahl sinkt oxidationsza nien szanie die oxidierte und reduzierte Form eines Teilches bilden ein korrespondierendes Redoxpaar korrespondierende Redoxpaare bestehen aus einem Oxidationsmittel und einem Reduktionsmittel Oxidationsmittel Teilchen, das zur Oxidation des Reaktionspartner dient, aber selber reduziert wird Reduktionsmittel Teilchen, das zur Reduktion des Reaktionspartner dient, aber selber oxidiert wird Reduktionsmittel Oxidationsmittel + ze 0=0 I.H redox gleichungen Elektrochemie IT 1. Feststellen der Oxidationszahlen ->> 2. Aufstellen von Teilgleichungen beteiligte lonen, Verbindungen, Elemente → umgesetzte Elektronen Alombilanz ausgleichen (2.B H₂0) 3. Redoxgleichung aufstellen O Regeln zur Bestimmung Elektronen paar bindungen werden dem Bindungspartner mit der höheren Elektronegativität zugeschrieben einzelnde Atome oder Atome in Elementen haben immer die Oxidationszahl :0 Metallionen haben immer eine positive Oxidationszahl >0 einatomige -lonen haben die gleiche Oxidationszahl wie ihre lonenladung bei mehratomigen lonen ist die Summe aller Oxidationszahlen in Molekülen ergibt die Summe der Oxidationszahlen 0 Sauerstoff hat in Verbindungen meist die Oxidationszahl -11 was wird oxidiert? was wird reduziert? 10 +I 01 + 2e + 3e Cl₂ + 2e → 201 Cu²+ + 2e Cu die gleich der lonenladung redoxreihe der doxrei • Ordnung der konjugierten Redox paare nach der Stärke ihrer Reduktions bzw. Oxidationswirkun metalle • starker Elektronendonator mit einem schwachen Elektronenakzeptor verbunden AU/AU3+ Ag/Ag Cu/Cu²+ Oxidationswirkung der Metalle Ni/Ni 2+ Fe/Fe²+ Zn/Zn²+ Reduktionswirkung der Metalle