Anorganisch-chemisches Praktikum 2 - Cheatsheet.pdf

Komplexbildung und Ligandenaustauschreaktionen

Definition:

Bildung von Koordinationsverbindungen durch Metallionen und Liganden, Ligandenaustausch in neuen Komplexen.

Details:

• Koordinationszahl: Anzahl der Liganden am Zentralatom.
• Ligand: Moleküle oder Ionen, die an Zentralatom binden, z.B. H2O, NH3, Cl-.
• CHEMISCHE GLEICHUNGEN:
  • Komplexbildung: \[ \text{[Fe(H2O)6]}^{3+} + 6 \text{NH3} \rightleftharpoons \text{[Fe(NH3)6]}^{3+} + 6 \text{H2O} \]
  • Ligandenaustausch: \[ \text{[Cu(H2O)4]}^{2+} + 4 \text{NH3} \rightleftharpoons \text{[Cu(NH3)4]}^{2+} + 4 \text{H2O} \]
• Stabilitätskonstante (\textit{K}): Maß für Stabilität des Komplexes.
• Chelateffekt: erhöhte Stabilität bei Liganden mit mehreren Bindungsstellen.

Anwendung und Handhabung von Schutzgasen und Vakuumtechniken

Definition:

Anwendung und Handhabung von Schutzgasen und Vakuumtechniken - wichtige Techniken in der präparativen anorganischen Chemie zur Vermeidung von Reaktionen mit Luftsauerstoff oder -feuchtigkeit.

Details:

• Schutzgase: typischerweise Argon (\text{Ar}) oder Stickstoff (\text{N}_2)
• Vakuumtechniken: Entfernen von Luft durch Vakuumpumpen, Niedrigdruckbedingungen schaffen
• Geräte: Schlenk-Technik, Handschuhbox
• Schutzgas-Flaschen, Druckminderer, Manometer zur Kontrolle des Gasflusses
• Präparative Schritte: Schutzhülle für Chemikalien, Vakuumdestillation, Schutzhülle für Reaktionsgefäße
• Sicherheitsmaßnahmen: sachgerechter Umgang mit Gasen (Vermeidung von Leckagen), korrekte Vakuumpumpenbedienung

Herstellung und Charakterisierung von Übergangsmetallverbindungen

Definition:

Synthese und Analyse von Verbindungen, die Übergangsmetalle enthalten, wichtig für Verständnis von Struktur, Eigenschaften und Reaktivität.

Details:

• Übergangsmetalle: d-Block-Elemente
• Herstellungsverfahren: Salzkristallisation, Redoxreaktionen
• Analyse: IR-Spektroskopie, UV-VIS-Spektroskopie, Röntgenstrukturanalyse
• Komplexbildung: Ligandenbindung an Metallzentren
• Eigenschaften: Oxidationsstufen, Magnetismus, Farbigkeit

Kristallstrukturanalyse mittels Röntgenbeugung

Definition:

Details:

• Verfahren zur Bestimmung der atomaren Struktur eines Kristalls.
• Röntgenstrahlen werden an den Elektronen des Kristalls gebeugt (Bragg'sches Gesetz: \[n\lambda = 2d\sin(\theta)\]).
• Die Beugungsmuster werden analysiert, um die Positionen der Atome im Kristall zu ermitteln.
• Forbidden Cotangent Law: \[\Delta k = h/a + k/b + l/c\].
• Erfordert reinen monokristallinen Proben.

Thermoanalytische Methoden (z.B. DSC, TGA)

Definition:

Thermoanalytische Methoden analysieren Materialeigenschaften in Abhängigkeit von Temperaturänderungen.

Details:

• Differential Scanning Calorimetry (DSC): Misst Wärmemengen, die von einer Probe aufgenommen oder abgegeben werden, während die Temperatur kontrolliert variiert wird. Formeln: Wärmemenge \[q = m \times c \times \triangle T\] phasenübergänge \[q = \triangle H_m \times m\]
• Thermogravimetrische Analyse (TGA): Bestimmt Massenänderungen einer Probe in Abhängigkeit von der Temperatur, nützlich für die Analyse von Zersetzungsprozessen
• Verwendet für: Untersuchung von Schmelzpunkten, Glasübergangstemperaturen, Zersetzungsprozessen und Phasenübergängen
• DSC und TGA oft kombiniert für umfassende thermische Charakterisierung

Sicherheitsmaßnahmen und Umweltaspekte bei chemischen Reaktionen

Definition:

Sicherheitsmaßnahmen und Umweltaspekte bei chemischen Reaktionen berücksichtigen zum Schutz von Mensch und Umwelt.

Details:

• Schutzausrüstung tragen: Laborkittel, Handschuhe, Schutzbrille
• Gute Belüftung sicherstellen, Dämpfe absaugen
• Chemikalien ordnungsgemäß lagern und kennzeichnen
• Notduschen und Augenspülstationen zugänglich halten
• Reaktionsverlauf und entstehende Produkte dokumentieren
• Abfälle korrekt entsorgen gemäß den Vorschriften
• Gefahrstoffe nur in der benötigten Menge verwenden
• Durchführung von Reaktionen unter Abzug bei Bedarf
• Umweltauswirkungen minimieren: Nach umweltfreundlichen Alternativen suchen

Protokollerstellung und wissenschaftliche Dokumentation

Definition:

Protokollerstellung und wissenschaftliche Dokumentation im anorganisch-chemischen Praktikum 2 umfasst das systematische Festhalten und die Präsentation von Versuchsergebnissen.

Details:

• Protokollierung: Exakte Aufzeichnung von Versuchsdurchführung, Beobachtungen, Ergebnissen und Schlussfolgerungen
• Struktur: Einleitung, Theorie, Durchführung, Ergebnisse, Diskussion, Literatur
• Mathematisch-chemische Formeln: Korrekte Verwendung von Latex zur Darstellung chemischer Gleichungen
• Beispiel:
• Verständlichkeit: Klar und präzise Sprache
• Nachvollziehbarkeit: Reproduzierbarkeit der Experimente durch andere