Grundpraktikum der Anorganische und Physikalischen Chemie I - Cheatsheet.pdf

Glasbläsen und Präparation anorganischer Proben

Definition:

Techniken zum Formen und Verarbeiten von Glas sowie zum Vorbereiten und Handhaben anorganischer Proben.

Details:

• Nutze einen Bunsenbrenner zum Erhitzen des Glases bis zur plastischen Verformung.
• Probenpräparation: zerkleinern, auflösen, aufkonzentrieren oder verdünnen, je nach analytischer Methode.
• Sicherheitsmaßnahmen beachten: Schutzbrille, Hitzeschutzhandschuhe.
• Verwendung von Reagenzgläsern, Bechergläsern, Kolben für Probenaufbereitung.

Gibbsche Energie und chemisches Gleichgewicht

Definition:

Gibbs freie Energie beschreibt die Energie eines Systems, die zur Verrichtung von Arbeit genutzt werden kann. Im chemischen Gleichgewicht ist die Gibbsche Energie minimal.

Details:

• Formel der Gibbschen Energie: \( G = H - TS \)
• \(G\): Gibbs freie Energie, \(H\): Enthalpie, \(T\): Temperatur, \(S\): Entropie
• Gleichgewichtszustand: \( \triangle G = 0 \)
• Reaktionsspontaneität: \( \triangle G < 0 \) (exergon), \( \triangle G > 0 \) (endergon)
• Beziehung zu Gleichgewichtskonstante: \[ \triangle G^0 = -RT \text{ln} K \]
• \( R \): Gaskonstante, \( K \): Gleichgewichtskonstante

Spektroskopische Techniken (UV-Vis, IR, NMR)

Definition:

Spektroskopische Methoden zur Analyse von Molekülstrukturen und -eigenschaften mittels Strahlung im UV-Vis, IR und NMR Bereich.

Details:

• UV-Vis: Absorptionsmessungen im ultravioletten und sichtbaren Bereich zur Bestimmung elektronischer Übergänge. Formel: Lambert-Beer'sches Gesetz \[ A = \epsilon \cdot c \cdot d \]
• IR: Messungen infraroter Absorption zur Analyse funktioneller Gruppen durch ihre charakteristischen Schwingungsfrequenzen.
• NMR: Kernspinresonanz zur Bestimmung der Umgebungen von Kernen in Molekülen. Formel: Larmorfrequenz \[ \omega_0 = \gamma \cdot B_0 \]

Reaktionsmechanismen und Geschwindigkeitskonstanten

Definition:

Verständnis der Schritte im Reaktionsablauf und Bestimmung der Geschwindigkeitskonstante k.

Details:

• Reaktionsmechanismus: beschreibt die Abfolge indiv. Teilschritte.
• Transition State Theory (TST): verwendet, um Aktivierungsenergie zu bestimmen.
• Elementarreaktionen: unbeeinträchtigte Teilschritte des Mechanismus.
• Geschwindigkeitsgesetze: bestimmen Form des Zusammenhangs zwischen Reaktanz. und Reaktionsgeschwindigkeit.
• Arrhenius-Gleichung: \[ k = A e^{-\frac{E_a}{RT}} \]— beschreibt Abhängigkeit von k von T und Aktivierungsenergie.
• Reaktionsordnung: Summe der Exponenten in Geschwindigkeitsgesetz.

Synthese von Koordinationsverbindungen

Definition:

Synthese und Charakterisierung von Metall-Liganden-Komplexen, bei denen Übergangsmetalle zentral sind und von Liganden umgeben werden, die kovalent oder ionisch an sie binden.

Details:

• Metallzentrum: Übergangsmetalle (z.B. Fe, Cu)
• Liganden: Moleküle/Ionen, die Elektronenpaare zur Verfügung stellen (z.B. NH₃, Cl^-)
• Bindungsarten: koordinative Bindung (Elektronenpaarbindung)
• Aufgaben: Präparative Synthese, Umsetzung in spezifischen Lösemitteln
• Reaktionsgleichungen: z.B.
• Charakterisierung: UV/VIS-Spektroskopie, IR-Spektroskopie, NMR-Spektroskopie, Röntgenkristallographie
• Praktische Tipps: Reihenfolge der Reagenzzugabe, Temperaturkontrolle, pH-Anpassung
• Sicherheitsmaßnahmen: Arbeiten unter Schutzbedingungen, Handhabung giftiger oder korrosiver Chemikalien

Struktur und Aufbau eines Laborberichts

Definition:

Standardisierte Format für wissenschaftliche Berichte, die Ergebnisse und Analyse chemischer Experimente dokumentieren.

Details:

• Titelblatt: Titel, Datum, Namen, Matrikelnummern.
• Einleitung: Zielsetzung und theoretischer Hintergrund.
• Experimenteller Teil: Detaillierte Beschreibung der verwendeten Materialien und Methoden.
• Ergebnisse: Prägnante Darstellung der experimentellen Ergebnisse in Tabellen und Abbildungen.
• Diskussion: Interpretation der Ergebnisse im Kontext der Theorie.
• Schlussfolgerung: Zusammenfassung der wichtigsten Ergebnisse und Erkenntnisse.
• Literatur: Quellenangaben nach einem einheitlichen Zitierstil.
• Anhang: Weitere Daten, Rohdaten, Sicherheitsdatenblätter.