Physikalische Chemie I

Inhaltsverzeichnis 

I.   Die Aggregatzustände

II.  Der Nullte und Erste Hauptsatz der Thermodynamik

III. Der Zweite und Dritte Hauptsatz der Thermodynamik

IV. Chemische und Physikalische Umwandlungen

V.   Lösungen und Mischungen

VI. Elektrochemie

VII.  Transportprozesse

 

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I. Die Aggregatzustände

1      Quantitative Beschreibung physikalisch-chemischer Systeme
1.1    Ideales Gasgesetz
1.2    Größen und Einheiten
1.3    Intensive, extensive Größen
1.4    Ideale Gasmischungen
1.5    Totales Differential

2.      Kinetische Gastheorie
2.1    Voraussetzungen, kinetische Energie
2.2    Mittelwerte und Verteilungsfunktionen
2.3    Maxwellsche Geschwindigkeitsverteilung
2.4    Energieverteilung nach Boltzmann
2.5    Barometrische Höhenformel
2.6    Stöße, freie Weglänge, Stoßzahl

3.      Reale Gase
3.1    Kompressionsfaktor
3.2    Virialgleichung
3.3    Van-der-Waals Gleichung
3.4    Andere Zustandsgleichungen

4.      Flüssigkeiten

5.      Festkörper

6.      Plasma


II. Der Nullte und Erste Hauptsatz der Thermodynamik

1.      Grundlegende Begriffe und Nullter Hauptsatz
1.1    System, Umgebung
1.2    Nullter Hauptsatz - Thermisches Gleichgewicht
1.3    Wärme
1.4    Arbeit
1.4.1 Mechanische Arbeit
1.4.2 Volumenarbeit bei konstanten äußeren Druck
1.4.3 Gleichgewicht und Reversibilität
1.4.4 Volumenarbeit bei reversibler Expansion/Kompression
1.5    Erster Hauptsatz - Erhaltung der Energie
1.6    Die innere Energie U ist eine Zustandsfunktion
1.7    Expansion unter unterschiedlichen Prozessbedingungen
1.8    Enthalpie
1.9    Joule-Thomson-Effekt  
2.      Thermochemie
2.1    Die Enthalpieänderung bei Phasenübergängen
2.2    Bildungs- und Dissoziationsenthalpien chemischer Bindungen
2.3    Die Enthalpien chemischer Reaktionen und der Satz von Hess   
2.4    Bildungsenthalpien
2.5    Die Temperaturabhängigkeit der Reaktionsenthalpien


III. Der Zweite und Dritte Hauptsatz der Thermodynamik

1.      Der Zweite Hauptsatz
1.1    Die Entropie
1.1.1 Mikroskopische Betrachtungen
1.1.2 Der CARNOTsche Kreisprozeß
1.2    Entropieänderung bei irreversiblen Prozessen
1.3    Charakteristische Entropieänderungen
1.4    Entropieabhängigkeit von Volumen und Temperatur
1.5    Die Messung der Entropie

2.      Der Dritte Hauptsatz der Thermodynamik

3.      Fundamentalgleichungen der Thermodynamik
3.1    Freie Energie (Helmholtz-Funktion) und Freie Enthalpie (Gibbs-Funktion)
3.2    Charakteristische Funktionen und Maxwellsche Beziehungen
3.3    Eigenschaften der Freien Enthalpie


IV. Chemische und Physikalische Umwandlungen

1.      Das chemische Gleichgewicht
1.1    Minimum der Freien Enthalpie und chemisches Potential
1.2    Gleichgewichtskonstante bei idealen Gasen
1.3    Fugazität und Gleichgewichtskonstante bei realen Gasen
1.4    Aktivität  und Gleichgewichtskonstante in Lösungen
1.5    Kontrolle des chemischen Gleichgewichts
1.6.   Säuren und Basen
2.      Physikalische Umwandlungen
2.1    Phasendiagramme
2.2.   Gibbssche Phasenregel
2.3    Phasengrenzen  (Clapeyronsche Gleichung) 
2.4.   Phasenübergänge 1. und 2. Ordnung


V. Lösungen und Mischungen

1.      Lösungen und Mischungen 
1.1    Konzentrationsmaße
1.2    Partielle molare Größen

2.1    Ideale Mischungen
2.1.1 Ideale Gasmischungen
2.1.2 Ideale Lösung: Das Raoultsche Gesetz
2.1.3 Ideal verdünnte Lösung: Das Henrysche Gesetz
2.1.4 Siedepunkterhöhung - Gefrierpunkterniedrigung
2.2    Die Aktivität - Reale Lösungen
2.3    Phasengleichgewichte zwischen Flüssigkeit und Dampf in Zweistoffsystemen
2.4    Partielle Mischbarkeit von Flüssigkeiten
2.5    Dreikomponentensysteme


VI. Elektrochemie

1.    Elektrolyte
2.    Ionentransport
3.1    Elektrodenreaktionen und Galvanische Zellen
3.2    Schreibweise von Zellen
4.    Das Standardpotential
5.    Das Zellpotential und die freie Reaktionsenergie
6.    Die Nernst'sche Gleichung
7.    Thermodynamische Funktionen aus Zellpotentialen
8.    Anwendungen der Standardpotenziale

VII. Transportprozesse

1.      Der Fluß von Materie, Energie, Impuls
1.1    Wärmeleitfähigkeit
1.2    Diffusion (1. Ficksches Gesetz) 
1.3    Viskosität 
1.4    Elektrische Leitfähigkeit - das Ohmsche Gesetz
1.5    Elektrolyte - Ionentransport 

2.      Diffusion: das 2. Ficksche Gesetz

3.      Konvektion