1. Grundlagen 7
1.1. Naturwissenschaften 7
1.2. Physik und Chemie 7
1.3. Stoffe 8
1.4. Physikalische Eigenschaften der Stoffe 9
1.4.1. Aggregatzustände 9
1.4.2. Änderung des Aggregatzustandes 10
1.5. Chemische Eigenschaften der Stoffe 10
1.5.1. Zusammensetzung von Stoffen 10
1.5.2. Chemisches Verhalten von Stoffen 11
1.6. Gemenge/Mischungen 11
1.6.1. Eigenschaften der Stoffe in Gemengen 11
1.6.2. Aufbau von Gemengen 12
1.7. Trennen von Gemengen 13
1.8. Elemente 16
1.9. Atome 17
1.10. Atombausteine 17
1.11. Atombau der chemischen Elemente 18
1.11.1. Anordnung der Elektronen 18
1.11.2. Periodensystem der Elemente 19
1.11.3. Atombau und Stellung im Periodensystem 20
1.12. Bindungsarten 21
1.12.1. Ionenbindung 21
1.12.2. Atombindung 22
1.12.3. Metallbindung 23
1.13. Chemische Formeln 24
1.14. Stoffmenge und molare Masse 25
1.15. Molares Volumen 26
1.16. Ionen 27
1.17. Verbindungen 28
1.17.1. Einteilung der Verbindungen 28
1.17.2. Oxide 28
1.17.3. Säuren 28
1.17.4. Basen 30
1.17.5. Salze 31
1.18. Chemische Reaktionen 32
1.18.1. Allgemeines 32
1.18.2. Reaktionsgleichungen 33
1.18.3. Reaktionsbedingungen 34
1.18.4. Reaktionswärme 34
1.18.5. Oxidation und Reduktion 35

2. Atombau und Periodensystem der Elemente 36
2.1. Ursprünge des Atombegriffs 36
2.2. Daltonsches Atommodell 36
2.3. Erweiterung der Modellvorstellungen über die Atome 36
2.4. Rutherfordsches Atommodell 37
2.5. Atombausteine und ihre Eigenschaften 38
2.6. Isotope 39
2.7. Anordnung der Elektronen in der Atomhülle 40
2.7.1. Gesetzmäßigkeiten beim Linienspektrum des Wasserstoffs 40
2.7.2. Modellvorstellungen von Bohr 41
2.7.3. Interpretation der Balmerformel 42
2.8. Welleneigenschaften der Materie 43
2.9. Quantenzahlen 44
2.10. Periodensystem der Elemente 46
2.11. Natürliche Radioaktivität 50
2.12. Künstliche Elementumwandlung 51
2.13. Künstliche Radioaktivität 52

3. Chemische Bindung 53
3.1. Ionenbindung 53
3.1.1. Ionisierungsenergien 53
3.1.2. Elektronenaffinität 54
3.1.3. Reaktionsfähigkeit 54
3.1.4. Ionenverbindungen 55
3.1.5. Gitterenergie 56
3.2. Atombindung 57
3.2.1. Molekülorbital 57
3.2.2. Hybridisierung und räumlicher Bau der Moleküle 59
3.2.3. Bindungsenergien 60
3.2.4. Bindungslängen 60
3.2.5. Polare Atombindung 60
3.2.6. Elektronegativität 61
3.2.7. Wasserstoffbrückenbindungen 64
3.3. Komplexbildung 65
3.3.1. Allgemeines 65
3.3.2. Farbigkeit der Komplexverbindungen 67
3.3.3. Stereochemische Betrachtungen 67
3.3.4. Ligandenfeldtheorie 68
3.3.5. Thermodynamische Stabilität von Komplexverbindungen 71

4. Beschreibung chemischer Reaktionen 72
4.1. Begriff der Reaktionsgeschwindigkeit 72
4.2. Kinetische Betrachtungen der Reaktionsgeschwindigkeit 73
4.3. Beeinflussung der Reaktionsgeschwindigkeit durch Temperatur- und Katalysatoreinflüsse 74
4.4. Chemisches Gleichgewicht und Massenwirkungsgesetzt 75
4.5. Änderung der Gleichgewichtslage 77
4.5.1. Einfluß der Konzentration 77
4.5.2. Einfluß des Druckes 78
4.5.3. Einfluß der Temperatur 78
4.6. Thermodynamische Betrachtungen 79
4.6.1. Systeme 79
4.6.2. Innere Energie U 79
4.6.3. Experimentelle Bestimmung von ∆U 80
4.6.4. Enthalpie H 80
4.6.5. Bildungs- und Reaktionsenthalpie ∆H° 80
4.6.6. Satz von Hess 81
4.6.7. Triebkraft chemischer Reaktionen 82

5. Lösungen 84
5.1. Begriff der Lösung 84
5.2. Gehaltsangaben 85
5.2.1. Massenanteil 85
5.2.2. Volumenkonzentration 86
5.2.3. Stoffmengenkonzentration 87
5.2.4. Dichte 88
5.2.5. Stoffmengenanteil 88
5.3. Herstellung von Lösungen durch Mischen der Komponenten 89
5.3.1. Gasförmige Lösungen 89
5.3.2. Flüssige Lösungen 90
5.3.3. Feste Lösungen 91
5.4. Herstellung von Lösungen aus Lösungen 91
5.5. Löslichkeit 92
5.6. Anwendungsbeispiele zur Löslichkeit 94
5.7. Energiebetrachtungen bei Lösungsvorgängen 95
5.8. Kältemischungen 97
5.9. Siede- und Gefrierpunkte von Lösungen 97
5.10. Dampfdruckerniedrigung von Lösungen 98
5.11. Bestimmung der molaren Masse aus der Gefrierpunkterniedrigung 99
5.12. Diffusion 100
5.13. Osmose101
5.14. Osmotische Bestimmung der molaren Masse103

6. Elektrolyte 105
6.1. Begriff Elektrolyt 106
6.2. Starke und schwache Elektrolyte 106
6.3. Elektrolytische Dissoziation 107
6.4. Schwache Elektrolyte und Massenwirkungsgesetz 108
6.5. Dissoziationsgrad 109
6.6. Ionenprodukt des Wassers 110
6.7. Protolysen in wässrigen Lösungen 111
6.8. Säure/Base-Betrachtungen nach Brönstedt 112
6.9. Abstumpfen und Puffern 113
6.9.1. Abstumpfen 113
6.9.2. Puffern 114
6.10. Anwendung des Massenwirkungsgesetzes auf Abstumpfung- und Pufferungsreaktionen 115
6.10.1. Abstumpfen 115
6.10.2. Puffern 116
6.11. Pufferlösungen 117
6.12. Hydrolyse 118
6.13. Anwendung des Massenwirkungsgesetzes auf Hydrolysereaktionen 118
6.13.1. Salz einer schwachen Säure und einer starken Base 118
6.13.2. Salz einer schwachen Base und einer starken Säure 119
6.13.3. Salz einer schwachen Säure und einer schwachen Base 119

7. Elektrochemie 121
7.1. Grundbegriffe 121
7.2. Allgemeine Energiebetrachtung 122
7.3. Galvanische und elektrolytische Reaktionen 122
7.4. Elektrodenpotentiale (Redoxpotentiale) 122
7.5. Spannungsreihen 124
7.6. Nernstsche Gleichung 127
7.7. Berechnung elektrochemischer Vorgänge mit der Nernstschen Gleichung 128
7.8. Galvanische Elemente 129
7.9. Elektrolyse 130
7.10. Technische Anwendung der Elektrolyse 132
7.10.1. Kupferraffination 132
7.10.2. Al2O3-Schmelzelektrolyse 133
7.11. Akkumulatoren 133

8. Reaktionsarten 135
8.1. Neutralisationsreaktionen 135
8.2. Redoxreaktionen 136
8.2.1. Redox-Begriff 136
8.2.2. Ermittlung der Oxidationszahlen 137
8.2.3. Aufstellung von Redoxgleichungen 138
8.2.4. Redoxreaktionen und Redoxpotentiale 139
8.3. Reaktionsverhalten von Komplexverbindungen 139
8.3.1. Ligandenaustauschreaktionen 139
8.3.2. Komplexbildungskonstante und Komplexstabilität 140
8.3.3. Chelatkomplexe 140
8.3.4. Chelateffekt 141
8.4. Fällungsreaktionen 141

9. Qualitative Analyse 144
9.1. Chemische Analyse 144
9.2. Arbeitsmethode der qualitativen Analyse 144
9.3. Vorproben 145
9.3.1. Spektralanalyse – Nachweis von Na+, K+, Ca2+, Sr2+ und Ba2+ 145
9.3.2. Perlprobe 146
9.3.3. Leuchtprobe – Nachweis von Zinn 147
9.3.4. Marsche Probe – Nachweis von Arsen und Antimon 148
9.3.5. Erhitzen mit Natronlauge – Nachweis von Ammonium-Ionen 148
9.3.6. Glühröhrchenprobe 148
9.3.7. H2SO4-Vorprobe 149
9.3.8. Bleitiegelprobe 150
9.4. Vorbereitung der Analysesubstanz 150
9.5. Lösen der Analysesubstanz 151
9.6. Aufschließen schwerlöslicher Verbindungen 151
9.7. Geräte und Arbeitsweisen in der Halbmikrotechnik 153
9.8. Kationentrennungsgang 155
9.9. Reagenzienverzeichnis 156
9.10. Salzsäuregruppe (1.Gruppe) 157
9.10.1. Analytisch wichtige Einzelreaktionen 157
9.10.2. Trennungsgang der Salzsäuregruppe 159
9.11. H2S-Gruppe (2.Gruppe) 162
9.11.1. Analytisch wichtige Einzelreaktionen 159
9.11.2.Trennungsgang der H2S-Gruppe 162
9.12. Ammoniakgruppe (3. Gruppe) 164
9.12.1. Analytisch wichtige Einzelreaktionen 164
9.12.2. Trennungsgang der Ammoniakgruppe 165
9.13. Ammoniumsulfidgruppe (4. Gruppe) 166
9.13.1. Analytisch wichtige Reaktionen 166
9.13.2. Trennungsgang der Ammoniumsulfidgruppe 167
9.14. Ammoniumcarbonatgruppe (5. Gruppe) 168
9.14.1. Analytisch wichtige Reaktionen 168
9.14.2. Trennungsgang der Ammoniumcarbonatgruppe 169
9.15. Lösliche Gruppe (6. Gruppe) 170
9.15.1. Analytisch wichtige Reaktionen 170
9.15.2. Nachweis der Elemente der löslichen Gruppe 171
9.16. Schematische Darstellung der Gruppentrennungsgänge 172
9.17. Anionenanalyse 175
9.17.1. Sodaauszug 175
9.17.2. Orientierende Gruppenreaktionen 175
9.17.3. Einzelnachweis der Anionen 176

10. Quantitative Analyse - Gravimetrie 179
10.1. Allgemeines zur Ausführung quantitativer Analysen 179
10.2. Lösen und Aufschließen der Analyseproben 180
10.3. Einsetzen der gelösten Substanz 182
10.4. Ausfällen von Niederschlägen 182
10.5. Filtrieren von Niederschlägen 184
10.6. Trocknen und Glühen von Niederschlägen 187
10.7. Wägen 188
10.8. Berechnung des Analyseergebnisses 189
10.8.1. Berechnung der Umrechnungsfaktoren 189
10.8.2.Umrechnung auf Massenanteile in der Einwaage 190
10.9. Elektrogravimetrie 190
10.9.1. Apparatives 190
10.9.2. Durchführung elektrogravimetrischer Bestimmungen
10.9.3. Elektrogravimetrischer Trennungen


11. Quantitative Analyse - Maßanalyse 193
11.1. Allgemeines 193
11.2. Meßgefäße 193
11.3. Maßlösungen 196
11.4. Ausführung einer Titration 198
11.5. Säure/Base-Titration 200
11.5.1. Indikatoren der Acidimetrie und Alkalimetrie 201
11.5.2. Maßlösungen der Acidimetrie und Alkalimetrie 202
11.6. Oxidimetrie 203
11.6.1. Maßlösungen der Oxidimetrie 204
11.6.2. Indikatoren der Oxidimetrie 204
11.6.3. Manganometrie 205
11.6.4. Cerimetrie 206
11.6.5. Bromatometrie 206
11.6.6. Iodometrie 207
11.6.7. Einstellung von Maßlösungen der Oxidimetrie (Zusammenfassung) 208
11.7. Fällungstitrationen 208
11.8. Komplexometrische Titration 209
11.8.1. Titrationsverfahren der Komplexometrie 211
11.8.2. Maßlösungen 212
11.8.3. Metallindikatoren 212
11.8.4. Puffer 212

Sachwörterverzeichnis 251