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10. Chemie in wässrigen und nichtwässrigen Lösungen

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Anorganische Chemie
Ein Kapitel aus dem Buch Anorganische Chemie
10 Chemie in wässrigen und nichtwässrigenLösungenRalfSteudelFast alle Reaktionen, die der experimentierende Anorganiker im Labor beobachtet,finden in Lösung statt. Wenn auch Wasser das am besten bekannte Lösungsmittelist, so ist es doch nicht das einzige, das für den Chemiker wichtig ist. Organikerverwenden oft unpolare Lösungsmittel wie Tetrachlormethan oder Toluol, um unpo-lare Verbindungen zu lösen. Diese Lösungsmittel sind auch für Anorganiker vonInteresse. Daneben hat man sich ausgiebig mit polaren Lösungsmitteln wie flüssigemAmmoniak, Schwefelsäure, Eisessig, Schwefeldioxid und verschiedenen Nichtme-tallhalogeniden beschäftigt. Die Behandlung der Chemie in Lösung ist eng mit derTheorie der Säuren und Basen verknüpft. Dass dieses Thema in einem besonderenKapitel besprochen wir, ist daher lediglich eine Frage der Zweckmäßigkeit. ZumBeispiel werden nichtwässrige Lösungsmittel oft nach dem Konzept der Solvens-Systeme behandelt; die Bildung von Solvaten schließt Säure-Base-Wechselwirkun-gen ein.Es gibt verschiedene Eigenschaften, durch die das Verhalten eines Lösungsmittelsbestimmt wird. Die beiden wichtigsten sind, pragmatisch betrachtet, der Schmelz-punkt und der Siedepunkt. Sie grenzen den flüssigen Bereich ein, d. h. den Bereich,der für chemische Operationen nutzbar ist. Von grundsätzlicherer Bedeutung ist dieDielektrizitätskonstante. Wenn Ionenverbindungen gut gelöst werden sollen, ist einegroße Dielektrizitätskonstante notwendig. Die Coulomb-Anziehungsenergie zwi-schen Ionen ist der Dielektrizitätskonstantenεdes Mediums umgekehrt propor-tional:EZ14πε$qCqKd(10.1)Beispielsweise beträgt die Anziehung zwischen zwei Ionen in Wasser nur etwasmehr als 1 % der Anziehung, die zwischen den gleichen Ionen in Abwesenheit einesLösungsmittels besteht:εH2OZ80ε0(bei 20(C)(10.2)Darin istε0die Dielektrizitätskonstante des Vakuums. Lösungsmittel mit großenDielektrizitätskonstanten verhalten sich hinsichtlich ihrer Fähigkeit, Salze zu lösen,wasserähnlich.

10 Chemie in wässrigen und nichtwässrigenLösungenRalfSteudelFast alle Reaktionen, die der experimentierende Anorganiker im Labor beobachtet,finden in Lösung statt. Wenn auch Wasser das am besten bekannte Lösungsmittelist, so ist es doch nicht das einzige, das für den Chemiker wichtig ist. Organikerverwenden oft unpolare Lösungsmittel wie Tetrachlormethan oder Toluol, um unpo-lare Verbindungen zu lösen. Diese Lösungsmittel sind auch für Anorganiker vonInteresse. Daneben hat man sich ausgiebig mit polaren Lösungsmitteln wie flüssigemAmmoniak, Schwefelsäure, Eisessig, Schwefeldioxid und verschiedenen Nichtme-tallhalogeniden beschäftigt. Die Behandlung der Chemie in Lösung ist eng mit derTheorie der Säuren und Basen verknüpft. Dass dieses Thema in einem besonderenKapitel besprochen wir, ist daher lediglich eine Frage der Zweckmäßigkeit. ZumBeispiel werden nichtwässrige Lösungsmittel oft nach dem Konzept der Solvens-Systeme behandelt; die Bildung von Solvaten schließt Säure-Base-Wechselwirkun-gen ein.Es gibt verschiedene Eigenschaften, durch die das Verhalten eines Lösungsmittelsbestimmt wird. Die beiden wichtigsten sind, pragmatisch betrachtet, der Schmelz-punkt und der Siedepunkt. Sie grenzen den flüssigen Bereich ein, d. h. den Bereich,der für chemische Operationen nutzbar ist. Von grundsätzlicherer Bedeutung ist dieDielektrizitätskonstante. Wenn Ionenverbindungen gut gelöst werden sollen, ist einegroße Dielektrizitätskonstante notwendig. Die Coulomb-Anziehungsenergie zwi-schen Ionen ist der Dielektrizitätskonstantenεdes Mediums umgekehrt propor-tional:EZ14πε$qCqKd(10.1)Beispielsweise beträgt die Anziehung zwischen zwei Ionen in Wasser nur etwasmehr als 1 % der Anziehung, die zwischen den gleichen Ionen in Abwesenheit einesLösungsmittels besteht:εH2OZ80ε0(bei 20(C)(10.2)Darin istε0die Dielektrizitätskonstante des Vakuums. Lösungsmittel mit großenDielektrizitätskonstanten verhalten sich hinsichtlich ihrer Fähigkeit, Salze zu lösen,wasserähnlich.

Kapitel in diesem Buch

  1. Frontmatter i
  2. Vorwort zur 5. deutschen Auflage v
  3. Autorenverzeichnis vii
  4. Inhalt ix
  5. Häufig gebrauchte Abkürzungen xix
  6. Häufig verwendete Symbole xxiii
  7. 1. Was ist Anorganische Chemie? 1
  8. 2. Die Struktur der Atome 11
  9. 3. Symmetrie und Gruppentheorie 57
  10. 4. Bindungsmodelle in der Anorganischen Chemie: Teil 1 109
  11. 5. Bindungsmodelle der Anorganischen Chemie, Teil 2: Die kovalente Bindung 159
  12. 6. Struktur und Reaktivität von Molekülen 227
  13. 7. Der feste Zustand 281
  14. 8. Chemische Kräfte 313
  15. 9. Säure-Base-Chemie 357
  16. 10. Chemie in wässrigen und nichtwässrigen Lösungen 405
  17. 11. Koordinationschemie: Struktur und Bindung 439
  18. 12. Charakterisierung von Koordinationsverbindungen 543
  19. 13. Strukturen von Koordinationsverbindungen 625
  20. 14. Reaktionen von Koordinationsverbindungen: Kinetik und Mechanismen 685
  21. 15. Organometallverbindungen 757
  22. 16. Anorganische Ketten, Ringe, Käfige und Cluster 941
  23. 17. Die Chemie der Halogene und der Edelgase 1057
  24. 18. Periodizität und fortgeschrittene Aspekte der chemischen Bindung 1095
  25. 19. Bioanorganische Chemie 1151
  26. Anhang A. Tabelle der Elemente 1235
  27. Anhang B. Einheiten und Umrechnungsfaktoren 1239
  28. Anhang C. Atomare Energiezustände und Termsymbole 1243
  29. Anhang D. Charaktertafeln 1251
  30. Anhang E. Standard-Reduktionspotentiale 1261
  31. Anhang F Tanabe-Sugano-Diagramme 1263
  32. Anhang G. IUPAC-Empfehlungen zur Nomenklatur in der anorganischen Chemie 1267
  33. Curricula Vitae 1293
  34. Index 1295
Readers are also interested in:
https://doi.org/10.1515/9783110307955.405

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  1. Frontmatter i
  2. Vorwort zur 5. deutschen Auflage v
  3. Autorenverzeichnis vii
  4. Inhalt ix
  5. Häufig gebrauchte Abkürzungen xix
  6. Häufig verwendete Symbole xxiii
  7. 1. Was ist Anorganische Chemie? 1
  8. 2. Die Struktur der Atome 11
  9. 3. Symmetrie und Gruppentheorie 57
  10. 4. Bindungsmodelle in der Anorganischen Chemie: Teil 1 109
  11. 5. Bindungsmodelle der Anorganischen Chemie, Teil 2: Die kovalente Bindung 159
  12. 6. Struktur und Reaktivität von Molekülen 227
  13. 7. Der feste Zustand 281
  14. 8. Chemische Kräfte 313
  15. 9. Säure-Base-Chemie 357
  16. 10. Chemie in wässrigen und nichtwässrigen Lösungen 405
  17. 11. Koordinationschemie: Struktur und Bindung 439
  18. 12. Charakterisierung von Koordinationsverbindungen 543
  19. 13. Strukturen von Koordinationsverbindungen 625
  20. 14. Reaktionen von Koordinationsverbindungen: Kinetik und Mechanismen 685
  21. 15. Organometallverbindungen 757
  22. 16. Anorganische Ketten, Ringe, Käfige und Cluster 941
  23. 17. Die Chemie der Halogene und der Edelgase 1057
  24. 18. Periodizität und fortgeschrittene Aspekte der chemischen Bindung 1095
  25. 19. Bioanorganische Chemie 1151
  26. Anhang A. Tabelle der Elemente 1235
  27. Anhang B. Einheiten und Umrechnungsfaktoren 1239
  28. Anhang C. Atomare Energiezustände und Termsymbole 1243
  29. Anhang D. Charaktertafeln 1251
  30. Anhang E. Standard-Reduktionspotentiale 1261
  31. Anhang F Tanabe-Sugano-Diagramme 1263
  32. Anhang G. IUPAC-Empfehlungen zur Nomenklatur in der anorganischen Chemie 1267
  33. Curricula Vitae 1293
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Heruntergeladen am 8.10.2025 von https://www.degruyterbrill.com/document/doi/10.1515/9783110307955.405/html?lang=de&srsltid=AfmBOopzddah1PP56XRqgVLzauVKzqgzUuqcVq1jej8rfn9B9seOMz34
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