Chemische Thermodynamik

Walter Schreiter, Erfurt, Germany.

Inhalt
Verwendete Symbole und Größen
1 Theoretische Grundlagen
1.1 Nullter Hauptsatz der Thermodynamik und die thermische Zustandsgleichung
1.2 Erster Hauptsatz der Thermodynamik und die kalorische Zustandsgleichung
1.3 Zweiter und dritter Hauptsatz der Thermodynamik, die Entropie und die kanonische Zustandsgleichung
1.4 PartiellemolareGrößen
1.5 Thermodynamische Potenziale
1.6 Thermodynamisches Gleichgewicht
1.6.1 Grundlagen und Sonderfälle
1.6.2 Thermodynamik binärer Zweiphasensysteme
1.7 HeterogeneGleichgewichte binärer Systeme
1.7.1 Einführung
1.7.2 Binäre Systeme „flüssig-flüssig“
1.7.3 Binäre Systeme „flüssig-gasförmig“
1.7.4 Binäre Systeme „flüssig-fest“
1.8 HeterogeneGleichgewichte ternärer Systeme
1.8.1 Die Darstellung der Zusammensetzung einer ternären Mischung
1.8.2 Ternäre Systeme aus drei flüssigen Komponenten
1.8.3 Ternäre Systememit festen Phasen
1.8.4 Wässrige Lösungen von zwei Salzen
2 Fragen ohne Antwort
2.1 Der Zustand eines Systems
2.2 Der nullte Hauptsatz und die thermische Zustandsgleichung der Stoffe
2.3 Der ersteHauptsatz – Energie
2.4 Entropie
2.5 Thermodynamische Potenziale, Gibbs-Helmholtz-Gleichungen und Kriterien der Verlaufsrichtung chemischer Reaktionen
2.6 Reaktionsisotherme, -isobare und -isochore
2.7 Nernst’sche Gleichung
2.8 Heterogene chemischeGleichgewichtsreaktionen
2.9 Partielle molare Größen und thermodynamisches Gleichgewicht, Phasenübergänge
2.10 Phasengleichgewichte binärer Systeme
2.11 Phasengleichgewichte ternärer Systeme
3 Fragenmit Antwort
3.1 Der Zustand eines Systems
3.2 Der nullte Hauptsatz und die thermische Zustandsgleichung der Stoffe
3.3 Der ersteHauptsatz – Energie
3.4 Entropie
3.5 Thermodynamische Potenziale, Gibbs-Helmholtz-Gleichungen und Kriterien der Verlaufsrichtung chemischer Reaktionen
3.6 Reaktionsisotherme, -isobare und -isochore
3.7 Nernst’sche Gleichung
3.8 Heterogene chemischeGleichgewichtsreaktionen
3.9 Partielle molare Größen und thermodynamisches Gleichgewicht, Phasenübergänge
3.10 Phasengleichgewichte binärer Systeme
3.11 Phasengleichgewichte ternärer Systeme
4 Aufgaben ohne Lösung
4.1 Ideale und reale Gase
4.2 Osmotischer Druck idealer Lösungen
4.3 Joule-Thomson-Effekt
4.4 Arbeit
4.4.1 Volumenarbeit
4.4.2 OsmotischeArbeit
4.4.3 Oberflächenarbeit
4.4.4 ElektrischeArbeit
4.4.5 MagnetischeArbeit
4.4.6 MechanischeArbeit
4.5 Innere Energie und Enthalpie
4.6 Kalorimetrie
4.7 Satz vonHess
4.8 Entropie
4.9 Wirkungsgrad und Leistungszahl
4.10 Atomkraft und ihre Alternativen im Spektrum der Energieerzeugung
4.11 Homogene chemische Gleichgewichtsreaktionen
4.11.1 Stickstoffverbindungen (N2, NH3, NOx)
4.11.2 Kohlenstoff-Verbindungen (COx,KWS undDerivate)
4.11.3 Schwefel-Verbindungen (SOx, SFx)
4.11.4 Halogenwasserstoffe
4.11.5 Redoxreaktionen
4.11.6 Säure-Base-Reaktionen
4.12 Heterogene chemischeGleichgewichtsreaktionen
4.12.1 Kohlenstoff-Verbindungen und CaSO4-Hydrate
4.12.2 Fällungsreaktionen
4.12.3 Metalloxide
4.12.4 Verteilung eines Stoffes zwischen zwei Phasen
4.13 Phasengleichgewichte und Phasensysteme
4.13.1 Phasenübergänge, Siedepunkterhöhung, Gefrierpunkterniedrigung, Molmassebestimmung
4.13.2 Einkomponenten-Mehrphasensysteme
4.13.3 Zweikomponenten-Zweiphasensysteme (Binäre Systeme)
4.13.4 Ternäre Systeme
4.14 Bioenergetik
4.14.1 Enzyme
4.14.2 Energieumsatz
4.14.3 Stoffwechsel
5 Lösungen
5.1 Ideale und reale Gase
5.2 Osmotischer Druck idealer Lösungen
5.3 Joule-Thomson-Effekt
5.4 Arbeit
5.4.1 Volumenarbeit
5.4.2 Osmotische Arbeit
5.4.3 Oberflächenarbeit
5.4.4 Elektrische Arbeit
5.4.5 Magnetische Arbeit
5.4.6 Mechanische Arbeit
5.5 Innere Energie undEnthalpie
5.6 Kalorimetrie
5.7 Satz vonHess
5.8 Entropie
5.9 Wirkungsgrad und Leistungszahl
5.10 Atomkraft und ihre Alternativen im Spektrum der Energieerzeugung
5.11 Homogene chemischeGleichgewichtsreaktionen
5.11.1 Stickstoffverbindungen (N2, NH3, NOx)
5.11.2 Kohlenstoff-Verbindungen (COx,KWS undDerivate)
5.11.3 Schwefel-Verbindungen (SOx, SFx)
5.11.4 Halogenwasserstoffe
5.11.5 Redoxreaktionen
5.11.6 Säure-Base-Reaktionen
5.12 Heterogene chemischeGleichgewichtsreaktionen
5.12.1 Kohlenstoff-Verbindungen und CaSO4-Hydrate
5.12.2 Fällungsreaktionen
5.12.3 Metalloxide
5.12.4 Verteilung eines Stoffes zwischen zwei Phasen
5.13 Phasengleichgewichte und Phasensysteme
5.13.1 Phasenübergänge, Siedepunkterhöhung, Gefrierpunkterniedrigung, Molmassebestimmung
5.13.2 Einkomponenten-Mehrphasensysteme
5.13.3 Zweikomponenten-Zweiphasensysteme (Binäre Systeme)
5.13.4 Ternäre Systeme
5.14 Bioenergetik
5.14.1 Enzyme
5.14.2 Energieumsatz
5.14.3 Stoffwechsel
6 Strukturbilder und Zyklen
Literaturverzeichnis
Abbildungsverzeichnis
Tabellenverzeichnis
Namenregister
Sachregister

"[I]n einer auffallend gut strukturierten Weise, veranschaulicht [dieses Buch] mit vielen Skizzen und Phasendiagrammen sowie erklärendem, gut lesbarem Text mit dem Ziel, die notwendige mathematische Beschreibung der nicht ganz einfachen Thermodynamik zu verdeutlichen. […]All diejenigen Leser, die Wissen durch Verständnis erschließen, wird dieses Buch ein guter Helfer sein."Horst Kreimes in Chemie und Schule 1/2011 "Die Antworten zu den Verständnisfragen sind klar und gut erläutert, so dass eine vernünftige Lernkontrolle gewährleistet wird. Außerdem ist das Lehrbuch didaktisch gut aufgearbeitet, weil nach einer erfolgreichen Verständnisabfrage Rechenübungen mit dazugehörigen Lösungen in zwei darauffolgenden Kapiteln angeboten werden."Dennis Neffgen für RWTH Aachen Fachschaft Chemie (2010)