Ein Praktikumsbuch für Studierende naturwissenschaftlicher Disziplinen mit physikalischer Chemie im Grund- oder Fachstudium
Dieses Buch bietet eine praktische Einführung in die Experimentiertechnik der physikalischen Chemie. In 19 eigenständigen Kapiteln, die den Themenbereichen Gleichgewichtsthermodynamik, Kinetik, Thermochemie, optische Spektroskopie, Elektronik sowie Transport- und Grenzflächenphänomenen gewidmet sind, werden die theoretischen
Basiskenntnisse vermittelt. Dabei wird ein generelles Verständnis des Vorlesungsstoffs in Thermodynamik und Kinetik vorausgesetzt. Repräsentative Versuche zur Messung physikalisch-chemischer Grössen werden eingehend besprochen und mit Resultaten aus dem Praktikumslabor illustriert. Die Auswertung der Messdaten wird detailliert geschildert, wobei ein spezieller Anhang in die Grundlagen der Statistik einführt. Ausführliche Angaben in jedem Kapitel verweisen auf weiterführende Literatur sowie auf Tabellenwerke. Das Praktikumsbuch richtet sich an Dozierende und Studierende naturwissenschaftlicher Disziplinen mit physikalischer Chemie im Grund- oder Fachstudium.
Inhaltsverzeichnis:
I CHEMISCHE GLEICHGEWICHTE 1
1 Dampfdruck 3
1.1 Theoretische Grundlagen 4
1.2 Experiment 12
2 Siedediagramm 17
2.1 Theoretische Grundlagen 18
2.2 Experiment 28
3 Henry-Gesetz 35
3.1 Theoretische Grundlagen 36
3.2 Experiment 47
4 Schmelzdiagramm 53
4.1 Theoretische Grundlagen 54
4.2 Experiment 68
5 Kryoskopie 75
5.1 Theoretische Grundlagen 76
5.2 Experiment 81
6 Verteilung 95
6.1 Theoretische Grundlagen 96
6.2 Experiment 103
II KINETIK 109
7 Kinetik 111
7.1 Theoretische Grundlagen 112
7.2 Experiment 122
8 Blitzlicht-Photolyse 133
8.1 Theoretische Grundlagen 134
8.2 Experiment 146
III THERMOCHEMIE 153
9 Verbrennungswärme 155
9.1 Theoretische Grundlagen 156
9.2 Experiment 162
10 Kalorimetrie 173
10.1 Theoretische Grundlagen 174
10.2 Experiment 179
IV SPEKTROSKOPIE 189
11 Spektrophotometrie 191
11.1 Theoretische Grundlagen 192
11.2 Experiment 206
12 Lumineszenz 215
12.1 Theoretische Grundlagen 216
12.2 Experiment 231
V ELEKTROCHEMIE UND ELEKTRONIK 239
13 Elektromotorische Kraft 241
13.1 Theoretische Grundlagen 242
13.2 Experiment 257
14 Saure/Base-Gleichgewichte 263
14.1 Theoretische Grundlagen 264
14.2 Experiment 275
15 Konduktometrie 283
15.1 Theoretische Grundlagen 284
15.2 Experiment 298
16 Elektronik 303
16.1 Theoretische Grundlagen 304
16.2 Experiment 318
16.3 Anhang: Beschreibung der Messgeräte 325
VI TRANSPORT- UND GRENZFLÄCHENPHÄNOMENE 329
17 Viskosimetrie 331
17.1 Theoretische Grundlagen 332
17.2 Experiment 347
18 Oberflächenspannung 357
18.1 Theoretische Grundlagen 358
18.2 Experiment 371
19 Schallgeschwindigkeit 379
19.1 Theoretische Grundlagen 380
19.2 Experiment 392
ANHANG 403
A Auswertung von Messdaten 405
A.1 Verzeichnis statistischer Begriffe und Symbole 406
A.2 Allgemeines 407
A.3 Beobachtungsfehler 407
A.4 Stochastische Variablen. Verteilung 408
A.5 Parameter-Schätzwerte (Statistiken) 410
A.6 Statistische Parameter der Grundgesamtheit 411
A.7 Stichprobe und Schätzwerte 419
A.8 Resultatangabe 420
A.9 Fehlerfortpflanzung und Unsicherheitsabschätzung 427
A.10 Ausgleichsrechnung 429
B Graphische Darstellung von Messdaten 443
B.1 Graphische Darstellung von Messdaten 444
C Praktikumsprotokolle 449
C.1 Praktikumsprotokolle 450
D Verschiedene Tabellen 455
D.1 SI-Einheiten und Dezimalpräfixe 456
D.2 Energie- und Druckeinheiten 457
D.3 Griechisches Alphabet 457
D.4 Konzentrationsmasse 458
D.5 Physikalische Konstanten 460
D.6 Periodisches System der Elemente 461
D.7 Eigenschaften von Lösungsmitteln 462
Dieses Buch bietet eine praktische Einführung in die Experimentiertechnik der physikalischen Chemie. In 19 eigenständigen Kapiteln, die den Themenbereichen Gleichgewichtsthermodynamik, Kinetik, Thermochemie, optische Spektroskopie, Elektronik sowie Transport- und Grenzflächenphänomenen gewidmet sind, werden die theoretischen
Basiskenntnisse vermittelt. Dabei wird ein generelles Verständnis des Vorlesungsstoffs in Thermodynamik und Kinetik vorausgesetzt. Repräsentative Versuche zur Messung physikalisch-chemischer Grössen werden eingehend besprochen und mit Resultaten aus dem Praktikumslabor illustriert. Die Auswertung der Messdaten wird detailliert geschildert, wobei ein spezieller Anhang in die Grundlagen der Statistik einführt. Ausführliche Angaben in jedem Kapitel verweisen auf weiterführende Literatur sowie auf Tabellenwerke. Das Praktikumsbuch richtet sich an Dozierende und Studierende naturwissenschaftlicher Disziplinen mit physikalischer Chemie im Grund- oder Fachstudium.
Inhaltsverzeichnis:
I CHEMISCHE GLEICHGEWICHTE 1
1 Dampfdruck 3
1.1 Theoretische Grundlagen 4
1.2 Experiment 12
2 Siedediagramm 17
2.1 Theoretische Grundlagen 18
2.2 Experiment 28
3 Henry-Gesetz 35
3.1 Theoretische Grundlagen 36
3.2 Experiment 47
4 Schmelzdiagramm 53
4.1 Theoretische Grundlagen 54
4.2 Experiment 68
5 Kryoskopie 75
5.1 Theoretische Grundlagen 76
5.2 Experiment 81
6 Verteilung 95
6.1 Theoretische Grundlagen 96
6.2 Experiment 103
II KINETIK 109
7 Kinetik 111
7.1 Theoretische Grundlagen 112
7.2 Experiment 122
8 Blitzlicht-Photolyse 133
8.1 Theoretische Grundlagen 134
8.2 Experiment 146
III THERMOCHEMIE 153
9 Verbrennungswärme 155
9.1 Theoretische Grundlagen 156
9.2 Experiment 162
10 Kalorimetrie 173
10.1 Theoretische Grundlagen 174
10.2 Experiment 179
IV SPEKTROSKOPIE 189
11 Spektrophotometrie 191
11.1 Theoretische Grundlagen 192
11.2 Experiment 206
12 Lumineszenz 215
12.1 Theoretische Grundlagen 216
12.2 Experiment 231
V ELEKTROCHEMIE UND ELEKTRONIK 239
13 Elektromotorische Kraft 241
13.1 Theoretische Grundlagen 242
13.2 Experiment 257
14 Saure/Base-Gleichgewichte 263
14.1 Theoretische Grundlagen 264
14.2 Experiment 275
15 Konduktometrie 283
15.1 Theoretische Grundlagen 284
15.2 Experiment 298
16 Elektronik 303
16.1 Theoretische Grundlagen 304
16.2 Experiment 318
16.3 Anhang: Beschreibung der Messgeräte 325
VI TRANSPORT- UND GRENZFLÄCHENPHÄNOMENE 329
17 Viskosimetrie 331
17.1 Theoretische Grundlagen 332
17.2 Experiment 347
18 Oberflächenspannung 357
18.1 Theoretische Grundlagen 358
18.2 Experiment 371
19 Schallgeschwindigkeit 379
19.1 Theoretische Grundlagen 380
19.2 Experiment 392
ANHANG 403
A Auswertung von Messdaten 405
A.1 Verzeichnis statistischer Begriffe und Symbole 406
A.2 Allgemeines 407
A.3 Beobachtungsfehler 407
A.4 Stochastische Variablen. Verteilung 408
A.5 Parameter-Schätzwerte (Statistiken) 410
A.6 Statistische Parameter der Grundgesamtheit 411
A.7 Stichprobe und Schätzwerte 419
A.8 Resultatangabe 420
A.9 Fehlerfortpflanzung und Unsicherheitsabschätzung 427
A.10 Ausgleichsrechnung 429
B Graphische Darstellung von Messdaten 443
B.1 Graphische Darstellung von Messdaten 444
C Praktikumsprotokolle 449
C.1 Praktikumsprotokolle 450
D Verschiedene Tabellen 455
D.1 SI-Einheiten und Dezimalpräfixe 456
D.2 Energie- und Druckeinheiten 457
D.3 Griechisches Alphabet 457
D.4 Konzentrationsmasse 458
D.5 Physikalische Konstanten 460
D.6 Periodisches System der Elemente 461
D.7 Eigenschaften von Lösungsmitteln 462