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Redoxreaktion

Reaktion, bei der Elektronen von einem Teilchen auf ein anderes übergehen. Oxidation und Reduktion laufen immer gekoppelt ab; die Elektronenabgabe und die Elektronenaufnahme lassen sich getrennt als Teilgleichungen formulieren.

Related: Oxidationszahl, Elektrodenpotential
Oxidationszahl

Formale Ladungszahl eines Atoms, die man durch gedankliche Zuordnung aller Bindungselektronen zum elektronegativeren Partner erhält. Sie erlaubt es, Redoxvorgänge rechnerisch zu erkennen und Teilgleichungen auszugleichen.

Related: Redoxreaktion, Teilgleichung
Teilgleichung

Gleichung, die nur die Oxidation oder nur die Reduktion eines Redoxsystems beschreibt. Beide Teilgleichungen werden elektronenausgeglichen addiert, um die Gesamtgleichung zu erhalten.

Related: Redoxreaktion, Oxidationszahl
Elektrodenpotential

Spannung einer Halbzelle gegen die Standard-Wasserstoffelektrode unter Standardbedingungen. Sie ist ein Maß für die Bereitschaft eines Redoxpaares, Elektronen aufzunehmen, und erlaubt Vorhersagen zur Reaktionsrichtung.

Related: Redoxreaktion, Nernst-Gleichung
Nernst-Gleichung

Zusammenhang zwischen Elektrodenpotential und Konzentrationen der beteiligten Teilchen. Sie erklärt, wie sich das Potential einer Halbzelle ändert, wenn die Aktivitäten vom Standardzustand abweichen.

Related: Elektrodenpotential, Konzentrationszelle
Konzentrationszelle

Galvanische Zelle, deren beide Halbzellen dasselbe Redoxpaar enthalten, aber unterschiedliche Konzentrationen aufweisen. Die messbare Spannung entsteht allein aus dem Konzentrationsgefälle.

Related: Nernst-Gleichung, Elektrodenpotential
Säure-Base-Konzept nach Brønsted

Säuren sind Teilchen, die Protonen abgeben, Basen solche, die Protonen aufnehmen. Aus einer Säure entsteht durch Abgabe eines Protons die korrespondierende Base, aus einer Base die korrespondierende Säure.

Related: pH-Wert, Ampholyt
Ampholyt

Teilchen, das je nach Reaktionspartner sowohl als Brønsted-Säure als auch als Brønsted-Base wirken kann. Beispiele sind Wasser, Hydrogencarbonat und Aminosäuren in wässriger Lösung.

Related: Säure-Base-Konzept nach Brønsted, pH-Wert
pH-Wert

Negativer dekadischer Logarithmus der Wasserstoffionen-Aktivität. Er beschreibt die Azidität einer Lösung und lässt sich bei bekannten Konzentrationen und pKs-Werten berechnen oder abschätzen.

Related: Säure-Base-Konzept nach Brønsted, Pufferlösung
Pufferlösung

Lösung aus einer schwachen Säure und ihrer korrespondierenden Base, deren pH-Wert sich bei Zugabe mäßiger Säure- oder Basenmengen kaum ändert. Der pH-Wert liegt nahe am pKs-Wert des Puffersystems.

Related: pH-Wert, Säure-Base-Konzept nach Brønsted
Titration

Maßanalytisches Verfahren, bei dem eine Lösung bekannter Konzentration bis zum Äquivalenzpunkt zugegeben wird. Aus dem Verbrauch lässt sich die Stoffmenge der zu bestimmenden Substanz berechnen.

Related: Äquivalenzpunkt, pH-Wert
Äquivalenzpunkt

Punkt einer Titration, an dem die zugegebene Stoffmenge der umgesetzten Stoffmenge stöchiometrisch entspricht. Er wird über Indikatorfarbe oder Leitfähigkeit beziehungsweise Potentialverlauf erkannt.

Related: Titration, Indikator
Indikator

Farbstoff, dessen Protonierungszustand und damit dessen Farbe sich in einem bestimmten pH-Bereich ändert. Der Umschlagbereich muss zum Äquivalenzpunkt der jeweiligen Titration passen.

Related: Titration, Äquivalenzpunkt
Massenwirkungsgesetz

Gleichgewichtsbedingung, nach der das Produkt der Konzentrationen der Produkte geteilt durch das der Edukte bei konstanter Temperatur einen konstanten Wert ergibt. Die Gleichgewichtskonstante quantifiziert die Lage des Gleichgewichts.

Related: Prinzip von Le Chatelier, Gleichgewichtskonstante
Prinzip von Le Chatelier

Ein System im Gleichgewicht weicht einer Störung so aus, dass die Störung abgeschwächt wird. Das erklärt Verschiebungen durch Konzentrations-, Druck- oder Temperaturänderungen, nicht aber deren Geschwindigkeit.

Related: Massenwirkungsgesetz, Gleichgewichtskonstante
Gleichgewichtskonstante

Quotient der Gleichgewichtskonzentrationen von Produkten und Edukten, jeweils potenziert mit den stöchiometrischen Koeffizienten. Ihr Zahlenwert hängt von der Temperatur ab und beschreibt die Lage des Gleichgewichts.

Related: Massenwirkungsgesetz, Prinzip von Le Chatelier
Reaktionsgeschwindigkeit

Änderung der Stoffmengenkonzentration eines Reaktanden pro Zeit. Sie hängt unter anderem von Konzentration, Temperatur, Katalysator und Zerteilungsgrad ab und wird experimentell über die zeitliche Abnahme eines Edukts bestimmt.

Related: Aktivierungsenergie, Katalysator
Aktivierungsenergie

Mindestenergie, die Teilchen beim Zusammenstoß aufbringen müssen, damit eine Reaktion abläuft. Eine höhere Temperatur erhöht den Anteil der Teilchen mit ausreichender Energie und beschleunigt die Reaktion.

Related: Reaktionsgeschwindigkeit, Katalysator
Katalysator

Stoff, der die Aktivierungsenergie eines Reaktionswegs senkt und dadurch die Reaktionsgeschwindigkeit erhöht, ohne im Gesamtumsatz verbraucht zu werden. Er verschiebt die Gleichgewichtslage nicht.

Related: Aktivierungsenergie, Reaktionsgeschwindigkeit
Enthalpie

Wärmemenge, die ein System bei konstantem Druck mit der Umgebung austauscht. Die Reaktionsenthalpie ergibt sich aus den Bildungsenthalpien der Produkte und Edukte und kennzeichnet exotherme oder endotherme Vorgänge.

Related: Satz von Hess, Entropie
Satz von Hess

Die Reaktionsenthalpie hängt nur vom Anfangs- und Endzustand ab, nicht vom Weg der Umsetzung. Dadurch lassen sich schwer messbare Enthalpien aus bekannten Teilreaktionen berechnen.

Related: Enthalpie, Entropie
Entropie

Maß für die Zahl der möglichen Mikrozustände eines Systems und damit für dessen Unordnung. Zusammen mit der Enthalpie entscheidet sie über die Triebkraft einer Reaktion.

Related: Gibbs-Energie, Enthalpie
Gibbs-Energie

Freie Enthalpie als Differenz aus Enthalpie- und Entropieterm. Ein negativer Wert zeigt an, dass ein Prozess unter den gegebenen Bedingungen freiwillig abläuft.

Related: Entropie, Enthalpie
Reaktionsmechanismus

Abfolge von Elementarschritten, über die aus Edukten Produkte entstehen. Er beschreibt, welche Bindungen wann gebrochen und gebildet werden und welche Zwischenstufen auftreten.

Related: Nukleophile Substitution, Übergangszustand
Nukleophile Substitution

Reaktion, bei der ein Nukleophil ein Atom oder eine Atomgruppe mit Elektronenpaar verdrängt. Man unterscheidet einen einstufigen und einen zweistufigen Verlauf mit unterschiedlicher Stereochemie.

Related: Reaktionsmechanismus, Übergangszustand
Übergangszustand

Energiereichster Punkt auf dem Reaktionsweg zwischen Edukten und Produkten, in dem Bindungen teilweise gelöst und teilweise geknüpft sind. Er ist nicht isolierbar und liegt am Maximum der Energiebarriere.

Related: Aktivierungsenergie, Reaktionsmechanismus
Chiralität

Eigenschaft eines Moleküls, das mit seinem Spiegelbild nicht zur Deckung gebracht werden kann. Ursache ist häufig ein Kohlenstoffatom mit vier unterschiedlichen Substituenten.

Related: Enantiomer, Nukleophile Substitution
Enantiomer

Eine von zwei spiegelbildlichen Formen eines chiralen Moleküls. Beide Formen haben identische physikalische Eigenschaften, unterscheiden sich aber in der Wechselwirkung mit chiralen Partnern und in der optischen Aktivität.

Related: Chiralität
Elektrophile Addition

Anlagerung eines Elektrophils an eine Doppelbindung, wobei ein Carbokation als Zwischenstufe entsteht. Die Regel von Markownikow erklärt, welches Produkt überwiegend gebildet wird.

Related: Reaktionsmechanismus, Übergangszustand
Polymerisation

Verknüpfung vieler Monomere zu einer Makromolekülkette. Bei der radikalischen Polymerisation entstehen Ketten unterschiedlicher Länge, was die Molmassenverteilung erklärt.

Related: Reaktionsmechanismus, Elektrophile Addition
Nachweisreaktion

Spezifische Reaktion, die das Vorhandensein eines Ions oder Stoffes durch Farbe, Niederschlag oder Gasentwicklung anzeigt. Ein Nachweis muss empfindlich und möglichst selektiv sein.

Related: Fällungsreaktion, Titration
Fällungsreaktion

Reaktion, bei der schwer lösliche Ionenverbindungen aus einer Lösung ausfallen. Das Löslichkeitsprodukt beschreibt, ab welcher Ionenkonzentration ein Niederschlag entsteht.

Related: Nachweisreaktion, Massenwirkungsgesetz
Löslichkeitsprodukt

Gleichgewichtskonstante für das Lösen eines schwer löslichen Salzes. Sie erlaubt Vorhersagen, ob beim Mischen zweier Lösungen ein Niederschlag ausfällt.

Related: Fällungsreaktion, Gleichgewichtskonstante
Hypothese

Vorläufige, prüfbare Erklärung eines beobachteten Sachverhalts. Eine gute Hypothese ist so formuliert, dass sich aus ihr experimentell überprüfbare Vorhersagen ableiten lassen.

Related: Variablenkontrolle, Messreihe
Variablenkontrolle

Vorgehen, bei dem in einem Experiment nur eine unabhängige Variable verändert und alle übrigen Bedingungen konstant gehalten werden. So lässt sich eine Ursache-Wirkungs-Beziehung absichern.

Related: Hypothese, Messreihe
Messreihe

Mehrfache Messung unter systematisch veränderten Bedingungen zur Prüfung eines Zusammenhangs. Aus ihr werden Mittelwerte, Streuungen und gegebenenfalls Ausgleichskurven abgeleitet.

Related: Variablenkontrolle, Messunsicherheit
Messunsicherheit

Angabe darüber, wie stark ein Messwert vom wahren Wert abweichen kann. Sie umfasst systematische Abweichungen durch Geräte oder Verfahren und zufällige Streuungen.

Related: Messreihe, Signifikante Stellen
Signifikante Stellen

Anzahl der aussagekräftigen Ziffern eines Messwerts oder Ergebnisses. Sie richtet sich nach der Genauigkeit der Eingangsdaten und bestimmt, wie viele Stellen beim Runden sinnvoll sind.

Related: Messunsicherheit
Modell

Vereinfachte gedankliche oder gegenständliche Darstellung eines realen Systems, die bestimmte Aspekte betont und andere vernachlässigt. Modelle sind zweckgebunden und müssen auf ihre Grenzen geprüft werden.

Related: Hypothese, Struktur-Eigenschafts-Beziehung
Struktur-Eigenschafts-Beziehung

Zusammenhang zwischen dem räumlichen Aufbau eines Stoffes und seinen physikalischen oder chemischen Eigenschaften. Sie erklärt etwa Siedepunkte über zwischenmolekulare Kräfte und Löslichkeiten über Polarität.

Related: Modell, Chiralität
Bewertung

Begründetes Abwägen von Chancen und Risiken eines chemischen Sachverhalts anhand fachlicher Kriterien und gesellschaftlicher Maßstäbe. Eine Bewertung nennt Kriterien, gewichtet sie und macht ihre Voraussetzungen transparent.

Related: Argumentation, Nachhaltigkeit
Argumentation

Schlüssige Verknüpfung von Aussagen zu einer begründeten Position, bestehend aus Behauptung, Daten und Begründung. Im Fach muss sie fachliche Belege von Werturteilen klar trennen.

Related: Bewertung, Fachsprache
Fachsprache

Gesamtheit der verbindlichen Fachbegriffe, Symbole und Formelschreibweisen der Chemie. Ihre korrekte Verwendung macht Aussagen eindeutig und ist Teil der Bewertung von Darstellungen.

Related: Argumentation, Bewertung
Nachhaltigkeit

Nutzung von Ressourcen, bei der die Bedürfnisse der Gegenwart erfüllt werden, ohne die Möglichkeiten künftiger Generationen zu beeinträchtigen. In der Chemie dient sie als Kriterium für Stoffkreisläufe und Prozessgestaltung.

Related: Bewertung, Struktur-Eigenschafts-Beziehung