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Hast Du dir mal überlegt warum eine Thermoskanne den Tee oder Kaffee wirklich für mehrere Stunden warm hält? Oder wie der Akku in deinem Handy funktioniert? Oder sogar wie ein Handwärmer fast wie auf Knopfdruck Hitze generiert und somit deine Finger im Winter vor der Kälte bewahrt? All diese Dinge basieren auf Prinzipien der Physikalischen Chemie und werden dir in diesem Artikel erklärt. Wie der Name schon vermuten lässt, ist die Physikalische Chemie nichts anderes als der Schnittbereich zwischen der Physik und der Chemie. Man kann auch sagen sie befasst sich mit physikalischen Phänomenen und beschreibt die Chemie die dahinter steckt.
Zu der Physikalischen Chemie gehören unterschiedliche Themenbereiche. Dazu gehören hauptsächlich Themen wie Thermodynamik, Elektrochemie, Kinetik und zum Beispiel auch Quantenmechanik. Allein die Namen dieser Themen können schon manchmal Angst und Schrecken verbreiten, allerdings sind sie alle sehr interessant und auch ganz gut zu verstehen. Mach dir von daher keine Sorgen, wenn Ihr diese Sachen in der Schule behandelt. Weitere Themen der Physikalischen Chemie sind die Spektroskopie, Mischungen und Grenzflächen, und das chemische Gleichgewicht.
Wärmelehre
Beispiel mit der Thermoskanne
Evtl anderes Beispiel
Hauptsätze der Thermodynamik (in Kurzfassung)
Link zu einer Erklärung der Thermodynamik
H4 Überschrift Prinzip von Le Chatelier
Strom (Elektronenfluss)
Freigabe von elektrischer Energie durch galvanische Zellen (Link zum Thema Galvanische Zelle)
Elektroylse als Umkehrprozess der Energiefreigabe (Aufladen des Handy-Akkus)
Standardwasserstoffelektrode (Nur soweit dass daran die Elektrochemische Spannungsreihe verstanden werden kann)
Faktoren die die Geschwindigkeit einer chemischen Reaktion beeinflussen
Temperatur
Konzentration
Surface Area (Grenzfläche?)
Katalysatoren
Spontane Reaktionen
Beispiel mit Handwärmer erläutern
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Gleichgewichtskonstante K
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Kommen wir nun zur physikalischen Chemie. Dieses Teilgebiet der Chemie beschränkt sich nicht auf bestimmte Molekülarten, sondern untersucht im Prinzip alle chemischen Phänomene. Auch Froschende dieses Teilbereichs geht es in erster Linie darum, die Eigenschaften und die Umwandlungen von Stoffen zu verstehen. Der Unterschied ist allerdings die Vorgehensweise. Während es in der anorganischen und der organischen Chemie meist darum geht, möglichst effizient bestimmte Moleküle herzustellen, hat die physikalische Chemie einen anderen Anspruch.
Die physikalische Chemie versucht mithilfe von physikalischen Methoden chemische Prozesse noch besser zu verstehen, wovon wiederum sowohl die anorganische als auch die organische Chemie profitieren. Ohne physikalische Methoden wie der Spektroskopie wäre es zum Beispiel nicht möglich, hergestellte Moleküle auf ihre genaue Struktur hin zu untersuchen.
Die Spektroskopie umfasst unterschiedliche physikalische Methoden zur Strukturaufklärung von Molekülen. Meistens wird zur Untersuchung der Moleküle elektromagnetische Strahlung genutzt. Wenn Dich das Thema interessiert, schau Dir doch gern mal die Erklärung zur Strukturaufklärung aus der analytischen Chemie an.
Physikalische Trennverfahren sind Verfahren zur Trennung von Stoffen, die auf ihren unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften basieren. Physikalische Eigenschaften nach denen getrennt wird sind:
Die Physik und die Chemie sind eng verwandte Bereiche der Naturwissenschaft. Dabei befasst sich die Chemie mit dem Aufbau, den Eigenschaften und der Umwandlung chemischer Stoffe. Die Physik hingegen befasst sich mit Materie und Energie, sowie deren Wechselwirkungen. Die physikalische Chemie vereint hierbei beide Welten aus chemischer Sicht. Es werden also die Wechselwirkungen von und in chemischen Stoffen anhand physikalischer Modelle beschrieben und untersucht.
Die Chemie ist kein Teil der Physik. Auch wenn beide Bereiche in der physikalischen Chemie und der chemischen Physik überlappen, sind dies getrennte Bereiche der Naturwissenschaften. Dabei befasst sich die Chemie mit dem Aufbau, den Eigenschaften und der Umwandlung chemischer Stoffe. Die Physik hingegen befasst sich mit Materie und Energie, sowie deren Wechselwirkungen.
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