Chemie für Ingenieure

Abstract

Dieses Lehrbuch versucht, allen ingenieurwissenschaftlichen Fachrichtungen gerecht zu werden. Die Themen Werkstoffkunde, Halbleiter, Wasserchemie, Elektrochemie, Umweltschutz und Energie sind u.a. inhaltliche Schwerpunkte. Die wichtigen Industrieprodukte und -bereiche Schwefelsäure, Luftflüssigung, Ethylen und Erdöl, Kalk, Ammoniak, Natronlauge und Chlor sind als Beispiele chemisch-technischer Prozesse mit einbezogen. Übungen mit Lösungen dienen der Vertiefung des Lehrstoffs. 1 Nomenklatur; Normung; Literatur -- 2 Atombau und Elementarteilchen -- 2.1 Elemente, Elementarteilchen, Atome -- 2.2 Das Bohrsche Atommodell -- 2.3 Reinelemente und Isotope -- 2.4 Radioaktivität -- 2.5 Das wellenmechanische Atommodell. -- 2.6 Das Aufbau-Prinzip des Periodensystems -- 2.7 Die Basisgröße 'Stoffmenge' -- 2.8 Rückblick in Fragen (I) -- 3 Chemische Bindung, Teil 1 -- 3.1 Die Sonderstellung der Edelgase -- 3.2 Die Atombindung einfacher Moleküle (kovalente Bindung) -- 3.3 Die Ionenbindung -- 3.4 Koordinationsverbindungen oder Komplexe -- 3.5 Rückblick in Fragen (II) -- 4 Der feste Zustand -- Chemische Bindung, Teil 2 -- 4.1 Grundlagen der Kristallografie -- 4.2 Einfache I onengitter -- 4.3 Beispiele für kubische Ionenstrukturen -- 4.4 Metallische Bindung und Metallstrukturen -- 4.5 Allgemeines zu Legierungen. -- 4.6 Ausgewählte Legierungen -- 4.7 Hartmetelle. -- 4.8 Diamant und Graphit -- 4.9 Bändermodell und Halbleiter. -- 4.10 Rückblick in Fragen (III) -- 5 Wasser und wäßrige Lösungen. -- 5.1 Eigenschaften des Wassers -- 5.2 Konzentrationsangaben. -- 5.3 Wasserhärte und Wasseraufbereitung. -- 5.4 Massenwirkungsgesetz und schwerlösliche Verbindungen -- 5.5 Säuren und Basen -- 5.6 Der pH-Wert -- 5.7 Rückblick in Fragen (IV) -- 6 Gewässer und Abwasser -- 6.1 Flißgewässer-Güteeinteilung -- 6.2 Güteeinteilung stehender Gewässer -- 6.3 Abwasserreinigung -- 7 Thermodynamik chemischer Reaktionen -- 7.1 Einleitung -- 7.2 Der Erste Hauptsatz der Thermodynamik -- 7.3 Bildungs- und Reaktionsenthalpien -- 7.4 Der Zweite Hauptsatz (Entropie) -- 7.5 Der Dritte Hauptsatz -- 7.6 Die Freie Enthalpie -- 7.7 Freie Enthalpie und Gleichgewichtskonstante -- 7.8 Rückblick in Fragen (V) -- 8 Kinetik chemischer Reaktionen -- 8.1 Definition der Reaktionsgeschwindigkeit -- 8.2 Zeitgesetze chemischer Reaktionen -- 8.3 Folgereaktionen, Parallelreaktionen -- 8.4 Die Temperaturabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit -- die Arrhenius-Gleichung -- 8.5 Katalyse -- 8.6 Kinetik heterogener Reaktionen -- 8.7 Rückblick in Fragen (VI) -- 9 Redoxreaktionen und Grundlagen der Elektrochemie -- 9.1 Formulieren von Redoxreaktionen in wäßriger Lösung -- 9.2 Disproportionierung und Komproportionierung -- 9.3 Redoxreaktionen ohne Wasser -- 9.4 Wasserstoffperoxid und Hydrazin -- 9.5 Elektrolyse -- 9.6 Die Spannungsreihe -- 9.7 Die Elektrolyse aus energetischer Sicht -- 9.8 Die elektrochemische pH-Messung -- 9.9 Rückblick in Fragen (VII) -- 10 Elektrochemische Stromerzeugung (Umkehrung der Elektrolyse) -- 10.1 Allgemeines -- 10.2 Die Zink-Braunstein-Zelle -- 10.3 Weitere Entwicklungen bei Primärzellen -- 10.4 Der Bleiakkumulator -- 10.5 Alkalische Akkumulatoren -- 10.6 Batterien, Umweltschutz und Recycling -- 10.7 Rückblick in Fragen (VIII) -- 11 Einblick in die organische Chemie -- 11.1 Historische Betrachtung -- 11.2 Gesättigte Kohlenwasserstoffe (Alkane, Paraffine) -- 11.3 Halogenierte Alkane -- 11.4 Ungesättigte Kohlenwasserstoffe -- 11.5 Benzol und der aromatische Charakter -- 11.6 Motorkraftstoffe -- 11.7 Feuergefährliche Flüssigkeiten und Flammpunkt -- 11.8 Verbindungsklassen dei organischen Chemie -- 11.9 Kohlenhydrate -- 11.10 Rückblick in Fragen (IX) -- 12 Industrielle organische Chemie -- 12.1 Rohstoffe und deren Verarbeitung -- 12.2 Alkene (Olefine) -- 12.3 Acetylen -- 12.4 BTX-Aromaten -- 12.5 Methanol -- 12.6 Wichtige Endprodukte der organisch-chemischen Industrie -- 12.7 Rückblick in Fragen (X) -- 13 Einblick in die Polymerchemie -- 13.1 Allgemeines -- 13.2 Die Kondensationspolymerisation als Aufbaureaktion für Makromoleküle -- 13.3 Additionspolymerisation -- 13.4 Moderne hochtemperaturbeständige Thermoplaste -- 13.5 Kautschuk -- 13.6 Kunststoff-Recycling -- 13.7 Kunststoff-Diagnose -- 13.8 Rückblick in Fragen (XI) -- 14 Luftverunreinigende Stoffe und Luftreinhaltung -- 14.1 Die wichtigsten luftverunreinigenden Stoffe -- 14.2 Technik der Luftreinhaltung -- 14.3 Die Abgasreinigung von Otto-Motoren -- 14.4 Rückblick in Fragen (XII) -- 15 Industrielle anorganische Chemie -- 15.1 Allgemeines -- 15.2 Schwefelsäure -- 15.3 Luftverflüssigung und Luftzerlegung -- 15.4 Ammoniak -- 15.5 Die Chloralkali-Elektrolyse -- 15.6 Gläser -- 15.7 Herstellung von Halbleitern -- 15.8 Eisen und Stahl -- 15.9 Aluminium -- 15.10 Rückblick in Fragen (XIII) -- 16 Analytische Chemie -- 16.1 Analytik organischer Substanzen -- 16.2 Analytik anorganischer Substanzen -- 17 Lösung der Übungsaufgaben -- 18 Literatur -- 19 Sachwortverzeichnis -- 20 Periodensystem der Elemente.