Chemie für Ingenieure

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 chemischerReaktionen.- 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 hochtemperaturbeständigeThermoplaste.- 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.