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Der Reaktionsmechanismus beschreibt den detaillierten Verlauf einer chemischen Reaktion in allen Teilschritten. Die Aufklärung des Reaktionsmechanismus umfasst die Analyse aller Elementarreaktionen, der Übergangszustände und der gebildeten Zwischenprodukte.

Schwefel bildet als Element der VI. Hauptgruppe (Chalcogene) mehrere, ineinander überführbare Modifikationen, die oft aus S₈-Ringen (Cyclooctaschwefel) aufgebaut sind. Schwefel ist bei höheren Temperaturen reaktiv und bildet Verbindungen in den Oxidationsstufen -II, +IV und +VI. Aus zahlreichen sulfidischen (z. B. Zinksulfid, Bleisulfid) und sulfatischen (z. B. Calciumsulfat) Lagerstätten oder aus -haltigen Abgasen kann Schwefel gewonnen werden, der dann überwiegend in Schwefelsäure überführt wird.

Am absoluten Nullpunkt der Temperaturskala kommt jegliche thermische Bewegung zur Ruhe. An diesem Punkt ordnen sich theoretisch alle Teilchen in wohldefinierten Positionen zu einer regelmäßigen Struktur an, einem perfekten Kristall. Für einen solchen Kristall wird die Entopie, als „Maß der Unordnung“ gleich Null gesetzt.
Diese Erkenntnis ist im 3. Hauptsatz der Thermodynamik zusammengefasst. Er ermöglicht so die Bestimmung absoluter Entropien für jede Substanz. Außerdem besagt er, dass es praktisch unmöglich ist, experimentell den absoluten Nullpunkt der Temperatur zu erreichen.

* 26.06.1824 in Belfast (Irland)
† 17.12.1907 in Nethergall (Schottland)

Thomson war ein britischer Physiker, der sich mit Naturphilosophie und Physik befasste. Er begründete die klassische Thermodynamik und definierte den Begriff der absoluten Temperatur. Die KELVIN- Temperaturskala stammt von ihm. In der Chemie forschte er auf dem Gebiet der Galvanik und schuf einen Vorläufer des Atommodells von RUTHERFORD und BOHR.

Die Standardredoxpotenziale beschreiben die thermodynamischen Gegebenheiten einer Elektrolysereaktion. Wie alle chemischen Reaktionen haben aber auch elektrochemische Reaktionen eine Aktivierungsenergie und damit einen kinetischen Aspekt. Die Aktivierungsenergie macht sich im Auftreten einer sogenannten Überspannung bemerkbar, die über das Standardredoxpotenzial hinaus angelegt werden muss, damit die Elektrodenreaktion tatsächlich ablaufen kann.

* 30.08.1852 in Rotterdam,
† 01.03.1911 in Berlin

J. H. VAN'T HOFF war ein niederländischer Physiker und Chemiker. Er lehrte als Professor Chemie, Mineralogie und Geologie in Amsterdam. VAN'T HOFF war einer der Mitbegründer der physikalischen Chemie. Er begründete die Stereochemie. Am bekanntesten wurde VAN'T HOFF jedoch durch die Beschreibungen chemischer Gleichgewichte und die Entwicklung des Massenwirkungsgesetzes. Die bekannte RGT-Regel (Reaktionsgeschwindigkeits-Temperatur-Regel) stammt von ihm. Für die Entdeckung der Gesetze der Reaktionskinetik sowie des osmotischen Drucks in Lösungen erhielt VAN'T HOFF 1901 den Nobelpreis für Chemie. Er war damit der Erste, der den Nobelpreis für Chemie bekam.

* 18.02.1745 in Como
† 05.03.1827 in Como

Er war ein bedeutender italienischer Physiker, der als Gymnasiallehrer in Como und als Professor in Pavia tätig war. VOLTA erfand einen Vorläufer der Influenzmaschine und ein empfindliches Elektroskop. Am bedeutendsten ist aber seine Entdeckung elektrochemischer Strom- bzw. Spannungsquellen. Nach ihm ist die Einheit der Spannung benannt.

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Größen kann man danach unterscheiden, ob sie den Zustand eines Körpers oder Systems bzw. ob sie einen Vorgang oder Prozess kennzeichnen. Solche Größen, die den Zustand eines Körpers oder eines Systems kennzeichnen, bezeichnet man als Zustandsgrößen. Beispiele für Zustandsgrößen sind die Energie E eines Körpers, die Temperatur T in einem Raum oder der Druck p im Zylinder eines Verbrennungsmotors.

Solche Größen, die einen Vorgang oder einen Prozess kennzeichnen, nennt man Prozessgrößen. Beispiele für solche Prozessgrößen sind die Wärme Q oder die Arbeit W. Die Wärme beschreibt den Vorgang der Energieübertragung zwischen Körpern.

Ammoniak ist eine der wichtigsten Chemikalien in der chemischen Industrie und dient als Ausgangsstoff für viele Synthesen.

Das technische Verfahren zur Ammoniaksynthese wird nach seinen Entwicklern Haber-Bosch-Verfahren genannt. Hierbei werden Wasserstoff und Stickstoff mithilfe eines Katalysators bei hoher Temperatur und hohem Druck zu Ammoniak umgesetzt. Die ablaufende Reaktion stellt ein Musterbeispiel für eine Gleichgewichtsreaktion dar.

Eine grundlegende Eigenschaft chemischer Reaktionen ist ihre Umkehrbarkeit. Wird ein stöchiometrisches Gemisch aus Wasserstoff und Sauerstoff gezündet, so setzen sich die Ausgangsstoffe vollständig zu Wasser um.
Es ist aber auch möglich, durch Zufuhr elektrischer Arbeit Wasser wieder in die Elemente zu zerlegen. Chemisch lässt sich Wasser nur bei extrem hohen Temperaturen und niedrigen Drücken in die Elemente zerlegen. Viele andere Reaktionen sind jedoch auch unter normalen Bedingungen reversibel, d. h. die Hin- und die Rückreaktion laufen gleichzeitig und ungehemmt ab.

Ein wichtiges technisches Verfahrensprinzip nicht nur in der chemischen Industrie ist das Gegenstromprinzip. Dadurch, dass Stoffe im Gegenstrom aneinander vorbeigeführt werden, kann ein Energie- und gegebenenfalls auch ein Stoffaustausch erfolgen. Dieser Austausch ist im Gegenstrom wesentlich effektiver und damit kostengünstiger sowie umweltfreundlicher (Energieeinsparung) als im Gleichstrom.

Im chemischen Gleichgewicht laufen Hin- und Rückreaktion in einem geschlossenen System gleichzeitig mit derselben Geschwindigkeit ab. Obwohl die Konzentrationen der Edukte und der Produkte konstant sind, findet auf Teilchenebene ein Stoffumsatz statt, sodass man von einem dynamischen Gleichgewicht spricht.

Ein chemisches Gleichgewicht kann sich nur bei einer umkehrbaren chemischen Reaktion im geschlossenen thermodynamischen System einstellen. Es kann durch Änderungen der Reaktionsbedingungen Temperatur, Druck oder Konzentration der Reaktanten auf unterschiedliche Weise beeinflusst werden.

* 11.08.1836 in Christiania
† 14.01.1902 in Christiania (dem heutigen Oslo, Norwegen)

CATO MAXIMILIAN GULDBERG war ein norwegischer Mathematiker. Er entwickelte zusammen mit dem Chemiker PETER WAAGE zwischen 1864 und 1867 auf der Grundlage physikochemischer Untersuchungen von Gasen und Lösungen das Massenwirkungsgesetz. Dieses fundamentale chemische Gesetz blieb lange Zeit unbeachtet, bis es 1877 von OSTWALD bestätigt wurde. Der geniale, sehr zurückgezogen lebende Theoretiker leitete ebenfalls weitgehend unbeachtet bereits 1867 die ideale Gasgleichung ab.

Kalkstein (Calciumcarbonat) ist eine Ionenverbindung, die in verschiedenen Formen in der Natur vorkommt. Gebirgszüge, Korallenriffe und Tropfsteinhöhlen bestehen hauptsächlich aus Kalkstein, der durch eine Folge chemischer Reaktionen und erdgeschichtlicher Prozesse entstanden ist. Marmor und Kreide sind spezielle Formen des Calciumcarbonats.
Die Verwendung von Kalkstein ist sehr vielseitig. Es wird in der Bauindustrie, zur Rauchgasentschwefelung in Kraftwerken und als Düngemittel eingesetzt. Umgangssprachlich bezeichnet man Calciumcarbonat auch als Kalk, obwohl in der Bauindustrie auch andere chemische Verbindungen (Calciumoxid und Calciumhydroxid) ähnliche Namen tragen.

* 08.10.1850 in Paris
† 17.09.1936 in Miribelle-Echelles

HENRY LE CHATELIER war ein französischer Chemiker und Ingenieur. Berühmt wurde er durch seine Untersuchungen zum chemischen Gleichgewicht. Er formulierte die Bedingungen zur Einstellung eines chemischen Gleichgewichts und das Prinzip des kleinsten Zwangs. Dieses besagt, dass sich das chemische Gleichgewicht einem äußeren Zwang immer so entzieht, dass die Wirkungen des äußeren Zwangs verkleinert werden.
Obwohl das Prinzip von LE CHATELIER nur qualitative Schlussfolgerungen zur Lage des chemischen Gleichgewichts zulässt, ist es speziell für Gleichgewichtsreaktionen in der chemischen Industrie von herausragender wirtschaftlicher Bedeutung.

Die Löslichkeit von Stoffen ist eine wichtige Größe in der analytischen und in der technischen Chemie. Sie entspricht der Konzentration eines Stoffes in einer gesättigten Lösung, die keine weiteren Teilchen des Feststoffes mehr aufnehmen kann. Die Löslichkeit hängt von verschiedenen Faktoren ab, der Art des gelösten Stoffs, dem Lösungsmittel, der Temperatur und dem pH-Wert der Lösung und eventuellen Zusätzen. So kann die Löslichkeit durch Zugabe von Säuren oder Komplexbildnern beeinflusst werden. In beiden Fällen liegt neben dem Löslichkeitsgleichgewicht ein weiteres chemisches Gleichgewicht vor und man spricht von gekoppelten Gleichgewichten.

Bei reversiblen chemischen Reaktionssystemen stellt sich ein Gleichgewicht zwischen Hin- und Rückreaktion ein. Solche Reaktionen verlaufen nicht vollständig, d. h. die Konzentration der Ausgangsstoffe sinkt nicht auf null. In Abhängigkeit von den Reaktionsbedingungen (Druck, Temperatur) werden konstante Gleichgewichtskonzentrationen der an der Reaktion beteiligten Stoffe erreicht. Mit Hilfe des Massenwirkungsgesetzes können diese in Form der Gleichgewichtskonstanten berechnet werden.

Die Gleichgewichtskonstante ist eine thermodynamische Größe, die sich aus den energetischen Unterschieden zwischen Ausgangsstoffen und Reaktionsprodukten ergibt. Aus der thermodynamischen Ableitung der Gleichgewichtskonstanten K erhält man folgenden quantitativen Zusammenhang:

${\Delta }_R{G}^0=–R·T·\ln K\text{bzw}\text{.}K=e^{–\frac{{\Delta }_R{G}^0}{R·T}}$

Die Berechnung der Gleichgewichtskonstanten aus der freien Standardreaktionsenthalpie ist viel einfacher als die experimentelle Bestimmung aller Konzentrationen im chemischen Gleichgewicht.

Chemische Gleichgewichte lassen sich nicht nur durch Änderung der Konzentrationen, der Ausgangsstoffe oder Produkte beeinflussen, sondern auch durch äußere Einflüsse, wie z. B. Temperatur- und Druckveränderungen. Hier gilt stets das von LE CHATELIER und K. F. BRAUN formulierte Prinzip des kleinsten Zwangs. Dieses besagt, dass sich das chemische Gleichgewicht einem äußeren Zwang immer so entzieht, dass die Wirkungen der äußeren Veränderung verkleinert werden.

Chemische Reaktionen werden nach verschiedenen Gesichtspunkten unterteilt. Bei organischen Reaktionen werden fast immer Atombindungen gespalten und wieder neu geknüpft, sodass sich die Unterteilung von der Unterteilung anorganischer Reaktionen unterscheidet. In der Organik betrachtet man hauptsächlich die Änderung des Bindungszustandes der Kohlenstoffatome und unterscheidet danach zwischen Substitution, Addition und Eliminierung. Aber auch organische Redoxreaktionen spielen eine wichtige Rolle als Nachweisreaktionen und in der Synthesechemie.

* 29.06.1833 in Flekkefjord
† 13.01.1900 in Christiania

PETER WAAGE war ein norwegischer Chemiker. Er entwickelte zusammen mit dem Mathematiker CATO MAXIMILIAN GULDBERG zwischen 1864 und 1867 auf der Grundlage physikochemischer Untersuchungen von Gasen und Lösungen das Massenwirkungsgesetz. Dieses fundamentale chemische Gesetz blieb lange Zeit unbeachtet, bis es 1877 von OSTWALD bestätigt wurde.
WAAGE hat nichts mit dem gleichnamigen seit dem Altertum bekannten Messgerät zur Bestimmung der Masse zu tun.