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Chemie Advanced

Gymnasium / Matura- bzw. Abitur-Niveau.

15:20

Folge 2

Dampfdruck & Phasendiagramm – Advanced

Das lernst du

  • Anziehung gegen Bewegung – Temperatur in Kelvin, absoluter Nullpunkt
  • Heizkurve: Plateaus bei 0 und 100 °C · 1 g Wasser: 419 J erwärmen, 334 J schmelzen, 2257 J verdampfen · Schwitzen kühlt mit ≈ 330 W
  • Dampfdruck: 23 hPa bei 20 °C, 1013 hPa bei 100 °C – kochen heisst Dampfdruck = äusserer Druck · Berge, Everest, Schnellkochtopf, Ethanol
  • Luftfeuchtigkeit und Taupunkt: warum die Flasche aus dem Kühlschrank beschlägt
  • Phasendiagramm von Wasser: Tripelpunkt 0,01 °C / 6,1 hPa, kritischer Punkt 374 °C / 221 bar · der Schlittschuh-Mythos nachgerechnet
  • Phasendiagramm von CO₂: Tripelpunkt 5,2 bar – Trockeneis sublimiert · Feuerlöscher · überkritisches CO₂ entkoffeiniert Kaffee · Gefriertrocknung
  • kristallin oder amorph: Glas, Wachs, Schokolade (Form V, 34 °C) und die Reinheitsprüfung
  • Ausblick auf das Advanced-Projekt: Der Elektrolyt im Handy-Akku kocht schon bei ≈ 90 °C
  • die vier häufigsten Prüfungsfallen
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14:44

Folge 3

Löslichkeit & Trennverfahren – Advanced

Das lernst du

  • Löslichkeit in g pro 100 g Wasser: Zucker 204, Kochsalz 36, Natron 9,6 · gesättigt = Bodensatz
  • Löslichkeitskurven: Kaliumnitrat steil, Kochsalz flach · Umkristallisieren: 78,4 g Kristalle = 71 %
  • übersättigt: das Wärmekissen und der Kandiszucker
  • Gase: warme Cola wird schal, warme Seen haben weniger Sauerstoff, Taucherkrankheit
  • Gehaltsangaben: w, φ, β, ppm · 50 mL + 50 mL ≈ 96 mL · Essigessenz richtig verdünnen
  • gelöste Teilchen: Meerwasser gefriert bei −1,9 °C, Streusalz, das Nudelwasser-Märchen · Osmose und Umkehrosmose
  • Destillation genauer: fraktioniert in der Kolonne, Grenze ≈ 96 % (Azeotrop)
  • Extraktion: zweimal mit wenig schlägt einmal mit viel (89 % statt 80 %) · Chromatographie und Rf-Wert
  • Ausblick auf das Advanced-Projekt: Der Elektrolyt ist eine Lösung – Salzwasser leitet, destilliertes Wasser kaum
  • die vier häufigsten Prüfungsfallen
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16:03

Folge 4

Orbitalmodell & Elektronenkonfiguration – Advanced

Das lernst du

  • Modelle im Zeitraffer: Dalton, Thomson, Rutherford (1 von 8000 Teilchen prallt zurück), Bohr
  • Energieniveaus und Licht: E = h · f – die Natrium-Linie (589 nm) durchgerechnet: 3,37 · 10⁻¹⁹ J ≈ 2,1 eV
  • Linienspektren, Helium in der Sonne, Natriumdampflampen und Polarlichter
  • das Orbitalmodell: s kugelförmig, p hantelförmig, d und f – höchstens zwei Elektronen pro Orbital
  • die vier Quantenzahlen und die Kapazität 2n² (2, 8, 18, 32)
  • Aufbauprinzip und Hund in Kästchenschreibweise: Schwefel [Ne] 3s² 3p⁴, Eisen [Ar] 3d⁶ 4s²
  • die Konfiguration direkt aus dem Periodensystem ablesen (s-, p-, d-, f-Block)
  • Ausnahmen Cr und Cu, Fe²⁺/Fe³⁺ (4s geht zuerst) und Ionenladungen vorhersagen
  • die vier häufigsten Prüfungsfallen
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14:00

Folge 5

Periodische Trends & Elektronegativität – Advanced

Das lernst du

  • effektive Kernladung: Natrium grob +1, nach Slater ≈ +2,2 – warum alle Trends daraus folgen
  • Atom- und Ionenradien: Na 186 → Na⁺ 102 pm, Cl 99 → Cl⁻ 181 pm, isoelektronisch Mg²⁺ < Na⁺ < F⁻ < O²⁻
  • Ionisierungsenergie: Sprünge zeigen volle Schalen (Na 5,1 / 47,3 eV), Rätsel 6,0 / 18,8 / 28,4 / 120 eV → Aluminium
  • die Knicke bei Bor und Sauerstoff – und warum
  • Elektronenaffinität: Chlor gewinnt 3,6 eV, Fluorid im Zahnschmelz
  • Elektronegativität: F 4,0 · O 3,4 · Cl 3,2 … – NaCl ionisch, HCl polar, Cl₂ unpolar
  • Oxide: Na₂O basisch, SO₃ und CO₂ sauer, Al₂O₃ amphoter
  • Reaktivität vorhersagen: Kalium vor Natrium, Chlor verdrängt Iod (nur im Video!), Iod-Stärke-Nachweis
  • Zellen-Baustein 2: edel und unedel – Al 1,6 · Zn 1,7 · Cu 1,9
  • die vier häufigsten Prüfungsfallen
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14:46

Folge 6

Chemische Bindungen – Advanced

Das lernst du

  • Bindung als Kontinuum: KF 3,2 ionisch · HF 1,8 stark polar · C–H ≈ 0,35 praktisch unpolar – Teilladungen δ+ und δ−
  • Ionengitter: Coulomb-Kraft, Koordinationszahl 6, MgO (≈ 2850 °C) gegen NaCl (801 °C) – warum Salze spröde sind
  • σ- und π-Bindungen: C–C 154 pm, C=C 134 pm, C≡C 120 pm – und warum Luftstickstoff kaum reagiert
  • Lewis-Formeln Schritt für Schritt: CO₂, NH₄⁺, CO mit Formalladungen, HCN
  • EPA-Modell: linear 180°, trigonal-planar 120°, tetraedrisch 109,5°, NH₃ ≈ 107°, H₂O 104,5°
  • Dipolmoleküle: Wasser ja, CO₂ und CCl₄ nein – Wasserstrahl am Luftballon, Mikrowelle, Teflon
  • Metallbindung, Legierungen (Messing, Bronze, Stahl), Atomgitter und Graphit
  • Zellen-Baustein 3: zwei Arten von Strom – Elektronen im Draht, Ionen im Elektrolyten
  • die vier häufigsten Prüfungsfallen
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13:08

Folge 7

Zwischenmolekulare Kräfte – Advanced

Das lernst du

  • innen und zwischen: Kochen lässt die Moleküle ganz – O–H ist etwa 20-mal stärker als eine Wasserstoffbrücke
  • Van-der-Waals-Kräfte: Methan −162 °C bis Octan 126 °C · n-Pentan 36 °C gegen Neopentan 9,5 °C · Butan im Feuerzeug
  • Dipol-Dipol: Propan −42 °C gegen Dimethylether −24 °C
  • Wasserstoffbrücken: H₂S, H₂Se, H₂Te – und warum Wasser bei 100 statt ≈ −80 °C kocht · Ammoniak · Ethanol 78 °C
  • Löslichkeit: Methanol bis Propanol mischbar, Hexanol kaum · Tenside und Mizellen · Iod in Hexan
  • Salze lösen: Gitter aufbrechen gegen Hydratation – warm oder kalt (Kältepack)
  • Gecko, DNA, Föhnfrisur, Klebstoff und Frostschutzmittel
  • Zellen-Baustein 4: der Elektrolyt – hydratisierte Ionen tragen den Strom
  • die vier häufigsten Prüfungsfallen
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12:37

Folge 8

Mol, molare Masse & Konzentration – Advanced

Das lernst du

  • Zählen durch Wiegen: Münzrolle, Paar, Dutzend – und das Mol: 6,022 · 10²³ Teilchen
  • molare Masse: C 12, H₂O 18, CO₂ 44 g/mol · n = m/M · 3,06 · 10²¹ Atome in 1 g Gold
  • das Rätsel 7 : 4: Eisen und Schwefel reagieren 1 : 1 – 56 g zu 32 g
  • Gase: 22,4 L/mol bei 0 °C, ≈ 24 L/mol bei 20 °C · das Gas aus der Brausetablette
  • Konzentration: physiologische Kochsalzlösung 0,9 % = 0,154 mol/L · Mineralwasser in mg/L · ppm
  • ansetzen im Messkolben und verdünnen: 50 mL mit 2 mol/L → 400 mL mit 0,25 mol/L
  • Blutzucker: 5 mmol/L = 90 mg/dL
  • Zellen-Baustein 5: Elektrolyt mit 1 mol/L – 29,2 g Kochsalz auf 500 mL
  • die vier häufigsten Prüfungsfallen
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12:54

Folge 9

Stöchiometrie – Advanced

Das lernst du

  • Koeffizienten als Rezept: 2 mol : 1 mol : 2 mol – nicht 2 g : 1 g : 2 g · Raketentreibstoff 1 : 8
  • das Rechenschema mit Tabelle: 16 g Methan → 36 g Wasser
  • 1 L Benzin → 2,31 kg CO₂ · ≈ 140 g CO₂ pro Kilometer
  • Gase: ≈ 108 g Natriumazid für 60 L Airbag-Gas
  • der limitierende Reaktant: Sandwiches und 10 g Wasserstoff mit 64 g Sauerstoff
  • Ausbeute: Acetylsalicylsäure im Schullabor, 79 % · Reinheit von Kalkstein
  • Lösungen: Essig und Natron · Backpulver im Kuchen
  • Zellen-Baustein 6: Elektronen in Mol – eine LED verbraucht in 10 h ≈ 24 mg Zink
  • die vier häufigsten Prüfungsfallen
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12:47

Folge 10

Reaktionsenthalpie & Kinetik – Advanced

Das lernst du

  • ΔH: Vorzeichen, Energiediagramm, Methan −890 kJ/mol, kJ auf der Verpackung
  • Kalorimetrie: die Erdnuss unter der Getränkedose
  • Bindungsenthalpien: Methan ≈ −802 kJ/mol aus Tabellenwerten
  • Satz von Hess: C → CO mit −111 kJ/mol, ohne es zu messen
  • Entropie und ΔG: warum der Kältepack freiwillig kalt wird · Diamant ist metastabil
  • Reaktionsgeschwindigkeit und Stosstheorie
  • RGT-Regel: 10 K wärmer → 2- bis 4-mal schneller · Milch im Kühlschrank
  • Katalysator, Enzyme und Mehlstaub
  • Zellen-Baustein 7: dieselbe Reaktion als Wärme oder als Strom
  • die vier häufigsten Prüfungsfallen
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12:09

Folge 11

Chemisches Gleichgewicht – Advanced

Das lernst du

  • die Sprudelflasche als Gleichgewicht
  • hin und zurück: das Modell mit zwei Becken und zwei Bechern
  • dynamisches Gleichgewicht: v(hin) = v(rück)
  • Massenwirkungsgesetz: K aus Messwerten (N₂O₄ ⇌ 2 NO₂)
  • Veresterung mit der Tabelle: 67 % – mit Überschuss 90 %
  • Reaktionsquotient Q: in welche Richtung läuft die Mischung?
  • Le Chatelier: Konzentration, Druck, Temperatur – und warum ein Katalysator nichts verschiebt
  • Haber-Bosch: Dünger aus Luft als Kompromiss
  • Tropfsteinhöhle, Kohlenstoffmonoxid im Blut, CO₂ im Ozean
  • Zellen-Baustein 8: warum eine Batterie leer wird
  • die fünf häufigsten Prüfungsfallen
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12:33

Folge 12

Säure-Base & pH-Wert – Advanced

Das lernst du

  • warum dein Blut den pH so genau hält
  • Brønsted: Säure = Protonendonator, Base = Protonenakzeptor, korrespondierende Paare
  • Autoprotolyse: Kw = 10⁻¹⁴, pH + pOH = 14
  • starke Säuren und Basen: pH = −lg c₀ (HCl, NaOH)
  • schwache Säuren: pKs-Tabelle und pH von Speiseessig (≈ 2,4)
  • Titration: Wie viel Essigsäure steckt im Essig? (≈ 5 %)
  • Titrationskurven: Äquivalenzpunkt, Halbäquivalenzpunkt pH = pKs, Phenolphthalein
  • Puffer: Henderson-Hasselbalch – 4,76 → 4,67 statt 7 → 2
  • Blutpuffer CO₂/HCO₃⁻ (7,4) und Hyperventilieren
  • Ozean: pH 8,2 → 8,1 heisst 26 % mehr Oxonium-Ionen
  • Zellen-Baustein 9: die Zitronenbatterie – und was am Kupfer wirklich passiert
  • die vier häufigsten Prüfungsfallen
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14:37

Folge 13

Redox & Elektrochemie – Advanced

Das lernst du

  • 3,7 V, 0,9 V, 1,10 V – Spannungen vorhersagen
  • Oxidationszahlen: Mangan im Permanganat (+VII), Chrom im Dichromat (+VI)
  • Redoxgleichungen in vier Schritten: Permanganat und Eisen(II), Ladung +17 = +17
  • die galvanische Zelle: Anode, Kathode, Salzbrücke
  • Standardpotenziale: ΔE = E(Kathode) − E(Anode) = 1,10 V · ΔG = −212 kJ/mol
  • Nernst-Gleichung: 1,04 V statt 1,10 V · Konzentrationszelle · pH-Meter
  • Elektrolyse: Wasser, Aluminium (95 % Ersparnis durch Recycling) · Faraday: 0,59 g Kupfer
  • Alkali, Bleiakku, Lithium-Ionen: Wie viel Lithium wandert in einem Handy-Akku?
  • Korrosion: Lokalelement und Opferanoden
  • Zellen-Baustein 10: die Spannung unserer Zelle vorhersagen
  • die fünf häufigsten Prüfungsfallen
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12:38

Folge 14

Organische Chemie – Advanced

Das lernst du

  • Methan, Methanol, Methansäure: Die Endung entscheidet
  • Benennen: längste Kette, kleinste Nummern – 2-Methylbutan, 2,2-Dimethylpropan, But-2-en
  • Isomerie: Butan und 2-Methylpropan, cis/trans, Carvon (Minze oder Kümmel)
  • funktionelle Gruppen: -ol, -al, -on, -säure, Ester, Amine
  • Siedetemperaturen: Ethan −89 °C bis Essigsäure 118 °C – und warum
  • Substitution im Licht, Addition an Doppelbindungen, der Bromwasser-Test
  • Oxidationsreihe: Ethanol → Ethanal → Essigsäure (−I → +I → +III)
  • Ester: Ananas, Banane, Nagellackentferner – und Seife durch Verseifung
  • Polymerisation und Polykondensation: Polyethen und PET
  • Zellen-Baustein 11: Organik im Lithium-Ionen-Akku
  • die vier häufigsten Prüfungsfallen
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10:49

Folge 15

Elektrochemische Zelle bauen – Advanced

Das lernst du

  • drei Baupläne: Daniell (Schullabor), Volta-Säule und Aluminium-Luft-Zelle (zu Hause)
  • Vorhersage: 1,10 V – mit Nernst 1,07 V
  • Messen: Leerlaufspannung 0,85 V, unter Last 0,60 V → Innenwiderstand 100 Ω
  • vier Zellen in Reihe: 3,4 V, 4 mA, die LED leuchtet mit 7 mW
  • warum die Messung unter der Theorie liegt: Nernst, Überspannung, Innenwiderstand
  • optimieren: Fläche, Abstand, Essig, frische Elektroden
  • Faraday: 49 mg Zink für 10 Stunden LED
  • Sicherheit: Kupfersulfat nur im Schullabor, Lithium-Zellen nie öffnen
  • Rückblick: alle Zellen-Bausteine der Serie
  • die drei häufigsten Fallen beim Zellenbau
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