Chemie Rechner
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- Verbrennungsenthalpie
- Gibbs-Energie
- Gleichgewichtstemperatur
- Entropieänderung
- Gleichgewichtskonstante Kc
- Gleichgewichtskonstante Kp
- Kp-Kc-Beziehung
- Dissoziationsgrad
- Löslichkeitsprodukt
- Ideale Gasgleichung
- Partialdruck
- Molenbruch
- Molares Normvolumen (Avogadro)
- Van-der-Waals-Gleichung
- Reaktionsgeschwindigkeit (1. Ordnung)
- Arrhenius-Gleichung
- Aktivierungsenergie (Zwei-Punkt)
- Halbwertszeit (1. Ordnung)
- Halbwertszeit (2. Ordnung)
- RGT-Regel (Q₁₀-Regel)
- Zerfallsreihe (Tochternuklid)
- C-14-Altersbestimmung
- Masse-Energie-Äquivalenz
- Mittlere Atommasse
- Oxidationszahl (Summencheck)
- Ladung aus Stoffmenge (Faraday)
- Prozentuale Zusammensetzung
- Empirische Formel (Verhältnis)
Stoffmenge berechnen
Stoffmenge aus Masse und molarer Masse: n = m / M. Verbindet wägbare Masse mit der Teilchenmenge in Mol.
- n — Stoffmenge
- m — Masse
- M — Molare Masse
Molmasse aus Stoffmenge berechnen
Molare Masse aus Masse und Stoffmenge: M = m / n. Praktisch zur experimentellen Bestimmung der Molmasse einer Substanz.
- M — Molare Masse
- m — Masse
- n — Stoffmenge
Masse aus Stoffmenge berechnen
Masse aus Stoffmenge und molarer Masse: m = n · M. Damit lässt sich aus einer geplanten Stoffmenge die einzuwiegende Masse berechnen.
- m — Masse
- n — Stoffmenge
- M — Molare Masse
Teilchenanzahl berechnen
Teilchenanzahl aus Stoffmenge: N = n · Nₐ. Über die Avogadro-Konstante ergibt sich die Anzahl der Atome oder Moleküle.
- N — Teilchenanzahl
- n — Stoffmenge
Stoffmenge aus Teilchenanzahl berechnen
Stoffmenge aus der Teilchenanzahl: n = N / Nₐ. Umkehrung der Avogadro-Beziehung.
- n — Stoffmenge
- N — Teilchenanzahl
Molares Volumen berechnen
Molares Volumen eines Gases: Vm = V / n. Bei Normalbedingungen gilt Vm ≈ 22,414 L/mol für ideale Gase.
- Vm — Molares Volumen
- V — Volumen
- n — Stoffmenge
Ausbeute (prozentual) berechnen
Prozentuale Ausbeute einer Reaktion: η = (m_ist / m_soll) · 100. Vergleich zwischen tatsächlich erhaltener und theoretisch erwarteter Masse.
- eta — Ausbeute
- m_ist — Tatsächliche Masse
- m_soll — Theoretische Masse
Theoretische Ausbeute berechnen
Theoretische Ausbeute aus Stoffmenge und molarer Masse: m_soll = n · M. Maximale Produktmasse, die rechnerisch zu erwarten wäre.
- m_soll — Theoretische Masse
- n — Stoffmenge
- M — Molare Masse
Molare Konzentration berechnen
Die Stoffmengenkonzentration c = n / V gibt an, wie viel Mol eines gelösten Stoffes in einem Liter Lösung enthalten sind.
- c — Konzentration
- n — Stoffmenge
- V — Volumen
Massenkonzentration berechnen
Die Massenkonzentration β = m / V beschreibt, wie viel Gramm eines Stoffes in einem Liter Lösung gelöst sind.
- beta — Massenkonzentration
- m — Masse
- V — Volumen
Massenanteil berechnen
Der Massenanteil w = m_Stoff / m_Lösung ist dimensionslos und wird oft als Prozentangabe genutzt (z. B. 20 % Kochsalzlösung).
- w — Massenanteil
- m_stoff — Masse Stoff
- m_lösung — Masse Lösung
Volumenanteil berechnen
Der Volumenanteil φ = V_Stoff / V_Lösung beschreibt den Anteil eines Stoffes am Gesamtvolumen — typisch für Alkoholgehalt (Vol-%).
- phi — Volumenanteil
- V_stoff — Volumen Stoff
- V_lösung — Volumen Lösung
Verdünnung berechnen
Beim Verdünnen bleibt die Stoffmenge erhalten: c₁ · V₁ = c₂ · V₂. Damit lassen sich Ziel- oder Ausgangsgrößen direkt umstellen.
- c1 — Konzentration 1
- V1 — Volumen 1
- c2 — Konzentration 2
- V2 — Volumen 2
Mischungskreuz berechnen
Das Mischungskreuz löst (w₁ − w) / (w − w₂) = m₂ / m₁ und liefert Mischungsverhältnis oder Ziel-Massenanteil aus zwei Lösungen.
- m2 — Masse 2
- m1 — Masse 1
- w — Ziel-Massenanteil
Löslichkeit berechnen
Die Löslichkeit L = m_Stoff / m_Wasser · 100 gibt an, wie viel Gramm eines Stoffes sich in 100 g Wasser lösen lassen.
- L — Löslichkeit
- m_stoff — Masse Stoff
- m_wasser — Masse Wasser
pH-Wert berechnen
Der pH-Wert ist der negative dekadische Logarithmus der Oxoniumionen-Konzentration: pH = −log₁₀(c(H₃O⁺)). Gibt an, wie sauer oder basisch eine Lösung ist.
- pH — pH-Wert
- c_H3O — c(H₃O⁺)
Oxoniumionen-Konzentration berechnen
Umkehrung des pH-Wertes: c(H₃O⁺) = 10^(−pH). Aus dem pH-Wert ergibt sich direkt die Konzentration der Oxoniumionen.
- c_H3O — c(H₃O⁺)
- pH — pH-Wert
pOH-Wert berechnen
Der pOH-Wert ist der negative dekadische Logarithmus der Hydroxidionen-Konzentration: pOH = −log₁₀(c(OH⁻)). Maß für die Basizität einer Lösung.
- pOH — pOH-Wert
- c_OH — c(OH⁻)
pH-pOH-Beziehung berechnen
Bei 25 °C gilt in wässrigen Lösungen pH + pOH = 14. Damit lässt sich aus dem einen Wert direkt der andere berechnen.
- pOH — pOH-Wert
- pH — pH-Wert
Henderson-Hasselbalch-Gleichung berechnen
pH-Wert einer Pufferlösung: pH = pKs + log₁₀(c(A⁻) / c(HA)). Verknüpft Säurestärke und das Verhältnis von konjugierter Base zu Säure.
- pH — pH-Wert
- pKs — pKs-Wert
- c_A — c(A⁻)
- c_HA — c(HA)
Säurekonstante berechnen
Säuredissoziationskonstante: Ks = c(H₃O⁺) · c(A⁻) / c(HA). Beschreibt die Stärke einer Säure im chemischen Gleichgewicht.
- Ks — Säurekonstante
- c_H3O — c(H₃O⁺)
- c_A — c(A⁻)
- c_HA — c(HA)
Basenkonstante berechnen
Basendissoziationskonstante: Kb = c(OH⁻) · c(BH⁺) / c(B). Beschreibt die Stärke einer Base im chemischen Gleichgewicht.
- Kb — Basenkonstante
- c_OH — c(OH⁻)
- c_BH — c(BH⁺)
- c_B — c(B)
Neutralisationspunkt berechnen
Am Äquivalenzpunkt einer Titration gilt n(S) · z(S) = n(B) · z(B). Stoffmenge mal Wertigkeit der Säure entspricht Stoffmenge mal Wertigkeit der Base.
- n_S — Stoffmenge Säure
- z_S — Wertigkeit Säure
- n_B — Stoffmenge Base
- z_B — Wertigkeit Base
Nernst-Gleichung berechnen
Elektrodenpotential aus Standardpotential und Konzentrationsverhältnis: E = E₀ + (R · T) / (n · F) · ln(c_ox / c_red).
- E — Elektrodenpotential
- E0 — Standardpotential
- c_ox — c(Ox)
- c_red — c(Red)
Faraday-Gesetz (Masse) berechnen
Abgeschiedene Masse bei Elektrolyse: m = (M · I · t) / (z · F). Verknüpft Stromstärke, Zeit und Ladungszahl mit der erzeugten Masse.
- m — Masse
- M — Molare Masse
- I — Stromstärke
- t — Zeit
- z — Ladungszahl
Elektrische Ladung (Faraday) berechnen
Geflossene Ladung aus Stromstärke und Zeit: Q = I · t. Grundgleichung für jede Ladungsbilanz in Elektrolyse und Stromkreis.
- Q — Ladung
- I — Stromstärke
- t — Zeit
Zellspannung berechnen
Zellspannung einer galvanischen Zelle: E_zelle = E_kathode − E_anode. Positive Werte zeigen eine spontan ablaufende Redox-Reaktion an.
- E_zelle — Zellspannung
- E_kathode — Kathodenpotential
- E_anode — Anodenpotential
Abgeschiedene Stoffmenge berechnen
Stoffmenge bei Elektrolyse: n = (I · t) / (z · F). Liefert die abgeschiedenen Mole direkt aus Ladungsmenge und Ladungszahl.
- n — Stoffmenge
- I — Stromstärke
- t — Zeit
- z — Ladungszahl
Reaktionsenthalpie berechnen
Reaktionsenthalpie nach dem Satz von Hess: ΔH_r = ΔH_prod − ΔH_edukt. Differenz der Bildungsenthalpien von Produkten und Edukten.
- dH_r — Reaktionsenthalpie
- dH_prod — ΔH Produkte
- dH_edukt — ΔH Edukte
Standardbildungsenthalpie berechnen
Standardbildungsenthalpie aus Reaktions- und Eduktenthalpie: ΔH_f = ΔH_r + ΔH_edukt. Bezugsgröße thermodynamischer Tabellenwerke.
- dH_f — Bildungsenthalpie
- dH_r — Reaktionsenthalpie
- dH_edukt — ΔH Edukte
Verbrennungsenthalpie berechnen
Freigesetzte Wärmemenge bei Verbrennung aus Masse und spezifischem Heizwert: Q = m · H_v.
- Q — Wärmemenge
- m — Masse
- H_v — Heizwert
Gibbs-Energie berechnen
Freie Enthalpie einer Reaktion: ΔG = ΔH − T · ΔS. Vorzeichen entscheidet über Freiwilligkeit (ΔG < 0 → exergonisch).
- dG — Gibbs-Energie
- dH — Enthalpie
- T — Temperatur
- dS — Entropie
Gleichgewichtstemperatur berechnen
Temperatur, bei der ΔG = 0 gilt: T = ΔH / ΔS. Übergangstemperatur zwischen exergonischem und endergonischem Verhalten.
- T — Temperatur
- dH — Enthalpie
- dS — Entropie
Entropieänderung berechnen
Entropieänderung bei reversibler Wärmeübertragung: ΔS = Q / T. Verbindet Wärmemenge und absolute Temperatur.
- dS — Entropieänderung
- Q — Wärmemenge
- T — Temperatur
Gleichgewichtskonstante Kc berechnen
Konzentrations-Gleichgewichtskonstante: Kc = (c_prod1 · c_prod2) / (c_edukt1 · c_edukt2). Misst die Lage des Gleichgewichts über die Konzentrationen.
- Kc — Gleichgewichtskonstante Kc
- c_prod1 — c(Produkt 1)
- c_prod2 — c(Produkt 2)
- c_edukt1 — c(Edukt 1)
- c_edukt2 — c(Edukt 2)
Gleichgewichtskonstante Kp berechnen
Druck-Gleichgewichtskonstante: Kp = (p_prod1 · p_prod2) / (p_edukt1 · p_edukt2). Beschreibt das Gleichgewicht in Gasreaktionen über die Partialdrücke.
- Kp — Gleichgewichtskonstante Kp
- p_prod1 — p(Produkt 1)
- p_prod2 — p(Produkt 2)
- p_edukt1 — p(Edukt 1)
- p_edukt2 — p(Edukt 2)
Kp-Kc-Beziehung berechnen
Umrechnung zwischen Kp und Kc: Kp = Kc · (R · T)^Δn. Verbindet Druck- und Konzentrationskonstante über Temperatur und Stoffmengenänderung.
- Kp — Gleichgewichtskonstante Kp
- Kc — Gleichgewichtskonstante Kc
- T — Temperatur
Dissoziationsgrad berechnen
Dissoziationsgrad α = c_diss / c₀. Anteil der dissoziierten Teilchen an der Anfangskonzentration — Maß für die Stärke der Dissoziation.
- alpha — Dissoziationsgrad
- c_diss — c(dissoziiert)
- c_0 — Anfangskonzentration
Löslichkeitsprodukt berechnen
Löslichkeitsprodukt eines 1:1-Salzes: Ksp = c(A⁺) · c(B⁻). Beschreibt das Gleichgewicht zwischen Bodenkörper und gelösten Ionen.
- Ksp — Löslichkeitsprodukt
- c_A — c(A⁺)
- c_B — c(B⁻)
Ideale Gasgleichung berechnen
Zustandsgleichung idealer Gase: p · V = n · R · T. Verknüpft Druck, Volumen, Stoffmenge und absolute Temperatur über die Gaskonstante R.
- p — Druck
- V — Volumen
- n — Stoffmenge
- T — Temperatur
Partialdruck berechnen
Dalton-Gesetz: p_i = x_i · p_ges. Der Partialdruck einer Komponente ergibt sich aus ihrem Stoffmengenanteil und dem Gesamtdruck.
- p_i — Partialdruck
- x_i — Molanteil
- p_ges — Gesamtdruck
Molenbruch berechnen
Stoffmengenanteil aus Partialdrücken: x_i = p_i / p_ges. Umkehrung des Dalton-Gesetzes für Gasgemische.
- x_i — Molanteil
- p_i — Partialdruck
- p_ges — Gesamtdruck
Molares Normvolumen (Avogadro) berechnen
Gasvolumen bei Normalbedingungen: V = n · Vm mit Vm ≈ 22,414 L/mol. Folgt aus dem Satz von Avogadro für ideale Gase.
- V — Volumen
- n — Stoffmenge
Van-der-Waals-Gleichung berechnen
Zustandsgleichung für reale Gase: p = n·R·T/(V − n·b) − a·n²/V². Berücksichtigt Eigenvolumen (b) und Anziehung (a) der Teilchen.
- p — Druck
- T — Temperatur
Reaktionsgeschwindigkeit (1. Ordnung) berechnen
Reaktionsgeschwindigkeit einer Reaktion erster Ordnung: v = k · c. Die Geschwindigkeit ist direkt proportional zur Konzentration des Reaktanten.
- v — Reaktionsgeschwindigkeit
- k — Geschwindigkeitskonstante
- c — Konzentration
Arrhenius-Gleichung berechnen
Geschwindigkeitskonstante nach Arrhenius: k = A · e^(−Ea/(R·T)). Beschreibt die exponentielle Temperaturabhängigkeit chemischer Reaktionen.
- k — Geschwindigkeitskonstante
- A — Frequenzfaktor
- Ea — Aktivierungsenergie
- T — Temperatur
Aktivierungsenergie (Zwei-Punkt) berechnen
Aktivierungsenergie aus zwei Geschwindigkeitskonstanten bei unterschiedlichen Temperaturen: Ea = −R · T₁ · T₂ / (T₂ − T₁) · ln(k₂/k₁).
- Ea — Aktivierungsenergie
- k1 — k₁
- k2 — k₂
Halbwertszeit (1. Ordnung) berechnen
Halbwertszeit einer Reaktion erster Ordnung: t½ = ln(2) / k. Die Halbwertszeit hängt nur von der Geschwindigkeitskonstante ab, nicht von der Anfangskonzentration.
- t_half — Halbwertszeit
- k — Geschwindigkeitskonstante
Halbwertszeit (2. Ordnung) berechnen
Halbwertszeit einer Reaktion zweiter Ordnung: t½ = 1 / (k · c₀). Sie hängt zusätzlich von der Anfangskonzentration ab — je verdünnter, desto länger.
- t_half — Halbwertszeit
- k — Geschwindigkeitskonstante
- c0 — Anfangskonzentration
RGT-Regel (Q₁₀-Regel) berechnen
Reaktionsgeschwindigkeit-Temperatur-Regel: k₂ = k₁ · Q₁₀^((T₂−T₁)/10). Eine Erhöhung um 10 °C verdoppelt bis verdreifacht die Reaktionsgeschwindigkeit (Q₁₀ ≈ 2…3).
- k2 — k₂
- k1 — k₁
- Q10 — Q₁₀-Faktor
Zerfallsreihe (Tochternuklid) berechnen
Anzahl der gebildeten Tochternuklide beim radioaktiven Zerfall: N_B = N_A0 · (1 − e^(−λ · t)). Beschreibt die kumulative Bildung des Tochterkerns aus den ursprünglich vorhandenen Mutterkernen.
- N_B — Tochternuklide
- N_A0 — Anfangskerne
- t — Zeit
- lambda — Zerfallskonstante
C-14-Altersbestimmung berechnen
Radiokarbonmethode: t = −t½ / ln(2) · ln(N / N₀). Aus dem Aktivitätsverhältnis einer Probe zur Anfangsaktivität ergibt sich das Alter über die Halbwertszeit von C-14 (5 730 Jahre).
- t — Alter
- N — Aktuelle Aktivität
- N0 — Anfangsaktivität
- t_half — Halbwertszeit
Masse-Energie-Äquivalenz berechnen
Freigesetzte Energie aus dem Massendefekt: E = Δm · c². Bei Kernreaktionen entspricht der Massenverlust Δm einer äquivalenten Energiemenge, skaliert mit dem Quadrat der Lichtgeschwindigkeit.
- E — Energie
- dm — Massendefekt
Mittlere Atommasse berechnen
Gewichtete mittlere Atommasse aus zwei Isotopen: M = x₁ · M₁ + x₂ · M₂. Die Häufigkeiten x₁ und x₂ sind als Anteile zwischen 0 und 1 anzugeben.
- M — Mittlere Atommasse
- x1 — Anteil Isotop 1
- x2 — Anteil Isotop 2
- M1 — Masse Isotop 1
- M2 — Masse Isotop 2
Oxidationszahl (Summencheck) berechnen
Prüft die Summe der Oxidationszahlen einer Verbindung mit zwei Elementen: ox_sum = ox₁ · n₁ + ox₂ · n₂. Die Summe entspricht der Gesamtladung.
- ox_sum — Gesamtladung
- ox1 — Oxidationszahl 1
- ox2 — Oxidationszahl 2
- n1 — Anzahl 1
- n2 — Anzahl 2
Ladung aus Stoffmenge (Faraday) berechnen
Elektrische Ladung aus Stoffmenge der Elektronen: Q = n · F mit F = 96 485,33212 C/mol. Verbindet Stoffmenge und Ladung direkt.
- Q — Ladung
- n — Stoffmenge
Prozentuale Zusammensetzung berechnen
Massenanteil eines Elements in einer Verbindung: w_A = (n_A · M_A / M_ges) · 100. Liefert den prozentualen Massenanteil in einer Verbindung.
- w_A — Massenanteil
- n_A — Atomanzahl
- M_A — Atommasse
- M_ges — Molare Masse Verbindung
Empirische Formel (Verhältnis) berechnen
Stoffmengenverhältnis für die empirische Formel: ratio = n_A / n_B. Aus den Stoffmengen zweier Elemente folgt das ganzzahlige Verhältnis der Atome.
- ratio — Verhältnis
- n_A — Stoffmenge A
- n_B — Stoffmenge B