Lehr- und Lernbuch für die schulische und betriebliche Grundausbildung der Chemieberufe im Unterrichtsfach Chemie.
Chemische Grundkenntnisse für die Chemieberufe: Chemikant, Produktionsfachkraft Chemie, Chemiewerker, Operateur Chemische Technik, Chemisch-technischer Assistent, Chemielaborant (Grundstufe) sowie für die naturwissenschaftlichen Ausbildungsberufe: Physiklaborant, Biologielaborant, Lacklaborant und die gewerblichen Ausbildungsberufe: Ver- und Entsorger, Papiermacher, Färber, Chemisch-Reiniger, Werkstoffprüfer, Baustoffprüfer.
Einfache und didaktisch durchstrukturierte Darstellung der chemischen Grundlagen mit Hilfe von Versuchsbeschreibungen und vielen bildlichen Darstellungen.
Festigung des Wissens mit Merksätzen, Übungsbeispielen, Wiederholungsfragen und Aufgaben.
Die Themen des Buches:
Allgemeine Chemie
Anorganische Chemie
Anorganische Technologie
Elektrochemie, Korrosion
Organische Chemie
Organische Technologie
Naturstoffe und Biochemie
Chemie, Mensch und Umwelt

Inhaltsverzeichnis

Unfallverhütung beim Umgang mit Chemikalien.	8
Geräte im chemischen Labor.	9
Die Bedeutung der Chemie.	10
Chemie - eine Naturwissenschaft.	11

1	Allgemeine Chemie.	12
1.1	Chemische Grundbegriffe.	12
1.1.1	Der Stoffbegriff.	12
1.1.2	Physikalische und chemische Eigenschaften.	13
1.1.3	Einteilung der Stoffe.	15
1.1.4	Die chemischen Elemente (Grundstoffe).	18
1.1.5	Abgrenzung chemische Verbindung/Stoffgemisch.	19
1.1.6	Atome, Moleküle, Teilchenverbände.	20
1.1.7	Chemische Formeln.	21
1.1.8	Atomare Vorgänge bei chemischen Reaktionen.	22
1.1.9	Reaktionsgleichungen.	22
1.1.10	Energie bei chemischen Reaktionen.	23
1.2	Die Luft.	24
1.2.1	Zusammensetzung, Eigenschaften.	24
1.2.2	Sauerstoff.	26
1.2.3	Oxidation, Oxide.	27
1.2.4	Oxidationsvorgänge in der Technik.	28
1.2.5	Reduktion.	29
1.3	Das Wasser.	30
1.3.1	Vorkommen und Gewinnung.	30
1.3.2	Eigenschaften.	30
1.3.3	Chemische Zusammensetzung.	31
1.3.4	Wasserstoff.	32
1.4	Säuren, Laugen, Salze.	33
1.4.1	Säuren.	34
1.4.2	Laugen.	37
1.4.3	Salze.	38
1.5	Gesetzmäßigkeiten bei der Bildung chemischer Verbindungen.	41
1.5.1	Massengesetze der Verbindungsbildung.	41
1.5.2	Stöchiometrische Wertigkeit.	42
1.5.3	Aufstellen chemischer Formeln.	43
1.5.4	Summenformeln, Strukturformeln.	43
1.5.5	Volumengesetz reagierender Gase.	44
1.5.6	Satz von Avogadro.	45
1.6	Bau der Atome.	46
1.6.1	Moderne Atomvorstellung.	46
1.6.2	Atomkern.	47
1.6.3	Atomhülle.	48
1.6.4	Orbital-Atommodell.	49
1.7	Periodensystem der Elemente (PSE).	50
1.7.1	Gekürztes Periodensystem.	50
1.7.2	Atombau und Periodensystem.	51
1.7.3	Vollständiges Periodensystem.	52
1.8	Massen, Stoffmengen, Gehalte.	54
1.8.1	Atommasse und Molekülmasse.	54
1.8.2	Stoffmengen und ihre Einheit: das Mol.	55
1.8.3	Die erweiterte Aussage der chemischen Gleichung.	56
1.8.4	Gehaltsangaben von Lösungen.	56
1.8.5	Rechnen mit Stoffportionen: Stöchiometrie.	57
1.9	Chemische Bindungsarten.	58
1.9.1	Ionenbindung.	59
1.9.2	Atombindung.	60
1.9.3	Polare Atombindung.	61
1.9.4	Wasserstoffbrückenbindung.	62
1.9.5	Bindungen in Komplexmolekülen.	63
1.9.6	Metallbindung.	63
1.10	Elektronenvorgänge bei chemischen Reaktionen.	64
1.10.1	Oxidation, Reduktion, Redoxreaktionen.	64
1.10.2	Oxidationszahl.	65
1.11	Ionen: Stoffteilchen mit besonderen Eigenschaften.	66
1.11.1	Elektrische Leitfähigkeit wäßriger Lösungen.	66
1.11.2	Dissoziation und Hydratation der Salze.	67
1.11.3	Elektrische Leitfähigkeit von Salzschmelzen	67
1.11.4	Protolyse.	68
1.11.5	Der Begriff Säure-Base-Reaktion.	69
1.11.6	Stärke von Säuren und Laugen.	70
1.11.7	pH-Wert.	70
1.11.8	Ionenreaktionen in Lösungen.	71
1.12	Ablauf chemischer Reaktionen.	72
1.12.1	Bedingungen für chemische Reaktionen.	72
1.12.2	Katalyse.	74
1.12.3	Geschwindigkeit chemischer Reaktionen.	76
1.12.4	Chemisches Gleichgewicht.	77
1.12.5	Massenwirkungsgesetz.	79
1.13	Physikalisch-chemische Stoffeigenschaften.	80
1.13.1	Wärme - atomistisch betrachtet.	80
1.13.2	Aggregatzustände der Stoffe.	80
1.13.3	Eigenschaften der Gase.	82
1.13.4	Eigenschaften der Flüssigkeiten.	83
1.13.5	Eigenschaften der Feststoffe.	85
1.14	Kernchemie.	86
1.14.1	Natürliche Radioaktivität.	86
1.14.2	Kernprozesse.	87
2	Anorganische Chemie.	88
2.1	I. Hauptgruppe: Wasserstoff und Alkalimetalle.	90
2.1.1	Natrium.	91
2.1.2	Kalium.	93
2.1.3	Ammonium.	94
2.2	II. Hauptgruppe: Erdalkalimetalle.	95
2.2.1	Beryllium.	95
2.2.2	Magnesium.	96
2.2.3	Calcium.	97
2.2.4	Strontium.	99
2.2.5	Barium.	99
2.3	III. Hauptgruppe: Erdmetalle.	100
2.3.1	Bor.	100
2.3.2	Aluminium.	101
2.4	IV. Hauptgruppe: Kohlenstoff-Silicium-Gruppe.	102
2.4.1	Kohlenstoff.	102
2.4.2	Silicium.	105
2.4.3	Zinn.	106
2.4.4	Blei.	107
2.5	V. Hauptgruppe: Stickstoff-Phosphor-Gruppe.	108
2.5.1	Stickstoff.	108
2.5.2	Phosphor.	111
2.6	VI. Hauptgruppe: Sauerstoff-Schwefel-Gruppe.	113
2.6.1	Sauerstoff.	113
2.6.2	Schwefel.	115
2.7	VII. Hauptgruppe: Halogene.	118
2.7.1	Fluor.	119
2.7.2	Chlor.	119
2.7.3	Brom.	120
2.7.4	Iod.	121
2.8	VIII. Hauptgruppe: Edelgase.	122
2.9	Die Nebengruppenelemente.	122
2.10	Lanthaniden- und Actinidenelemente.	123
3	Anorganische Technologie.	124
3.1	Großtechnische Produktion anorganischer Grundchemikalien.	125
3.1.1	Schwefelsäureherstellung nach dem Doppelkontakt-Verfahren.	126
3.1.2	Ammoniaksynthese nach dem Haber-Bosch-Verfahren.	128
3.1.3	Salpetersäureherstellung nach dem Ostwald-Verfahren.	130
3.1.4	Chloralkali-Elektrolyse.	131
3.1.5	Salzsäureherstellung.	134
3.1.6	Sodaherstellung nach dem Solvay-Verfahren.	134
3.2	Chemie und Technologie der Mineraldünger.	136
3.2.1	Grundlagen der Pflanzenernährung.	136
3.2.2	Mineraldünger und ihre Herstellung.	137
3.2.3	Düngung und Umwelt.	139
3.3	Chemie und Technologie der Metallwerkstoffe.	140
3.3.1	Übersicht und Einteilung.	140
3.3.2	Roheisengewinnung.	141
3.3.3	Stahlherstellung.	142
3.3.4	Wichtige Eisen/Stahl-Werkstoffe.	144
3.3.5	Gefüge und kristalline Struktur.	145
3.3.6	Aluminium.	146
3.3.7	Kupfer.	148
3.3.8	Weitere technisch wichtige Metalle.	150
3.4	Chemie und Technologie des Wassers	152
3.4.1	Natürliche Wasserarten und ihre Inhaltsstoffe.	152
3.4.2	Trinkwassergewinnung.	153
3.4.3	Die Wasserhärte.	154
3.4.4	Wasser für technische Verwendungen (Brauchwässer).	155
3.4.5	Wasserenthärtung und Vollentsalzung.	156
3.4.6	Reinigung industriell verschmutzter Abwässer.	158
3.5	Chemie und Technologie der Baustoffe	160
3.5.1	Kalk.	160
3.5.2	Gips.	161
3.5.3	Zement.	162
3.6	Chemie und Technologie der keramischen Stoffe und Gläser.	164
3.6.1	Keramische Stoffe.	164
3.6.2	Glas.	166
4	Elektrochemie, Korrosion.	168
4.1	Elektrochemische Grundlagen.	168
4.2	Galvanische Elemente.	170
4.3	Technische galvanische Elemente.	171
4.4	Bleiakkumulator.	173
4.5	Elektrolyse.	174
4.6	Schmelzflußelektrolyse.	176
4.7	Faradaysche Gesetze.	176
4.8	Technische Anwendung der Elektrolyse	177
4.9	Korrosion.	180
4.9.1	Elektrochemische Korrosionsarten.	180
4.9.2	Chemische Korrosion.	182
4.9.3	Erscheinungsformen der Korrosion.	182
4.9.4	Korrosionsverhalten der metallischen Werkstoffe.	183
4.10	Korrosionsschutzmaßnahmen.	184
4.10.1	Chemische Oberflächenbehandlung.	184
4.10.2	Organische Korrosionsschutzanstriche.	184
4.10.3	Metallische Überzüge.	184
4.10.4	Kathodischer Korrosionsschutz von Stahlbauteilen.	185
4.10.5	Anodisieren von AI-Bauteilen.	185
4.10.6	Korrosionsinhibitoren.	185
5	Organische Chemie.	186
5.1	Kohlenwasserstoffe.	187
5.1.1	Alkane.	188
5.1.2	Eigenschaften der Alkane.	190
5.1.3	Halogenalkane.	191
5.1.4	Ringförmige Alkane: Cycloalkane.	192
5.1.5	Alkene.	193
5.1.6	Reaktionen der Alkene.	195
5.1.7	Alkine.	196
5.2	Aromatische Kohlenwasserstoffe.	198
5.2.1	Benzol.	198
5.2.2	Chemische Reaktionen und Verbindungen	199
5.2.3	Mehrgliedrige Aromaten.	200
5.3	Alkohole.	201
5.3.1	Die Stoffgruppe.	201
5.3.2	Die homologe Reihe der Alkanole.	201
5.3.3	Eigenschaften.	202
5.3.4	Chemische Reaktionen.	202
5.3.5	Wichtige Alkanole.	203
5.3.6	Isomerie bei Alkanolen.	204
5.3.7	Mehrwertige Alkanole.	204
5.4	Aldehyde.	205
5.4.1	Die Stoffgruppe.	205
5.4.2	Die homologe Reihe der Alkanale.	205
5.4.3	Wichtige Aldehyde.	206
5.5	Ketone.	206
5.6	Carbonsäuren.	207
5.6.1	Die Stoffgruppe.	207
5.6.2	Die homologe Reihe der Alkansäuren.	208
5.6.3	Eigenschaften der Alkansäuren.	208
5.6.4	Wichtige Alkansäuren.	209
5.6.5	Ungesättigte Carbonsäuren.	210
5.6.6	Dicarbonsäuren.	210
5.6.7	Hydroxycarbonsäuren.	211
5.6.8	Aromatische Carbonsäuren.	211
5.7	Ester.	211
5.7.1	Die Stoffgruppe.	212
5.7.2	Eigenschaften.	212
5.7.3	Wichtige Ester.	212
5.8	Ether.	213
5.9	Stickstoffhaltige organische Verbindungen.	214
5.9.1	Amine.	214
5.9.2	Aminocarbonsäuren.	215
5.9.3	Nitroverbindungen.	215
5.9.4	Nitrile (Cyanide).	215
5.10	Schwefelhaltige organische Verbindungen.	216
5.11	Heterocylische Verbindungen.	216
5.12	Tabellarische Übersicht der organischen Verbindungsklassen.	217
6	Organische Technologie.	218
6.1	Erdöl und Erdgas.	219
6.1.1	Entstehung und Gewinnung.	219
6.1.2	Fraktionierte Destillation des Erdöls.	220
6.1.3	Veredelung der Erdölfraktionen.	222
6.2	Kraftstoffe für Verbrennungsmotoren	224
6.2.1	Ottomotoren-Kraftstoffe.	224
6.2.2	Dieselmotoren-Kraftstoffe.	225
6.3	Petrochemie.	226
6.4	Kohle.	228
6.4.1	Entstehung und Gewinnung.	228
6.4.2	Verwendung der Kohle.	229
6.4.3	Neue Kohletechnologien.	230
6.5	Kunststoffe (Plaste).	231
6.5.1	Allgemeine Eigenschaften und Verwendung.	231
6.5.2	Herstellung und innerer Aufbau.	232
6.5.3	Polymerisation.	232
6.5.4	Polykondensation.	233
6.5.5	Polyaddition.	233
6.5.6	Technologische Einteilung.	234
6.5.7	Thermoplaste.	235
6.5.8	Duroplaste.	238
6.5.9	Verarbeitung der Kunststoffe.	240
6.5.10	Elastomere.	242
6.5.11	Silikone.	243
6.6	Farbmittel.	244
6.6.1	Grundlagen der Farbwahrnehmung.	244
6.6.2	Farbstoffe.	245
6.6.3	Pigmente.	246
6.7	Reinigungs- und Waschmittel.	247
6.7.1	Wirkungsweise waschaktiver Substanzen.	247
6.7.2	Waschaktive Substanzen (Tenside).	247
6.7.3	Waschmittelzusatzstoffe.	248
6.7.4	Zusammensetzung der Waschmittel.	249
7	Naturstoffe und Biochemie.	250
7.1	Fette.	250
7.1.1	Chemischer Aufbau.	250
7.1.2	Fettgewinnung und Verarbeitung.	251
7.1.3	Biologische Bedeutung der Fette.	252
7.2	Kohlenhydrate.	252
7.2.1	Zuckerarten.	252
7.2.2	Stärke.	254
7.2.3	Cellulose.	254
7.3	Eiweiße (Proteine).	255
7.3.1	Eigenschaften, Nachweise.	255
7.3.2	Chemischer Aufbau.	255
7.3.3	Struktur der Eiweiße.	256
7.3.4	Biologische Bedeutung.	257
7.4	Stoffwechselvorgänge.	258
7.4.1	Photosynthese.	258
7.4.2	Verwertung der Nahrungsstoffe.	258
7.5	Mikroorganismen als Chemieproduzenten.	259
8	Chemie, Mensch und Umwelt	260
8.1	Nutzen der Chemie.	260
8.2	Umweltgefährdung durch die Chemie	260
8.3	Chemieproduktion und Umweltschutzbereiche.	261
8.4	Umweltschutzbereich Luft.	262
8.4.1	Luftverunreinigungen.	262
8.4.2	Gesetzliche Bestimmungen.	263
8.4.3	Reinigung der Abgase von Verbrennungskraftwerken.	264
8.4.4	Entgiftung der Abgase von Benzinmotoren.	265
8.4.5	Abgasentgiftung in Industriebetrieben.	265
8.5	Umweltschutzbereich Wasser.	266
8.5.1	Verschmutzung der Gewässer.	266
8.5.2	Gewässergüte.	267
8.5.3	Abwasserreinigung.	268
8.6	Umweltschutzbereich Erdboden.	270
8.6.1	Das Ökosystem Boden.	270
8.6.2	Abfallbeseitigung und Entsorgung.	270
8.7	Arbeitssicherheit beim Umgang mit Chemikalien.	273
8.7.1	Kennzeichnung von Gefahrstoffen.	273
8.7.2	R- und S-Sätze.	273
8.7.3	Umweltbelastende und gesundheitsgefährdende Stoffe.	275

Sachwortverzeichnis.	277
Danksagung, Firmenverzeichnis.	287