Stöchiometrie chemischer Reaktionen
Dieses Kapitel soll den fleißigen Schüler in das wunderbare Studium jener Energie einführen, die im Gefüge der Materie selbst gespeichert ist. Hierin liegen jene verborgenen Beziehungen, die wir manipulieren können, um die Substanz selbst neu zu kalibrieren – durch die Neuzusammensetzung jener grundlegenden Bausteine, die wir als Atome bezeichnen.
Schreiben und Ausgleichen chemischer Gleichungen
Bis zum Abschluss dieses Diskurses soll der fleißige Schüler eine Beherrschung der folgenden chemischen Prinzipien erlangt haben: Die Ableitung von Gleichungen: Der Schüler soll die Fähigkeit nachweisen, formale chemische Gleichungen aus den narrativen Berichten solcher Reaktionen zu transkribieren, wie sie in der Natur und im Labor vorkommen. Das Ausgleichen von Formeln: Es wird erwartet, dass der Schüler versiert in der Zusammensetzung und dem Ausgleichen chemischer Gleichungen wird, die präzise in ihrer molekularen, vollständigen ionischen und Netto-Ionen-Form dargestellt werden.
Klassifizierung chemischer Reaktionen
Nach Abschluss dieses Kapitels soll der fleißige Schüler im Besitz eines gründlichen Verständnisses der folgenden chemischen Doktrinen sein: Die Klassifizierung von Reaktionen: Vom Schüler wird erwartet, dass er die drei Hauptmodi der chemischen Transformation definiert: Fällung, Säure-Base und Oxidation-Reduktion. Die Unterscheidung der Typen: Gegeben ein formaler Bericht oder eine chemische Gleichung, muss der Schüler die Fähigkeit nachweisen, die Reaktion korrekt in einen der drei vorgenannten Typen einzuordnen. Das Erkennen von Reagenzien: Der Schüler soll mit Leichtigkeit die gängigen Säuren und Basen identifizieren, die im Laboralltag anzutreffen sind. Die Vorhersage der Löslichkeit: Durch Anwendung der etablierten Löslichkeitsregeln soll der Schüler mit Sicherheit vorhersagen, ob eine anorganische Verbindung in Lösung bleibt oder einen festen Niederschlag bildet. Die Berechnung von Oxidationsstufen: Der Schüler soll die Kunst beherrschen, die Oxidationsstufen für jedes Element innerhalb einer Verbindung zu berechnen, um sicherzustellen, dass das Konto der Elektronen genau ausgeglichen ist.
Reaktionsstöchiometrie
Nach dem erfolgreichen Abschluss dieses Kapitels soll der Schüler voll gerüstet sein, um die quantitativen Feinheiten der chemischen Wissenschaft zu beherrschen: Die Prinzipien der Stöchiometrie: Vom Schüler wird erwartet, dass er das Konzept der Stöchiometrie artikulieren kann und sie als das unverzichtbare Maß für die relativen Proportionen versteht, in denen Elemente und Verbindungen eine chemische Vereinigung eingehen. Die Ableitung von Faktoren: Durch Untersuchung der ausgeglichenen chemischen Gleichung soll der Schüler die stöchiometrischen Faktoren ableiten, die notwendig sind, um die Mengen der verbrauchten Reaktanten mit den erzielten Produkten in Beziehung zu setzen. Die Beherrschung der Berechnung: Der Schüler soll die erforderliche Fertigkeit nachweisen, exakte Berechnungen unter Einbeziehung von Masse, Stoffmengen und der Molarität von Lösungen durchzuführen.
Reaktionsausbeuten
Bis zum Abschluss dieses Diskurses soll der fleißige Schüler eine Beherrschung der folgenden Prinzipien bezüglich der Ökonomie chemischer Reaktionen erlangt haben: Die Doktrinen von Ausbeute und Limitierung: Vom Schüler wird erwartet, dass er die Konzepte der theoretischen Ausbeute und des limitierenden Reaktanten artikuliert und dabei klar zwischen dem unterscheidet, was mathematisch möglich ist, und dem, was physikalisch begrenzt ist. Die Ableitung der Maximalausbeute: Unter allen angegebenen Bedingungen soll der Schüler die Fähigkeit nachweisen, die maximale Produktmenge zu bestimmen, die aus einem gegebenen Satz von Reagenzien gewonnen werden kann. Die Berechnung der Effizienz: Der Schüler soll darin geübt werden, die prozentuale Ausbeute zu berechnen und dadurch den Erfolg eines Laborexperiments an der Perfektion der Theorie zu messen.
Quantitative chemische Analyse
Bis zum Abschluss dieses Diskurses soll der fleißige Schüler eine Beherrschung der folgenden Techniken der quantitativen Analyse erlangt haben: Die Prinzipien der Analyse: Vom Schüler wird erwartet, dass er die grundlegenden Aspekte von Titrationen und gravimetrischen Analysen beschreibt und diese als die primären Mittel versteht, mit denen der Chemiker die Zusammensetzung unbekannter Substanzen bestimmt. Die Anwendung von Daten: Der Schüler soll die erforderliche Fertigkeit nachweisen, exakte stöchiometrische Berechnungen durchzuführen, indem er die Daten nutzt, die mit der Bürette bei Titrationen oder der Analysenwaage in der Gravimetrie gewonnen wurden.