Das Fachgebiet Physikalische Chemie

Die Physikalische Chemie ist eine Wissenschaft zwischen Physik und Chemie. Im Rahmen dieses Faches werden allgemeine
Gesetze abgeleitet. Dabei werden Begriffe wie Entropie oder Enthalpie definiert. Im Gegensatz zu den anderen Fachgebieten der Chemie (organische Chemie) werden nicht bestimmte Stoffe oder Reaktionen betrachtet, sondern es werden die Gesetze vorgestellt, die erlauben, die Eigenschaften von chemischen Verbindungen oder den Ablauf von chemischen Prozessen zu verstehen bzw. zu steuern. Dabei lässt sich die physikalische Chemie in drei große Bereich unterteilen

• Thermodynamik: auch Wärmelehre bezeichnet – beschäftigt sich mit der Möglichkeit, der Umverteilung von verschiedenen Energieformen. Die Thermodynamik ist nicht nur im Fach Physik von Interesse, sondern auch im Fach Chemie. Wichtige Fragestellungen sind dabei, wie ein Stoff oder ein System reagiert, wenn diesem System Wärme zugeführt oder entzogen wird.

Grundlagen der Thermodynamik sind:

* Der erste und zweite Hauptsatz der Themodynaik
* Die Beziehungen von einzelnen Zustandsgrößen (Druck, Volumen) zueinander, beispielsweise mit Hilfe der Gasgesetze

Die Thermodynamik ermittelt

* chemische Gleichgewichte
* Phasengleichgewicht

• Kinetik: beschäftigt sich mit dem zeitlichen Ablauf chemischer Reaktionen, dazu gehören auch physikalisch chemische Vorgänge wie z. B. Diffusion. Mithilfe der Kinetik kann ausgesagt werden, ob eine Reaktion auch mit beobachtbarer Geschwindigkeit abläuft.

Grundlage der Kinetik:

* Zusammenhang zwischen dem Ablauf einer chemischen Reaktion und Zeit als Messgröße

Die Kinetik ermittelt

* Geschwindigkeit chemischer Reaktionen
* Aktivierungsenergien bzw. Aufklärung von Reaktionsmechanismen

• Elektrochemie bzw. Elektrodynamik: beschäftigt sich mit Ladungsübergängen an der Grenzfläche von Metallen bzw. Halbleiter und einem Elektrolyten, verbunden mit einem chemischen Umsatz.

Durch die bereite Anwendungsmöglichkeiten der Ergebnisse der Physikalischen Chemie beispielsweise bei der Molmassenbestimmung, der Bestimmung von Oberflächenspannungen, Leitfähigkeitsmessungen, Spektralanalysen, Potentiometire oder Refraktometrie bildet dieses Fachgebiet die Grundlage fast aller Anwendungen in der chemischen Verfahrenstechnik und der Analytischen Chemie