Chemie für Aufnahmeprüfungen der Pflege: Übungsfragen mit Erklärungen

1Atome, Ionen und Isotope

Ein Atom hat einen Kern aus Protonen (+) und Neutronen (keine Ladung), umgeben von Elektronen (−) mit fast keiner Masse.

• Ordnungszahl = Zahl der Protonen. Sie identifiziert das Element.
• Massenzahl = Protonen + Neutronen.
• Ein neutrales Atom hat ebenso viele Elektronen wie Protonen.
• Isotope haben dieselben Protonen, aber unterschiedliche Neutronen (Kohlenstoff-12, Kohlenstoff-14).
• Ionen haben Elektronen aufgenommen (negative Anionen, Cl⁻) oder abgegeben (positive Kationen, Na⁺).

2Das Periodensystem und Bindungen

Die Elemente sind nach Ordnungszahl geordnet. Gruppen (Spalten) haben dieselbe Zahl von Valenzelektronen und ähnliche Eigenschaften; Perioden sind Zeilen. Gruppe 1 = Alkalimetalle, Gruppe 17 = Halogene, Gruppe 18 = Edelgase (volle Schalen, reaktionsträge).

Metalle stehen links: glänzend, leitfähig, sie geben Elektronen ab. Nichtmetalle stehen rechts und nehmen Elektronen auf oder teilen sie. Über eine Periode hinweg werden die Atome kleiner und elektronegativer; Fluor ist das elektronegativste Element.

• Ionenbindung: Ein Metall gibt Elektronen an ein Nichtmetall ab (NaCl). Hohe Schmelzpunkte; leitet, wenn gelöst.
• Kovalente Bindung: Nichtmetalle teilen Elektronenpaare (H₂O, CO₂). Ungleiches Teilen macht sie polar.
• Wasserstoffbrückenbindungen: Anziehungskräfte zwischen Molekülen wie dem Wasser; sie erklären den hohen Siedepunkt des Wassers.

Ionenformeln gleichen die Ladungen aus: Ca²⁺ + 2 Cl⁻ → CaCl₂; 2 Al³⁺ + 3 O²⁻ → Al₂O₃.

3Aggregatzustände und Gase

Feststoffe haben eine feste Form und ein festes Volumen; Flüssigkeiten ein festes Volumen, aber keine feste Form; Gase füllen ihren Behälter aus. Die Temperatur misst die mittlere kinetische Energie der Teilchen.

Phasenübergänge: Schmelzen, Gefrieren, Verdampfen, Kondensieren, Sublimieren (fest → gasförmig) und Resublimieren (gasförmig → fest). Während eines Phasenübergangs bleibt die Temperatur konstant.

Gasgesetze (Temperaturen in Kelvin):

4Lösungen, Säuren und Basen

Eine Lösung ist ein gelöster Stoff, der in einem Lösungsmittel gelöst ist. Wasser ist polar und löst ionische und polare Stoffe; Öl (unpolar) mischt sich nicht damit: „Gleiches löst sich in Gleichem“.

Die pH-Skala reicht von 0 bis 14: unter 7 sauer, 7 neutral, über 7 basisch. Jede Einheit ist ein Faktor 10, also enthält pH 3 hundertmal mehr H⁺ als pH 5.

Säure + Base → Salz + Wasser (Neutralisation). Starke Säuren dissoziieren vollständig (HCl); schwache Säuren nur teilweise (Essigsäure). Ein Puffer widersteht pH-Änderungen; der Bicarbonatpuffer hält das Blut nahe pH 7,4.

5Reaktionen und Stöchiometrie

Gleiche eine Gleichung durch Ändern der Koeffizienten aus, nie der Indizes, bis jedes Element auf beiden Seiten gleich viele Atome hat.

• Synthese: A + B → AB. Zerlegung: AB → A + B.
• Einfache Substitution: A + BC → AC + B. Doppelte Umsetzung: AB + CD → AD + CB.
• Verbrennung: Brennstoff + O₂ → CO₂ + H₂O. Neutralisation: Säure + Base → Salz + Wasser.

Ein Mol sind 6,02 × 10²³ Teilchen. Die molare Masse ist die Summe der Atommassen (H₂O = 18 g/mol). Der Weg ist Masse → Mol → Molverhältnis → Mol → Masse.

Oxidation ist Elektronenabgabe, Reduktion ist Elektronenaufnahme (OIL RIG). Katalysatoren beschleunigen Reaktionen, ohne verbraucht zu werden; auch Hitze, Konzentration und Oberfläche erhöhen die Geschwindigkeit.

6So sehen Prüfungsaufgaben aus

• Leicht (Fachbegriffe und Fakten): subatomare Teilchen, Gruppen des Periodensystems, Bindungsarten, Aggregatzustände, die pH-Skala, Reaktionstypen.
• Mittel (Anwendung der Konzepte): Neutronen aus der Massenzahl, Ionenformeln, Gasverhalten, Molarität und Verdünnung, einfache Gleichungen ausgleichen, molare Masse.
• Schwer (Fälle und Analyse): Verbrennungsgleichungen ausgleichen, Gramm in Gramm, limitierende Reaktanten, pH und [H⁺], mittlere Atommasse, Gasgesetz-Berechnungen und Puffer.

Schreibe bei jedem Schritt die Einheiten hin; sie zeigen, ob du multiplizieren oder dividieren musst.