Physikalische Chemie II

Prof.Dr.M.Bredol / FB01
Physikalische Chemie II
Fachprüfung (Klausur) 13.2.2001 ( neue Studienordnung“)
”
1. Flüssiges Wasser zersetzt sich zum Teil durch Autoprotolyse in solvatisierte Protonen
und Hydroxid–Ionen gemäß der Gleichung
.
a. Formulieren Sie für die Autoprotolyse die exakte Gleichgewichtskonstante und geben
Sie für die Reaktionsteilnehmer geeignete Standardzustände an.
b. Berechnen Sie die Gleichgewichtskonstante aus den angegebenen Daten bei "!$#"%
"!$#$%
. Berechnen Sie den pH–Wert von neutralem Wasser bei &
. Begründen Sie
alle notwändigen Näherungen !
%
c. Welchen pH–Wert besitzt neutrales Wasser bei Körpertemperatur (')(+*-, )? Begründen Sie alle notwändigen Näherungen !
.
d. Wasser zersetzt sich durch Elektrolyse in
und
. Berechnen Sie die elektrische
.
Spannung, die Sie mindestens aufwenden müssen, um aus neutralem Wasser
und
unter 1 bar zu gewinnen.
2. Die Henry–Konstante von Sauerstoff in Wasser bei 298 K beträgt 44000 bar.
a. Unter welchen Randbedingungen ist das Henrysche Gesetz anwendbar ?
b. Berechnen Sie die Konzentration von Sauerstoff (in g/l) in Wasser von 298 K, das mit
der Atmosphäre im Gleichgewicht steht.
c. Vergleichen Sie einen kiemenatmenden Fisch in einem mit der Atmosphäre im Gleichgewicht befindlichen Gewässer mit einem in der Atmosphäre lungenatmendem Tier. Unterscheidet sich der zur Verfügung stehende Sauerstoff für diese Tiere in seinem chemischen Potential ? Begründung !
3. Ein reales Gas gehorche der van–der–Waals–Gleichung.
a. Erläutern Sie an einem P/V-Diagramm für dieses Gas, was mit mit dem kritischen Punkt
gemeint ist.
b. Wo findet sich der kritische Punkt im P/T–Diagramm ? Skizze !
4. Ein Aceton/Methanol–Gemisch mit einem Stoffmengenanteil von /1032457698:;,3<>=?, in der
Flüssigkeit weist bei Standarddruck einen Siedepunkt von @$A+<CBDFE und einen Stoffmengenanteil in der Gasphase von G"032H457698I,+<KJ*-L auf.
Berechnen Sie für beide Komponenten Aktivität und Aktivitätskoeffizient in der flüssigen
Phase.
MN
MWN
032H457698 O*$<C,P=RQ"SUT?V , X 457YZ8[69\ I,+<CQ"("=$ST?V (jeweils bei @?A+<>BPDFE )
Aufgabe Punkte
1
32
2
24
3
20
4
24
Summe:
100
*
Daten und Formeln
]_^a` bc
]q^r` bc
`W] c
T?u
`W] vc
T?u

x
#
!
%
M
+

I
d_ f

]
d_ ] d_ ] d_¡v¢

¡©¨
)ª¬« ¨
®
«

d_ f
d_e´ f

P# #
J3< (
! !
L < *
""! !$!
<
*[,+<KQ"J

8 _
d e ] f

d_ ] f
s M

kPnpo b npo bt kPnpo b npo bt
f `~^ k `W] } ^ihij
=
,3<>=?,.
#$#zy|{
npo b
LP=
m % n o b
<>(+*[= k p
d_e ]g^if hijk 9l1m
s ^if hijk im k %
d_e ] ^if hij k 9l1m
sw^if hij k im k %
£I

°¯
±

¨
M
F² ¡©¨
³
] s
8

d_s f
s f

dµ¡v¢
¡ ¢?¶
v

`
M
M N
f z· T i /
|¸ } }
IT
x
· T i

N
M
M
M
%
&/
/
z
T z¹ /

ª
M
d_ ] f
^
¥ M ¡ M ^ ¦ M§ £z¤*
M
H % %
T^
°¯
S ¯ 
<[<[<

RT i