2. Radioaktive Aufgaben - Fachdidaktik Chemie ETH

Kantonsschule Freudenberg
Chemie
Aufgaben zum Grundlagenfach
Übungen zum Unterricht von A. Bärtsch
Dez. 2013
Inhalt
1. Atombau
2. Radioaktivität
3. Kovalente Bindungen
4. Salze
5. Polarität und zwischenmolekulare Kräfte
6. Stöchiometrie
7. Reaktionsgeschwindigkeit
8. Gleichgewicht
9. Protolyse
10. Redoxrekationen
11. Luftschadstoffe
12. Labor
Vorwort
Vorteile einer Sammlung von Hausaufgaben:
 Schüler können selbständig üben, weil es ausführliche Lösungen gibt.
 Hausaufgaben müssen im Unterricht nicht besprochen werden.
 Prüfungsvorbereitung: Anforderung und Aufgabenstellung werden klar.
 Der Einsatz ist sehr flexibel. Nur jene Aufgaben empfehlen, die gerade zum
Unterricht passen
Achtung: Wenn Sie diese Aufgabensammlung übernehmen, müssen Sie die
Lösungen mit Ihrem Unterricht abstimmen. Nur wenn die Aufgaben auf dieselbe
Art und mit denselben Fachbegriffen erklärt werden wie in den Lektionen, werden
die Schülerinnen und Schüler selbständig arbeiten können.
Anhand der vorliegenden Aufgaben sehen Sie, welches Niveau in meinem Unterricht
verlangt wird.
Zürich, 28. Feb. 2014
Amadeus Bärtsch
Aufgabensammlung Chemie
A. Bärtsch, Kantonsschule Freudenberg
1. Aufgaben zum Atombau
1-1.
Erklären Sie den Aufbau des Periodensystems.
1-2.
Warum lösen sich Lithium, Natrium und Kalium im Gegensatz zu Eisen und
Kupfer in Wasser? Antworten Sie in drei bis vier Sätzen.
1-3.
Wie gross ist die 2. Ionisierungsenergie eines Wasserstoffatoms? Konsultieren
Sie zur Beantwortung der Frage das Periodensystem.
1-4.
Wenn Lithium in eine Flamme gehalten wird, färbt sich die Flamme rot.
Erklären Sie, warum die Flamme mit Lithium rot und nicht weiss wird.
1-5.
Welche Elemente reagieren ähnlich wie Argon? Begründen Sie Ihre Antwort in
ein bis zwei Sätzen.
1-6.
a) Warum haben Titan, Wolfram, Nickel, Cadmium und Kobalt ähnliche
Eigenschaften?
b) Warum sind die Eigenschaften von Sauerstoff, Kohlenstoff, Argon und
Kalium so verschieden?
1-7.
Ein Natriumatom, ein Chloratom und ein doppelt positiv geladenes
Magnesium-Ion. Bestimmen Sie die Zahl der Elementarteilchen, und stellen
Sie die Atome im Schalenmodell dar.
1-8.
Warum enthalten Neonröhren kein Neon?
1-9.
Stellen Sie die ersten Ionisierungsenergien der ersten zwanzig Elemente
graphisch dar. Beschreiben und erklären Sie dann die in der Graphik
sichtbaren Tendenzen.
Hinweise:
Die ersten Ionisierungsenergien sind im Periodensystem zu finden
x-Achse: Ordnungszahl
y-Achse: erste Ionisierungsenergie
3
Aufgabensammlung Chemie
A. Bärtsch, Kantonsschule Freudenberg
1. Lösungen
1-1.
Die Protonenzahl bestimmt die Reihenfolge der Elemente im Periodensystem.
Sie hat deshalb den Namen „Ordnungszahl“ erhalten.
Jede Zeile (= Periode) des Periodensystems entspricht einer Schale im Atom.
Jede Schale bietet dabei Platz für eine bestimmte Anzahl Elektronen.
(beispielsweise kann die innerste Schale höchstens zwei Elektronen
aufnehmen). Für Lithium bedeutet das, dass sich zwei Elektronen in der
innersten Schale und das dritte Elektron auf der nächsten Schale aufhalten.
Die erste Stelle der 2. Periode bedeutet demnach, dass Lithium ein Elektron
auf der äussersten Schale aufweist (d. h. Lithium besitzt ein Valenzelektron).
In einer Spalte (einer sogenannten Gruppe) besitzen die Elemente dieselbe
Zahl von Valenzelektronen; diese Elemente reagieren darum ähnlich.
1-2.
Lithium-, Natrium- und Kaliumatome besitzen auf der äussersten Schale
jeweils ein Elektron, das sie leicht abgeben können, weil die 1. Ionisierungsenergie besonders klein ist. Sie reagieren also ähnlich. Eisen und Kupfer
dagegen sind Übergangsmetalle: Ihre Atome haben 2 Elektronen auf der
äussersten Schale und reagieren anders als Atome mit nur einem
Valenzelektron.
1-3.
Das Wasserstoffatom besitzt nur ein Elektron. Es gibt darum keine
2. Ionisierungsenergie.
1-4.
Die angeregten Elektronen machen immer denselben Sprung, der eine
bestimmte Energie freisetzt. Dieser Energie entspricht Licht mit einer
bestimmten Wellenlänge und damit eine genau definierte Farbe. Weiss würde
entstehen, wenn die Elektronen unterschiedlich springen würden.
1-5.
Alle Elemente, die in der 8. Gruppe des Periodensystems stehen: Helium,
Neon, Krypton, Xenon und Radon. Es handelt sich dabei um die Edelgase, die
kaum reagieren, weil deren Atome 8 Elektronen in der äussersten Schale
haben. Bei Helium sind es 2 Elektronen, weil die erste Schale mit 2 Elektronen
bereits voll ist.
1-6.
a) Es sind alles Übergangsmetalle: diese Atome besitzen 2 Valenzelektronen.
b) Weil die Zahl der Valenzelektronen verschieden ist.
4
Aufgabensammlung Chemie
A. Bärtsch, Kantonsschule Freudenberg
1-7.
Protonenzahl
Elektronen- Neutronenzahl
zahl
K-Schale
L-Schale
M-Schale
Natrium
11
11
12
2
8
1
Chlor
17
17
18 od. 20
2
8
7
Mg2+
12
10
12 bis 14
2
8
0
1-8.
Neon erzeugt rotes Licht, das sich nicht in weisses Licht umwandeln lässt.
1-9.
Besonders grosse 1. Ionisationsenergien (IE) sind jeweils bei den Edelgasen
anzutreffen (Ordnungszahl 2, 10 und 18): Eine vollständig mit Elektronen
besetzte Valenzschale ist offenbar besonders stabil, so dass das Entfernen
eines Elektrons entsprechend viel Energie benötigt. Die 1. IE nimmt übrigens
vom Helium über das Neon zum Argon ab, weil der Abstand des zu
entfernenden Elektrons zum Atomkern immer grösser und die Anziehung
geringer wird.
Besonders kleine 1. IE finden sich umgekehrt bei den Alkalimetallen, die nach
Abgabe des einzigen Elektrons auf ihrer Valenzschale ebenfalls eine voll
besetzte äusserste Hauptschale aufweisen.
Neben den grossen Sprüngen in der IE gibt es auch noch kleinere beispielsweise nach den Ordnungszahlen 4, 7, 12 und 15. Diese Sprünge
deuten an, dass es innerhalb einer Schale noch eine Feinstruktur geben muss,
die man als Unterschalen interpretieren kann.
5
Aufgabensammlung Chemie
A. Bärtsch, Kantonsschule Freudenberg
2. Radioaktive Aufgaben
2-1.
Worin unterscheiden sich 235U und 238U? Geben Sie Ihre Antwort in wenigen
Sätzen.
2-2.
235
U ist radioaktiv. Ergänzen Sie die folgende Zerfallsreihe:

235
92
Ac
90

90
84
Bi
Tl
207
82
Pb
stabil
2-3.
Erklären Sie den Begriff "kritische Masse" in ein bis zwei Sätzen.
2-4.
Aus einer Broschüre der Schweizerischen Gesellschaft der Kernfachleute
stammt der folgende Artikel. Sind Sie mit dieser Darstellung einverstanden?
Schreiben Sie Ihre persönliche Meinung, und untermauern sie diese mit guten
Argumenten!
Radioaktive Strahlung war immer in unserer Umwelt vorhanden und ist somit kein
vom Menschen erzeugtes Phänomen. Sie ist sogar die Quelle der Erdwärme. In der
Wirkungsweise der radioaktiven Strahlung gibt es keinen Unterschied zwischen
künstlich erzeugter und natürlicher Strahlung. Die radioaktiven Stoffe, welche wohl
negative Folgen für Mensch, Tier und Umwelt haben können, sind in einem KKW von
Anfang an im Brennstoff eingeschlossen und gelangen im Normalfall nur in
geringsten, behördlich kontrollierten Mengen an die Umwelt. Die Menge an
Radioaktivität in einem Endlager für kurzlebige, schwach- und mittelaktive Abfälle ist,
durch den radioaktiven Zerfall, nach etwa 300 Jahren vergleichbar mit der Aktivität
des umgebenden natürlichen Gesteins. Die hochaktiven Stoffe werden in ihrem
Endlager allein durch den Endlagerstahlbehälter schon für mindestens 1000 Jahre
von der Umwelt isoliert. In dieser Zeit sind bereits 99 % der Aktivität abgeklungen.
Im gleichen Masse wie man sich durch Isolation der elektrischen Kabel vor dem
elektrischen Schlag schützt, kann man sich durch geeignete Abschirmungen vor der
Radioaktivität schützen.
6
Aufgabensammlung Chemie
2-5.
A. Bärtsch, Kantonsschule Freudenberg
Vergleichen Sie die Energien, die bei der Spaltung von 1 kg Uran und der
Fusion von 1 kg Wasserstoff frei werden. Ihnen stehen die folgenden Angaben
zur Verfügung:
• Lichtgeschwindigkeit = 300'000'000 m/s;
• Massen: Masse des Neutrons = m[n] = 1.0087 u; m[2H] = 2.0140 u;
m[3H] = 3.01605 u; m[4He] = 4.0026 u; m[90Kr] = 89.9252 u;
m[143Ba] = 142.9267 u; m[235U] = 235.0439 u.
2-6.
Bei der Entstehung der Erde lagen die Uran-Isotope 235U (Halbwertszeit: 696
Mio. Jahre) und 238U (Halbwertszeit: 4.5 Mrd. Jahre) im gleichen Verhältnis
vor.
a) Wie gross ist dieses Verhältnis heute?
b) Schätzen Sie aus diesen Angaben das Alter der Erde ab.
7
Aufgabensammlung Chemie
A. Bärtsch, Kantonsschule Freudenberg
Lösungen
2-1.
235
U-Atome bestehen aus 92 Elektronen, 92 Protonen und 143 (= 235 - 92)
Neutronen. Das Isotop 238U besitzt 3 Neutronen mehr.
2-2.
235
92
227
90
211
82

U
90

Th
223
88

Pb
231
211

231
Th
91

219
Ra
86

207
Bi
83
81

Pa
89

Rn
215
84

Tl
227
207
82

Ac

Po
Pb
stabil
2-3.
Die kritische Masse ist die minimale Menge eines spaltbaren radioaktiven
Materials, in der gerade noch eine Kettenreaktion ablaufen kann. Nimmt man
weniger Material, treten zu viele Neutronen aus, ohne dass sie eine Spaltung
ausgelöst hätten, weil sie einfach keinen Atomkern getroffen haben.
2-4.
Einige Stichworte:
• Natürlich wird – wie es heute Mode ist – mit gesund verwechselt.
• Niemand spricht von einem Unfall.
• „300 Jahre“ und „mindestens 1000 Jahre“ sind eine lange Zeit.
• Die hochaktiven Abfälle müssen unbedingt mehr als 1000 Jahre tief unter
der Erdoberfläche eingeschlossen bleiben.
• Wenn 99 % zerfallen ist, heisst das noch lange nicht, dass 1 % harmlos ist.
• Der Vergleich mit dem elektrischen Strom hinkt: Strom lässt sich jederzeit
abstellen. Der radioaktive Zerfall dagegen lässt sich nicht beeinflussen,
weder beschleunigen noch bremsen.
8
Aufgabensammlung Chemie
2-5.
A. Bärtsch, Kantonsschule Freudenberg
Spaltung von Uran:
235
U + 1n  143Ba + 90Kr + 3 1n
Massendifferenz:
235,0439 + 1,0087 - 142,9267 - 89,9252 - 3 · 1,0087 = - 0,1746 u
236,0526 u nehmen um 0,1746 u ab
1 kg nimmt also um 0,7397 g ab was einer Energie von
E = m · c2 = 0,0007397 kg · (300'000'000 m/s)2 = 6,66 · 1013 J
Fusion der Wasserstoffisotope Deuterium und Tritium:
2
H + 3H  4He + 1n
Massendifferenz:
2,0140 + 3,01605 - 4,0026 - 1,0087 =
von 5,0301 u werden 0,0188 u in Energie umgewandelt
von 1 kg werden 3,728 g zu Energie
E = m · c2 = 0,003728 kg · (300'000'000 m/s)2 = 3,36 · 1014 J
Bei der Fusion wird etwa 5 Mal mehr Energie frei.
2-6.
Nehmen Sie zum Lösen der Aufgaben das Periodensystem zu Hilfe.
a) 238U: 99.275 %; 235U: 0.720 % => Verhältnis 238U : 235U = 138 : 1
b) Setzen wir 238U = a und 235U = b,
dann gilt für die Zahl der noch vorhandenen Kerne n(t) nach der Zeit t
n a (t)  n a,0  2

t
t1/2
 n a,0  2
t
4500
resp.
n b (t)  n b,0  2
t
t1/2
 n b,0  2
Da nach Ablauf der gesuchten Zeit t das Kernverhältnis

n a,0 1
 1
n b,0 1
und zur Zeit t = 0
t
t
696
n a (t) 138

 138 beträgt
n b (t)
1
betragen hat, ergibt sich sofort

t
n a (t) n a,0  2 4500 2 4500

 t
 138
t
696
n b (t) n  
2 696
b,0 2
Aufgelöst nach t erhält man für t einen Wert von knapp 5900 Mio. Jahren.

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Aufgabensammlung Chemie
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3. Aufgaben zu kovalenten Bindungen
3-1.
Bestimmen Sie die Summenformel des Aufputschmittels Ephedrin
H
O
N
H
3-2.
Jeans werden mit Indigo blau gefärbt. Bestimmen Sie die Summenformel
dieses Farbstoffs:
O
H
N
N
H
O
3-3.
Zeichnen Sie die Lewisformeln von CH4S C2F4 C2H3Cl und C3H4
Bitte geben Sie für die letzte Formel zwei verschiedene Lösungen an.
3-4.
Zeichnen Sie die Lewisformeln aller stabilen Isomere von C4H8
3-5.
Notieren Sie die Lewisformeln von N2, CH5N, S8, H2CO3 und NO
Bemerkungen:
1) Aus historischen Gründen wird die Summenformel von Kohlensäure mit
H2CO3 angegeben. Korrekt wäre CH2O3
2) An der Prüfung kann durchaus eine so hinterhältige Aufgabe, wie die Frage
nach der Lewisformel von NO kommen. Lassen Sie sich nicht beirren und
schreiben Sie warum die Aufgabe nicht lösbar ist.
3-6.
Gesucht sind die Lewisformeln und die Bindungswinkel von COCl2 und C3H6
3-7.
Notieren Sie die vereinfachte Strukturformel, markieren Sie die funktionelle
Gruppe mit Farbe und benennen Sie die Stoffklasse folgender Beispiele:
a) CH3COOH
b) CH3COCH3
c) (COOH)2
d) C6H5CHO
e) (CH3)2CCHCH2CH2CCH3CHCH2OH
f) H2NCH2COOH
10
Aufgabensammlung Chemie
A. Bärtsch, Kantonsschule Freudenberg
3-8.
Welche Moleküle sind planar? Bitte geben Sie eine kurze Begründung an.
C6H6, C6H12, C2H2, C2H4, CH3COCH3 und NH2CONH2
3-9.
Zeichnen Sie die Lewisformeln aller Isomere von C4H10O
3-10. Warum sind folgende Moleküle nicht stabil?
a) CH4CH2
b) H-O-O-O-O-O-H
c)
3-11. Zeichnen Sie je 3 Isomere von C3H7NO und HOOCC6H4OOCCH3
3-12. Notieren Sie die Strukturformeln, markieren Sie die funktionellen Gruppen mit
Farbe und benennen Sie die Stoffklassen:
a) CH3CHO
b) C6H5COCH3
c) CH3COCOOH
d) C6H5OH
e) HCOOCH2CH3
f) HOC6H5
3-13. Gesucht sind die Lewisformeln von Phosgen ClCOCl, das im 1. Weltkrieg als
Kampfstoff eingesetzt wurde und von
Methadon CH3CH2COC(C6H5)2CH2CHCH3N(CH3)2 , das Süchtigen als Ersatz
für Heroin verabreicht wird.
HO
3-14. Bestimmen Sie die Summenformel
von Tetrahydrocannabinol, dem
Wirkstoff von Haschisch:
O
3-15. Geben Sie die Lewisformeln an:
a) HSCN
b) C6H5CH2CHNH2COOH
c) CH3COOC6H5
3-16. Dioxine machten wegen ihrer Giftigkeit immer wieder Schlagzeilen. Geben Sie
die Summenformel des Tetrachlordibenzodioxins an:
Cl
O
Cl
Cl
O
Cl
11
Aufgabensammlung Chemie
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3-17. Stellen Sie die Moleküle räumlich dar und zeichnen Sie alle Wasserstoffatome
ein: a) CH3CHO
b) CH3COOCH2CH3
c) C6H5OH
3-18. Zeichnen Sie die Lewisformel des roten Farbstoffs der Tomate, dem Lycopin
mit der Formel
(CH3)2CCH(CH2)2CCH3(CH)3CCH3(CH)3CCH3(CH)4CCH3(CH)3CCH3(CH)3CCH3(CH2)2CHC(CH3)2
sowie die Lewisformel von Glutaminsäure HOOC(CH2)2CH(NH2)COOH
3-19. Geben Sie die Lewisformeln der Kunststoffe an, die aus folgenden Monomeren
entstehen:
a) CH2CH2
b) C6H5CHCH2
c) CH3CHNH2COOH
3-20. Zeichnen Sie die Lewisformel des Esters, der
a) aus CH3CH2OH und C6H5COOH entsteht.
b) aus HOCH3 und HOOCCH2CH3 entsteht.
3-21. Verbessern Sie die folgenden Moleküle und kommentieren Sie die Fehler:
a)
b)
H
S
c)
H
d)
H
H
H
C
C
H
H
H
3-22. Notieren Sie die Gruppenformeln von a) C2H6O b) C4H8 c) CH2O2 d) C2Cl4
3-23. Wie sehen die folgenden drei Moleküle räumlich aus?
a) CH3CH2CH2OH
b) Kohlensäure mit der Formel CH2O3 die meist als H2CO3 geschrieben wird
c) H2CCCCH2
3-24. Zeichnen Sie die Lewisformeln des Insektizids DDT CCl3CH(C6H5Cl)2 und des
Lösungsmittels Acetonitril CH3CN mit korrekten Bindungswinkeln. Bitte
markieren Sie Atome, die in der Zeichnungsebene liegen, mit Farbe.
O
3-25. Gesucht ist die Summenformel des
weiblichen Sexualhormons Östron:
H-O
12
Aufgabensammlung Chemie
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3-26. Zeichnen Sie die Lewisformeln dreier Isomere von C3H4O2 und markieren Sie
die in einer gemeinsamen Ebene liegenden Atome farbig.
3-27. Zeichnen Sie die Lewisformeln von
a) Harnstoff H2NCONH2
b) CH2CCH3COOCH3 woraus Plexiglas hergestellt werden kann und
c) Zitronensäure HOC(COOH)(CH2COOH)2
3-28. Zeichnen Sie die Lewisformeln von Glycerin HOCH2CH(OH)CH2OH und von
Aspartam HOOCCH2CH(NH2)CONHCH(CH2C6H5)COOCH3
Glycerin wird als Feuchthaltemittel in Handcrèmes eingesetzt, und Aspartam
ist ein künstlicher Süssstoff.
H
3-29. Der Naturstoff Ephedrin hemmt den Appetit,
macht wach und wird gegen Asthma
eingesetzt. Wie kommen diese biologischen
Wirkungen zustande?
O
N
H
3-30. Welche Moleküle sind instabil und warum:
b) H O O
a)
c)
d) HCOOH
3-31. Bestimmen Sie die Summenformeln folgender Moleküle:
O
O
N
N
N
N
O
O
N
O
N
N
O
Nikotin
Koffein
Kokain
3-32. Bei Allergien schüttet der Körper zuviel Histamin aus. Bestimmen Sie die
Summenformel von Histamin.
N
NH2
Histamin
HN
13
Aufgabensammlung Chemie
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3-33. Warum haben Cocain und Amphetamin denselben Effekt auf den Menschen?
3-34. Drei verschiedene Kunststoffe sind in Ausschnitten dargestellt. Aus welchen
Molekülen lassen sie sich herstellen? Bitte zeichnen Sie die Lewisformeln.
a)
O
O
b)
N
H
O
N
H
N
H
c)
3. Lösungen
H
O
H
C
HC
3-1.
C10H15NO
CH
C
HC
CH
CH3
H
CH3
C
H
3-2.
N
CH
C16H10N2O2
H
3-3.
H
H
F
S
C
F
H
C
C
H
H
H
C
H
C
F
H
C
F
C
H
oder
H
H
H
C
C
H
3-4.
C
Cl
C
H
Es gibt 3 Isomere. Die Ringspannung macht ringförmige Moleküle instabil.
H
H
H
C
C
C
H
H
H
C
H
H
H
H
H
C
C
H
H
H
C
C
C
H
H
C
H
C
H
H
H
14
H
H
C
H
H
Aufgabensammlung Chemie
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S
3-5.
H
N
N
C
N
H
H
H
H
N
H

H


H
H
3-7.

C
C
S
S
S
S
O
H
S
O
= 120°
O

H
C



C

Cl
H

= 110°
Cl
Die Substanzen gehören zu folgenden Stoffklassen:
a) Carbonsäure; b) Keton; c) Carbonsäure; d) Aldehyd; e) Alkohol;
f) Amin & Carbonsäure –> eine sogenannte Aminosäure. Aminosäuren
verbinden sich zu Eiweissen
O
O
O
O
O
H
H
O
O
H
H
O
(a)
(b)
(c)
(d)
O
O
H
H2N
(e)
3-8.
H
C
O
Da Stickstoffatome 5 und Sauerstoffatome 6 Valenzelektronen
besitzen, muss bei NO ein Elektron allein bleiben. Moleküle mit
einsamen Elektronen sind reaktiv und werden Radikale genannt.
Wegen dem einsamen Elektron reagiert Stickstoffmonoxid mit den
Schleimhäuten und ist ein Luftschadstoff.
O
3-6.
S
S
OH
(f)
Räumliche Moleküle sind: C6H12 , CH3COCH3 , NH2CONH2 (überall
mindestens ein 110°-Winkel).
O
O
H3C
CH3
15
N
N
H H
H H
Aufgabensammlung Chemie
A. Bärtsch, Kantonsschule Freudenberg
Planare Moleküle sind: C6H6 , C2H4 (alles 120°-Winkel)
H
H
C
C
H
H
Linear ist: C2H2 (da 180°-Winkel). H
C
3-9.
OH
C
OH
OH
O
OH
O
O
3-10
H
a) C geht nur 4 Bindungen ein, nicht 5.
b) O-O-Einfachbindungen sind schwach.
c) Ringspannung
3-11.
O
NH
N
NH2
O
HO
O
N
H
N
O
NH2
HO
und andere
O
OH
O
O
O
O
O
O
O
H
O
OH
O
O
OH
O
und andere
O
16
Aufgabensammlung Chemie
A. Bärtsch, Kantonsschule Freudenberg
O
O
O
3-12. a) Aldehyd;
OH
b) Keton;
H
c) Keton &
Carbonsäure;
O
b)
a)
d) Alkohol;
OH
c)
O
e) Ester;
f) Alkohol.
H
O
d) + f)
e)
3-13.
O
Cl
Cl
O
N
3-14. C21H30O2
3-15.
H2N
S
H
O
C
O
N
H
a)
b)
O
c)
O
3-16. C12H4Cl4O2
H
O
3-17.
H
C
C
H
O
H
H
H
C
C
H
H
H
C
O
H
H
H
C
H
C
C
C
H
H
O
C
H
C
C
H
H
a) Acetaldehyd
b) Essigsäureethylester
17
c) Phenol ist planar
Aufgabensammlung Chemie
A. Bärtsch, Kantonsschule Freudenberg
3-18.
O
O
HO
OH
NH2
3-19.
H
N
a)
b)
O
O
H
N
N
H
O
c)
3-20.
O
O
O
O
a)
b)
3-21. a) Das Molekül muss gewinkelt gezeichnet werden H
(Bindungswinkel: 110 °);
b) korrekt
S
H
c) Die Ringspannung macht das Molekül instabil;
d) C-Atome gehen nur 4 Bindungen ein.
3-22. a) CH3CH2OH oder CH3OCH3 ;
(b) CH2CHCH2CH3 oder CH3CHCHCH3 oder (CH3)2CCH2 ;
(c) HCOOH
(d) Cl2CCCl2
3-23.
H
H
H
C
C
H
O
O
C
H H
H
H
H
O
H
(a)
C
H
O
(b) planar
18
H
C
C
H
C
H
(c) planar
Aufgabensammlung Chemie
A. Bärtsch, Kantonsschule Freudenberg
3-24.
Cl
Cl
H
Cl
DDT
C
N
H H
H
Cl
Cl
Acetonitril
Atome sind eingerahmt, wenn sie in derselben Ebene liegen.
3-25. C18H22O2
3-26.
O
O
·
H
OH
HO
OH
H H
O
HO
HO
H
OH
und andere
HO
3-27.
O
O
H2N
O
NH2
O
OH
O
OH
HO
HO
O
a)
b)
c)
3-28.
O
NH2
OH
HO
OH
HO
O
Glycerin
Aspartam
19
H
N
O
O
Aufgabensammlung Chemie
A. Bärtsch, Kantonsschule Freudenberg
3-29. Ephedrin gleicht dem Stresshormon Adrenalin und dem Neurotransmitter
Noradrenalin und wird deshalb mit diesen verwechselt. Adrenalin beschleunigt
den Herzschlag und erweitert die Bronchien. Die Vergrösserung der Atemwege
ist bei Asthma erwünscht. Noradrenalin hemmt den Appetit, macht wach und
euphorisch.
3-30. a) instabil (Ringspannung);
c) instabil (Ringspannung);
b) O-Atome gehen nur 2 Bindungen ein;
O
d) Ameisensäure ist stabil:
H
3-31. a) Nikotin: C10H14N2
b) Koffein: C8H10N4O2
C
O
H
c) Kokain: C17H21NO4 .
3-32. Summenformel von Histamin: C5H9N3
3-33. Beide führen zu mehr Noradrenalin in den Synapsen der Nervenzellen, die mit
diesem Transmitter funktionieren. Amphetamin hat dieselbe Gestalt wie
Noradrenalin und besetzt die Rezeptoren. Cocain hat eine andere Gestalt,
verhindert aber, dass Noradrenalin aus der Synapse entfernt wird.
3-34. a)
b)
H
H
N
C
O
20
O
c)
H
Aufgabensammlung Chemie
A. Bärtsch, Kantonsschule Freudenberg
4. Aufgaben zu Salzen
4-1.
Bestimmen Sie die Formeln folgender Salze und geben Sie die Ladungen der
Ionen an.
Calciumchlorid, Zinkoxid, Kupfer(I)-oxid, Blei(IV)-oxid, Chrom(III)-oxid,
Natriumsulfid, Eisen(III)-chlorid, Chlorwasserstoff und Lithiumaluminiumhydrid.
4-2.
Die folgenden Salze werden in Wasser gelöst. Formulieren Sie die
Reaktionsgleichung:
a) Calciumchlorid
b) Kupfer(II)-nitrat
c) Ammoniumsulfat
4-3.
Die folgenden Stoffe werden einzeln in Wasser gelöst und dann vermischt.
Formulieren Sie die Reaktionsgleichung. Was ist zu beobachten?
a) FeCl3 und NaOH
b) Kupfer(II)-sulfat und Natriumsulfid
c) Natriumbromid und Kaliumnitrat
4-4.
Welche Bindungen wirken zwischen den Atomen?
CH4 CaH2 Ca(OH)2 AgAu CH3COONa
4-5.
Gesucht sind die Formeln und Ladungen folgende Stoffe:
Mangan(IV)-oxid, Cäsiumhydrid, Blei(II)-sulfat, Bromwasserstoff, Kohlendioxid,
Chromdioxid, kristallwasserhaltiges Kupfer(II)-sulfat, Bariumhydroxid und
Ammoniumacetat.
4-6.
Bestimmen Sie die Ladungen in folgenden Substanzen:
FeCl3, CoCl2.6H2O, KMnO4 (Kaliumpermanganat), (CH3COO)2Cu,
Y2BaCu3O7 (ein Supraleiter) und FeO(OH) (Rost).
4-7.
Beurteilen Sie die Wasserlöslichkeit der angegebenen Stoffe und formulieren
Sie die Reaktionsgleichung für den Lösevorgang.
Silberbromid (das lichtempfindliche Material von analogen Filmen),
Magnesiumhydroxid, Ammoniumnitrat (ein gebräuchlicher Dünger), Titandioxid
(weisses Pigment in Farben, Zahnpasten usf.), Kupfer und Kalk.
21
Aufgabensammlung Chemie
4-8.
A. Bärtsch, Kantonsschule Freudenberg
a) Was ist die Gitterenergie und worauf ist sie zurückzuführen?
b) Warum löst sich Kochsalz - im Gegensatz zu Diamant - in Wasser auf?
Diamant besteht aus Kohlenstoffatomen.
4. Lösungen
Ca2+
ClZn2+
O2Cu+
O2Pb4+
O2Cr3+
O2Na+
S2Fe3+
ClMolekül: die Atome sind nicht geladen.
K+
Al3+
H-
4-1.
CaCl2
ZnO
Cu2O
PbO2
Cr2O3
Na2S
FeCl3
H-Cl
LiAlH4
4-2.
a) CaCl2(s)
b) Cu(NO3)2(s)
c) (NH4)2SO4(s)
4-3.
Ca2+(aq) + 2 Cl-(aq)
Cu2+(aq) + 2 NO3-(aq)
2 NH4+(aq) + SO42-(aq)
a) Fe3+(aq) + 3 Cl-(aq) + 3 Na+(aq) + 3 OH-(aq)
Fe(OH)3(s) + 3 Na+ + 3 Cles wird trübe, weil Eisenhydroxid schwer löslich ist und ausfällt
b) Cu2+(aq) + SO42-(aq) + 2 Na+(aq) + S2-(aq)
CuS(s) + 2 Na+(aq) + SO42-(aq)
die klare Mischung wird trübe, weil Kupfersulfid ausfällt
c) Na+(aq) + Br-(aq) + K+(aq) + NO3-(aq)
Na+(aq) + Br-(aq) + K+(aq) + NO3-(aq)
die Mischung bleibt klar, weil alle Salze sich leicht lösen und keine Reaktion
stattfindet
4-4.
Welche Bindungen wirken zwischen den Atomen?
CH4 kovalente Bindung zwischen C und H; die Substanz enthält Moleküle
CaH2 ionische Bindung zwischen Ca2+ und H-; die Substanz ist ein Salz.
Ca(OH)2 ionische Bindung zwischen Ca2+ und OH- ; kovalente Bindung
zwischen O und H; die Substanz ist ein Salz.
AgAu metallische Bindung zwischen Ag und Au; es handelt sich um eine
Legierung
22
Aufgabensammlung Chemie
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CH3COONa ionische Bindung zwischen CH3COO- und Na+ ; kovalente
Bindung zwischen C, H und O; die Substanz ist ein Salz.
4-5.
MnO2 Mn4+
O2CsH
Cs+
HPbSO4 Pb2+
SO42H-Br
Molekül: die Atome sind nicht geladen.
CO2
Molekül: die Atome sind nicht geladen.
CrO2
Cr4+
O2CuSO4.5 H2O
Cu2+
SO42Ba(OH)2 Ba2+ OHCH3COONH4 CH3COONH4+
4-6.
Fe3+
Co2+
K+
Cu2+
Y3+
Fe3+
4-7.
a) AgBr(s)
Ag+(aq) + Br-(aq)
Die Merkregel sagt nichts zur Löslichkeit.
ClClMn7+ O2CH3COOBa2+ Cu2+ O2O2- OH-
b) Mg(OH)2(s)
Mg2+(aq) + 2 OH-(aq)
Hydroxide sind oft schwer löslich.
c) NH4NO3(s)
NH4+(aq) + NO3-(aq)
Nitrate sind immer leicht löslich.
d) TiO2 (s)
Ti4+(aq) + 2 O2-(aq)
Die Merkregel sagt nichts zur Löslichkeit.
e) Cu ist nicht geladen und löst sich - wie alle Metalle - nicht auf.
f) Kalk = Calciumcarbonat
CaCO3(s)
Ca2+(aq) + CO32-(aq)
Carbonate sind oft schwer löslich.
4-8.
a) Die Gitterenergie wird benötigt, wenn ein Salz in die Ionen zerlegt wird. Die
Ionen ziehen sich an. Beim Zerlegen muss man gegen diese Kräfte
ankämpfen.
b) Im Kochsalz gibt es Kationen und Anionen. Die polaren Wassermoleküle
ziehen die Ionen an und entführen sie in die Lösung.
Im Diamanten bilden ungeladene Kohlenstoffatome ein Gitter. Es gibt keine
Kräfte zwischen Kohlenstoffatomen und Wassermolekülen.
23
Aufgabensammlung Chemie
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5. Aufgaben zu
Polarität & zwischenmolekularen Kräften
5-1.
Lösen sich die angegebenen Substanzen in Wasser? Begründen Sie Ihre
Antwort.
KNO3, CaCO3, CH3CH2OH, CH3COCH3, C6H6, CH3(CH2)14COOH
5-2.
Wie viele Phasen entstehen, wenn KNO3, CaCO3, C6H6, Wasser und
CH3(CH2)14COOH gemischt werden?
5-3
Geben Sie eine Flüssigkeit an, worin sich die angegebenen Substanzen lösen
und begründen Sie Ihre Antwort.
Cu(CH3COO)2, C6H12O6, CH2O, C7H16, (CH3CH2)2O
5-4.
Zeichnen Sie die Lewisformeln der Moleküle und die Wasserstoffbrücken, die
sie zu Wasser bilden:
CH3CH2OH, CH3COCH3, C6H6, CH3(CH2)14COOH
5-5.
Markieren Sie die Partialladungen in den angegebenen Molekülen.
CH3CH2OH, CH3COCH3, C6H6, CH3CONH2
5-6.
Welche Moleküle sind polar?
CH3COOH, HCl, CH2O, C7H16 oder (CH3CH2)2O?
5-7.
Erklären Sie in wenigen Sätzen, warum sich Acetaldehyd CH3CHO in Benzin
löst.
5-8.
Geben Sie an, welche der aufgeführten Stoffe wasserlöslich sind und
begründen Sie Ihre Antwort:
Cobalt(II)-nitrat, Schwefelwasserstoff, Magnesiumcarbonat, Natrium
5-9.
Ordnen Sie die angegebenen Stoffe nach steigendem Schmelzpunkt und
begründen Sie Ihre Antwort.
CH3COOH CH2O CH3(CH2)16COOH Al2O3 Na2S
24
Aufgabensammlung Chemie
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5-10. Zeichnen Sie die Lewisformeln der aufgeführten Moleküle. Geben Sie dann für
jedes Molekül an, wo sich Wasserstoffbrücken bilden können.
HCHO, CH3OCH3, N(CH2COONa)3, HSCH2CH(NH2)COOH.
5-11. Zählen Sie fünf verschiedene Gase auf und überlegen Sie sich, wie Sie einer
Formel ansehen können, dass es sich um ein Gas handelt.
5-12. Wie viel Wärme wird bei der Verbrennung von Acetylen C2H2 in einem
Schweissbrenner frei?
5-13. Was wäre, wenn es keine Wasserstoffbrücken gäbe?
5-14. Warum schwimmt Eis auf Wasser?
5-15. Ordnen Sie die angegebenen Stoffe nach steigendem Schmelzpunkt und
begründen Sie Ihre Antwort.
CH4 ZnO CH3SH HOOCCOOH CH3(CH2)5COOH CH3(CH2)5COONa
5-16. Warum leiten Metalle den elektrischen Strom?
5-17. Warum bilden Metallatome keine kovalenten Bindungen?
5-18. Formulieren Sie die Reaktionsgleichungen:
a) Butan C4H10 brennt.
b) Quecksilber(II)-oxid zerfällt beim Erhitzen zu Sauerstoff und Quecksilber.
c) Kupfer(II)-acetat löst sich in Wasser.
d) Chlorwasserstoff reagiert mit Natriumcarbonat zu Natriumchlorid, Wasser
und Kohlendioxid
e) Stickstoffmonoxid und Sauerstoff werden zu Stickstoffdioxid.
f) Silber reagiert mit Chlor zu Silber(I)-chlorid.
g) In einer wässrigen Lösung fallen Silber-Ionen und Chlorid-Ionen aus: es
entsteht Silber(I)-chlorid.
25
Aufgabensammlung Chemie
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5. Lösungen
5-1.
K+NO3– ist ein Salz und löst sich gut in Wasser, da es sich um ein Nitrat
handelt.
Ca2+CO32– (Kalk), ist ebenfalls ein Salz, doch löst es sich schlecht in Wasser,
da es sich um ein Carbonat handelt.
und (2) sind gut wasserlöslich, weil sie mit Wassermolekülen
Wasserstoffbrücken bilden können und ihre apolaren Molekülteile
verhältnismässig klein sind.
(1)
(3) und (4) lösen sich nicht in Wasser, da die apolaren Molekülteile
überwiegen.
O
OH
(1)
(2)
(3)
O
OH
(4)
5-2.
Es bilden sich 3 Phasen. Begründung: C6H6 und CH3(CH2)14COOH mischen
sich und bilden eine apolare, flüssige Phase; KNO3 löst sich in Wasser und
bildet eine polare, flüssige Phase; CaCO3 ist in beiden Phasen unlöslich und
liegt in einer dritten, festen Phase vor.
5-3.
Cu2+(CH3COO)2– ist ein Salz, das sich leicht in Wasser lösen lässt: Acetate
CH3COO– lösen sich gut in Wasser.
C6H12O6 (Glukose, (1)) kann zahlreiche Wasserstoffbrücken bilden und lässt
sich demnach leicht in Wasser lösen.
CH2O (Formaldehyd, (2)) ist wegen seiner Fähigkeit, mit Wasser
Wasserstoffbrücken zu bilden, ebenfalls gut in Wasser löslich.
C7H16 (Heptan, (3)) vermag keine Wasserstoffbrücken zu bilden und widersetzt
sich einer Vermischung mit apolaren Flüssigkeiten nicht. Es löst sich
beispielsweise in Benzin Benzol C6H6 oder Ether (4).
(CH3CH2)2O ("Ether", genauer Diethylether (4)) bildet mit Wasser zu wenig
Wasserstoffbrücken und ist daher nur schlecht in Wasser löslich. Hingegen löst
sich Ether gut in apolaren Flüssigkeiten wie (3) oder Benzol C6H6.
26
Aufgabensammlung Chemie
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H OH
H
HO
HO
O
O
H
H
H
H HO
OH
(1)
H
(2)
O
(3)
5-4.
(4)
Benzol (3) kann weder aktiv noch passiv Wasserstoffbrücken eingehen.
O
O
H
(1)
(2)
(3)
O
O
H
(4)
5-5.
Benzol (3) weist praktisch keine Partialladungen auf.
H
+
Р
Р
O
O
+
O
Р
(1)
5-6.
H
N
+
Р
(2)
(3)
+
H +
(4)
Weil Sauerstoffatome eine grosse Elektronegativität besitzen, weisen die
Moleküle (1)-(3) viele Partialladungen auf und sind polar.
Der Kohlenwasserstoff (4) dagegen ist apolar, weil die C- und H-Atome fast
dieselbe Elektronegativität aufweisen und deshalb nur winzige Partialladungen
vorliegen. Dieethylether (5) hat 2 polare Bindungen zum Sauerstoff und viele
apolare Bindungen zwischen C- und H-Atomen. Dieethylether wird deshalb als
apolar eingestuft.
27
Aufgabensammlung Chemie
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O
O
O
H Cl
H
H
(1)
(2)
H
(3)
O
(4)
5-7.
(5)
Acetaldehyd lässt sich in Benzin lösen, weil sich zwischen den
Acetaldehydmolekülen keine Wasserstoffbrücken bilden können und die
Benzinmoleküle deshalb zwischen Acetaldehydmoleküle die schlüpfen können.
O
H
C
C
O
H
H H
H
C
C
H
H H
Anders ausgedrückt: Es gibt keine Kräfte, die einer Vermischung, welche
infolge der Wärmebewegung von selbst stattfindet, entgegenwirken.
5-8.
• Co(NO3)2 ist ein Salz und wie alle Nitrate leicht wasserlöslich.
• Schwefelwasserstoff H2S bildet keine Wasserstoffbrücken und löst sich
darum kaum in Wasser.
• MgCO3 ist ein schwerlösliches Salz (fast alle Carbonate sind schwerlöslich).
• Natrium ist ein Metall und lässt sich in elementarer Form nicht in Wasser
lösen. In Wasser gegeben, wird es zu Na+, das sich gerne aquotisiert.
Natrium löst sich also, weil es mit Wasser reagiert.
5-9.
Reihenfolge der Schmelzpunkte, beginnend mit dem tiefsten Wert:
CH2O < CH3COOH < CH3(CH2)16COOH < Na2S < Al2O3
Begründung:
• CH2O-Moleküle bilden unter sich keine Wasserstoffbrücken.
• CH3COOH-Moleküle können untereinander Wasserstoffbrücken bilden.
• CH3(CH2)16COOH-Moleküle können untereinander ebenfalls
Wasserstoffbrücken bilden. Sie besitzen aber mehr Elektronen. Die
Moleküle üben beachtliche vdW-Kräfte aufeinander aus.
• Natriumsulfid ist ein Salz, dessen Ionen wegen der elektrischen Ladung
zusammengehalten werden.
• Aluminiumoxid ist ebenfalls ein Salz. Weil dessen Ionen stärker geladen
sind als die Ionen des Natriumsulfids, ergeben sich zwischen ihnen stärkere
Kräfte als beim Natriumsulfid und damit ein höherer Schmelzpunkt.
28
Aufgabensammlung Chemie
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5-11. Diejenigen H-Atome, die Wasserstoffbrücken ausbilden können, sind fett
gedruckt:
O
H
O
O
O
H
O
Na
H
N
Na
H
O
N
O
H
O
Na
O
S
O
H
5-11. Bei Raumtemperatur gasförmig sind z. B.: H2, N2, CO2, CH4 (Methan), C2H6,
H2S, Cl2 oder HCHO (Formaldehyd). Gase bestehen aus kleinen Molekülen,
die keine Wasserstoffbrücken untereinander bilden. Weil die Moleküle klein
sind, enthalten sie wenige Elektronen und die vdW-Kräfte sind schwach.
5-12. Verbrennung von Ethin (=Acetylen, C2H2):
H C C H
H C C H
O O
+
O O
O C O
O O
O C O
O O
O C O
O C O
H
+
H
O
O
H
H
O O
2 · 839
4 · 413
______
3330
5 · 498
8 · 803
4 · 463
______
2490
______
6424
______
1852
6424 kJ + 1852 kJ - 3330 kJ - 2490 kJ = 2456 kJ
Es werden 2456 kJ frei.
5-13. Es gibt viele Antworten. Hier einige Beispiele:
• Die Schmelz- und Siedetemperaturen vieler Stoffe wären tiefer. Es gäbe
deshalb weder Regen noch Meer auf der Erde und Kolumbus hätte Amerika
zu Fuss entdeckt.
• Weil das Wasser bei Raumtemperatur gasförmig wäre, müssten Lebewesen
verdursten.
• Die Erbsubstanz DNA könnte ohne Wasserstoffbrücken nicht funktionieren.
• Die Proteine würden ihre Form und damit ihre Funktion verlieren.
• Eisberge würden im Wasser versinken.
• Alle Flüssigkeiten würden sich miteinander mischen und apolare Stoffe
würden sich in Wasser lösen.
29
Aufgabensammlung Chemie
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5-14. Im Eis rücken die Wassermoleküle ein wenig auseinander, damit sie viele
Wasserstoffbrücken bilden können. Eis hat damit eine geringere Dichte und
schwimmt auf dem Wasser.
5-15. Reihenfolge der Schmelzpunkte, beginnend mit dem tiefsten Wert:
CH4 < CH3SH < CH3(CH2)5COOH < HOOCCOOH < CH3(CH2)5COONa <
ZnO
Begründung in Stichworten:
• CH4-Moleküle: keine Wasserstoffbrücken; geringe vdW
• CH3SH: keine Wasserstoffbrücken; mittelstarke vdW
• CH3(CH2)5COOH: Wasserstoffbrücken; grössere vdW
• HOOCCOOH: viele Wasserstoffbrücken; mittelstarke vdW
• CH3(CH2)5COONa: Salz mit einfach geladenen Ionen
• Zinkoxid: Salz mit doppelt geladenen Ionen
5-16. Weil sich die äussersten Elektronen bewegen können und nicht bei einem
Atom bleiben müssen. Wenn Strom fliesst werden Elektronen vom Minus- zum
Plus-Pol verschoben.
5-17. Metallatome besitzen einige wenige Valenzelektronen. Wenn diese Elektronen
kovalente Bindungen eingehen erreicht das Metallatom den Edelgaszustand
nicht.
5-18. a) 2 C4H10 + 13 O2
b) 2 HgO
c) Cu(CH3COO)2
8 CO2 + 10 H2O
2 Hg + O2
Cu2+(aq) + 2 CH3COO–(aq)
d) 2 HCl + Na2CO3
2 NaCl + CO2 + H2O
e) 2 NO + O2
2 NO2
Bemerkung: Sowohl Stickstoffmonoxid als auch Stickstoffdioxid sind
Luftschadstoffe. Die Lewisformeln dieser Stoffe weist ein einzelnes Elektron
auf.
f) 2 Ag + Cl2
2 AgCl
g) Ag+(aq) + Cl–(aq)
2 AgCl(s)
Bemerkung: Silberchlorid ist schwer löslich.
30
Aufgabensammlung Chemie
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6. Aufgaben zur Stöchiometrie
6-1.
a) Wie viel Ester CH3COOCH2CH3 kann aus 30 g Essigsäure CH3COOH und
25 g Ethanol CH3CH2OH maximal entstehen?
b) Welche Ausbeute wurde erzielt, wenn 30 g Essigsäure und 25 g Ethanol zu
30 g Ester reagierten?
c) Zeichnen Sie die Lewisformeln der Stoffe.
6-2.
a) Ameisensäuremethylester HCOOCH3 kann aus Methanol und Ameisensäure hergestellt werden. Stellen Sie die Reaktionsgleichung auf, wobei Sie
die auftretenden Stoffe als Lewisformel zeichnen.
b) Wie viel Methanol und Ameisensäure werden für die Herstellung von 15 g
Ameisensäuremethylester HCOOCH3 benötigt?
6-3.
Wie viel Magnesiumoxid entsteht bei der Verbrennung von 5 g Magnesium im
besten Fall?
6-4.
Wie viel Stickstoffmonoxid kann aus 20 g Stickstoff und 20 g Sauerstoff
höchstens entstehen?
6-5.
Wie viele Liter Stickstoffmonoxid entstehen aus 20 Liter Stickstoff und 20 Liter
Sauerstoff (Angabe bei Raumtemperatur und Normdruck)?
6-6.
0,01 g Brom verdunsten im Schulzimmer (Abmessungen 7 m lang, 7 m breit
und 4 m hoch). Berechnen Sie die Anzahl der Brommoleküle, die in einem
Kubikzentimeter anzutreffen sind.
6-7.
Wie viel Sauerstoff ist für eine maximale Explosion von 1 Liter Propan C3H8
nötig?
6-8.
a) Formulieren Sie die Reaktionsgleichung für die Explosion von
Schwarzpulver: Schwefel, Kaliumnitrat und Kohlenstoff reagieren zu
Kaliumsulfid, Stickstoff und Kohlendioxid.
b) Warum explodiert die Mischung?
31
Aufgabensammlung Chemie
6-9.
A. Bärtsch, Kantonsschule Freudenberg
Am 4. Dez. 2008 kostete 1 g Gold Fr. 29.55. Wie teuer war ein Goldatom?
6-10. Blei(II)-chromat PbCrO4 dient als Künstlerfarbe. Wie viel Blei(II)-chromat kann
aus 100 g Blei(II)-nitrat und 100 g Kaliumchromat im besten Fall entstehen?
Pb(NO3)2 + K2CrO4
6-11
PbCrO4 + 2 KNO3
Salzsäure entsteht, wenn das Gas Chlorwasserstoff mit Wasser in Kontakt
kommt. Zum Beispiel: 1 Liter Chlorwasserstoff wird in 2 Liter Wasser gelöst.
a) Wie gross ist die Konzentration in mol/l?
b) Wie viel Gramm Chlorwasserstoff wurden im Wasser gelöst?
6-12
Chlorwasserstoff reagiert mit Eisen(II)sulfid zu Schwefelwasserstoff und
Eisen(II)chlorid:
2 HCl + FeS
H2S + FeCl2
a) Wie viel Gramm HCl wird für die vollständige Umsetzung von 100 g
Eisen(II)-sulfid benötigt?
b) Schwefelwasserstoff ist gasförmig und stinkt entsetzlich nach faulen Eiern.
Wie gross ist das Volumen des entstehenden Schwefelwasserstoffs?
6. Lösungen
6-1.
Es entsteht maximal 44 g (0,5 mol) Ester.
O
O
+
OH
+
HO
H2O
O
30 g
25 g
44 g
–
60 u
46 u
88 u
–
0.5 mol
0.54 mol
0.5 mol
–
0.04 mol
Überschuss
Die Ausbeute beträgt 68 %.
32
Aufgabensammlung Chemie
6-2.
Es werden 8 g Methanol und 11.5 g Ameisensäure benötigt:
O
+
H
6-3.
OH
H H
C
HO
H
O
H
H H
C
O
H
+
H2O
11.5 g
8g
15 g
–
46 u
32 u
60 u
–
0.25 mol
0.25 mol
0.25 mol
–
Im besten Fall wird 8.3 g Magnesiumoxid gebildet:
2 Mg
6-4.
A. Bärtsch, Kantonsschule Freudenberg
+
O2
2 MgO
5g
–
8.3 g
24.3 u
–
40.3 u
0.21 mol
–
0.21 mol
Es entstehen 37,5 g Stickstoffmonoxid:
+
O2
2 NO
20 g
20 g
37.5 g
28 u
32 u
30 u
0.71 mol
0.625 mol
0.625 mol
N2
Überschuss
6-5.
Im besten Fall entstehen 40 Liter Stickstoffmonoxid:
+
O2
2 NO
N2
20 l
–
40 l
24 l = 1 mol
–
1 mol = 24 l
20 l = 0.83 mol
–
2 · 0.833 mol = 40 l
Die Aufgabe lässt sich auch ohne Rechnung lösen: Da aus einem StickstoffMolekül bei der Reaktion zwei Moleküle Stickstoffmonoxid entstehen und alle
Gase das gleiche Volumen einnehmen, muss das Volumen des Stickstoffmonoxids doppelt so gross sein wie das Volumen des in die Reaktion
eingesetzten Stickstoffs.
6-6.
Die Formel von Brom ist Br2; ein Molekül besteht aus 2 Bromatomen.
Volumen des Schulzimmers 196 m3 = 196000000 cm3.
1 cm3 des Schulzimmers enthält nach vollkommener Verteilung 192 Milliarden
Brommoleküle.
33
Aufgabensammlung Chemie
6-7.
oder :
oder
6-8.
A. Bärtsch, Kantonsschule Freudenberg
C3H8
+
1 mol benötigen
24 l
1l
5 O2
5 mol
120 Liter
5 Liter
3 CO2 + 4 H2O
a) S8 + 16 KNO3 + 24 C
8 K2S + 24 CO2 + 8 N2
zur Vereinfachung formulieren viele Chemikerinnen und Chemiker die
Gleichung mit S, obwohl Schwefel aus S8-Molekülen besteht:
S + 2 KNO3 + 3 C
K2S + 3 CO2 + N2
b) Schwarzpulver explodiert, weil die Reaktion schnell abläuft und
Kohlendioxid und Stickstoff gasförmig sind: das Volumen nimmt fast
schlagartig zu und lässt die Hülle bersten.
6-9.
6-10.
196,97 g sind 1 mol Gold
1 g enthalten 0,00508 mol oder 3·1021 Atome
1 Goldatom kostet demnach Fr. 29.55 : (3) = Fr. 9,67·10-21 das sind
0,000 000 000 000 000 000 967 Rappen
1 Goldatom ist also recht billig!
Pb(NO3)2
+
K2CrO4
PbCrO4
100 g
100 g
166 g
331 u
194 u
323 u
0,302 mol
Überschuss
0,515 mol
0,515 mol
+
2 KNO3
6-11. 1 mol Gas beansprucht bei 25 °C und Normaldruck ein Volumen von 24 Litern
1 L enthält 0,042 mol HCl
a) Konzentration: 0,042 mol : 2L = 0,021 M
b) 1 mol HCl haben eine Masse von 36,5 g
0,042 mol HCl haben eine Masse von 1,5 g
6-12.
HCl
FeS
83,0 g
100 g
36,5 u
87,91 u
2,28 mol
1,14 mol
H2S
1,14 mol
1,14 · 24 L = 27 Liter
bei 25 °C und 1 bar
34
Aufgabensammlung Chemie
A. Bärtsch, Kantonsschule Freudenberg
7. Aufgaben zur Reaktionsgeschwindigkeit
7-1.
Wo lassen sich Spaghetti schneller zubereiten, im sonnigen Lugano oder im
Freudenberg bei Regenwetter?
7-2.
Wie gross ist Konzentration in mol/l, wenn 10 g Schwefelsäure H2SO4 in
200 ml Wasser gelöst werden?
7-3.
Warum beeinflusst die Temperatur die Reaktionsgeschwindigkeit stärker als
die Konzentration?
7-4.
Erklären Sie in einigen Sätzen, warum der Katalysator im Auto kein Filter ist.
7-5.
Warum gibt es heute nur noch bleifreies Benzin zu kaufen?
35
Aufgabensammlung Chemie
A. Bärtsch, Kantonsschule Freudenberg
7. Lösungen
7-1.
Lugano liegt tiefer als Zürich. Deshalb ist in Lugano der Luftdruck höher, das
Wasser kocht bei einer etwas höheren Temperatur und die Spaghetti werden
schneller gar. Gemäss der RGT-Regel beschleunigt eine kleine
Temperaturerhöhung die Reaktionen beachtlich.
7-2.
Schwefelsäure H2SO4 2 · 1u + 32 u + 4 · 16u = 98u
98 g entsprechen 1 mol und 10 g 0,102 mol
in 200 ml sind 0,102 mol oder in 1000 ml sind 0,510 mol gelöst
Die Konzentration beträgt also 0,510 M
7-3.
Je grösser die Konzentration, desto grösser ist die Chance, dass sich die
Eduktmoleküle treffen und zu Produkten werden: die Reaktionsgeschwindigkeit
ist proportional zur Konzentration.
Bei höherer Temperatur bewegen sich die Eduktmoleküle schneller und
stossen deshalb häufiger zusammen. Die Stösse sind zudem heftiger und
führen häufiger zu Produkten. Deshalb erhöht eine Erwärmung die
Reaktionsgeschwindigkeit stark, was in der RGT-Regel zum Ausdruck kommt.
7-4.
An der Oberfläche des Katalysators reagieren die giftigen Schadstoffe zu
harmlosen Substanzen: Kohlenmonoxid, Stickoxide und Kohlenwasserstoffe
werden in Kohlendioxid, Stickstoff und Wasserdampf verwandelt. Nichts
verbleibt im Katalysator.
Bei Filtern ist das anders. Filter halten feste Stoffe zurück. Da die Schadstoffe
gasförmig sind, könnte ein Filter sie nicht aus dem Abgas entfernen.
7-5.
Blei reagiert mit dem Platin und deaktiviert so den Katalysator. Ausserdem
sollte Blei nicht in die Umwelt gelangen, weil es über den Boden und die
Pflanzen in Menschen und Tiere gelangt und sich in den Knochen anreichert,
denn Säugetiere können Blei kaum ausscheiden.
36
Aufgabensammlung Chemie
A. Bärtsch, Kantonsschule Freudenberg
8. Aufgaben zu Gleichgewichtsreaktionen
8-1.
Das Lösungsmittel Methanol (CH3OH) wird in chemischen Fabriken in einer
exothermen Reaktion aus Kohlenmonoxid (CO) und Wasserstoff hergestellt.
Bei 250 °C stellt sich ein Gleichgewicht ein.
Wie wirken sich die unten angegebenen Änderungen der
Reaktionsbedingungen auf die Konzentrationen von Methanol, Wasserstoff
und Kohlenmonoxid aus?
a) Das Volumen des Behälters wird halbiert.
b) Die Temperatur wird auf 350 °C erhöht.
c) Methanol wird entfernt.
8-2.
NOCl zerfällt zu Stickstoffmonoxid und Chlor.
a) Formulieren Sie die Reaktionsgleichung.
b) Bei 462 °C wurden in einem Gefäss von 2 Litern 2.68 mol NOCl, 1.32 mol
Stickstoffmonoxid und 0.66 mol Chlor gemessen. Berechnen Sie aus diesen
Angaben den Wert der Gleichgewichtskonstante K.
8-3.
Stickstoff reagiert mit Wasserstoff zu Hydrazin (N2H4). Es stellt sich ein
Gleichgewicht ein.
a) Formulieren Sie die Reaktionsgleichung.
b) Hat die Temperatur einen Einfluss auf dieses Gleichgewicht? Erklärung?
c) Beeinflusst der Druck dieses Gleichgewicht? Erklärung?
8-4.
In einem Reaktionsgemisch wurden folgende Konzentrationen gemessen: Die
Konzentration von Wasserstoff betrug 0,02 M, jene von Iod 0,02 M und
schliesslich jene von Iodwasserstoff 0,16 M. Vier Stunden später wurden die
Konzentrationen erneut bestimmt: Sie hatten sich überhaupt nicht verändert.
a) Wie gross war die Gleichgewichtskonstante?
b) Wie gross war die Konzentration von Iodwasserstoff, wenn in einem andern
Versuch unter den gleichen Bedingungen, eine Wasserstoffkonzentration
von 0,01 M und eine Iodkonzentration von 1 M vorlagen?
8-5.
Wie viel mol Cl2 bilden sich im Gleichgewicht, wenn 1 mol PCl5 in einem
Gefäss von 10 Liter Volumen auf 250 °C erwärmt wird? Bei 250 °C hat K den
Wert 0,041.
PCl5(g)
PCl3(g) + Cl2(g)
37
Aufgabensammlung Chemie
8-6.
A. Bärtsch, Kantonsschule Freudenberg
Die endotherme Reaktion von Kohlenstoff mit Kohlendioxid zu Kohlenmonoxid
hat den Gleichgewichtszustand erreicht.
a) Formulieren Sie die Reaktionsgleichung und das Massenwirkungsgesetz
Wie wird das Gleichgewicht beeinflusst, wenn
b) Kohlendioxid zugegeben wird?
c) die Temperatur erhöht wird?
d) der Druck vermindert wird?
Bitte begründen Sie Ihre Aussage kurz.
8-7.
Bei Raumtemperatur beträgt die Gleichgewichtskonstante für die Umwandlung
von Ozon O3 in Sauerstoff 2×1057.
a) Wie lautet das Massenwirkungsgesetz?
b) Berechnen Sie den Bruchteil an Ozon, der dank der angegebenen Reaktion
in Luft vorkommt. Ein Liter Luft enthält 0,033 mol Stickstoff und 0,008 mol
Sauerstoff.
c) Das Resultat von Aufgabe b zeigt, dass es praktisch kein Ozon gibt und
deshalb Ozon in der Atmosphäre gar nicht vorkommt. Wo liegt der Fehler
dieser Aussage?
8. Lösungen
8-1.
Methanol verdampft bei 65 °C. Also sind alle Stoffe bei Reaktionsbedingungen
gasförmig:
CO (g)
+
2 H2 (g)
CH3OH (g)
K =
[CH3OH]
[CO] · [H2]2
Gemäss dem Prinzip von Le Châtelier ändern sich die Konzentrationen wie
folgt:
a) Da die Edukte mehr Volumen beanspruchen als das entstehende Methanol,
verschiebt sich das Gleichgewicht bei Druckerhöhung nach rechts: aus 3
mol Gas wird 1 mol Gas.
b) Die Temperaturerhöhung begünstigt die endotherme Reaktionsrichtung –
das Gleichgewicht verschiebt sich in der Folge nach links.
c) Damit der Wert der Gleichgewichtskonstante konstant bleibt, muss aus
Kohlenmonoxid und Wasserstoff laufend Methanol nachgebildet werden.
Das Gleichgewicht verschiebt sich demnach nach rechts.
38
Aufgabensammlung Chemie
8-2.
A. Bärtsch, Kantonsschule Freudenberg
K =
2 NO + Cl2 (g)
a) 2 NOCl (g)
[NO]2 · [Cl2]
[NOCl]2
b) Die Konzentrationen für die einzelnen Stoffe betragen:
[NOCl] = 1.34 M; [NO] = 0.66 M; [Cl2] = 0.33 M.
Eingesetzt in die Formel für die Gleichgewichtskonstante ergibt dies einen
Wert von K = 0.08.
8-3.
a)
N2 (g)
+
N 2H 4
2 H2 (g)
b) Die Reaktionswärme ergibt sich aus den Bindungsenergien:
H
H
N
H
H
N
H
N
N
H
H
H
945
2 . 436
4 . 391 + 163
Bei der Bildung von Hydrazin wird Wärme verbraucht: nämlich 90 kJ pro mol
Hydrazin. Wenn ein Reaktionsgemisch, das das Gleichgewicht erreicht hat,
erwärmt wird, wird mehr Hydrazin gebildet. Man sagt: Das Gleichgewicht
verschiebt sich nach rechts.
c) Hydrazin ist bei Raumtemperatur flüssig, weil zwischen den Molekülen
Wasserstoffbrücken wirken. Bei hohen Temperaturen verdampft es. 1 mol
gasförmiges Hydrazin braucht aber auch in diesem Fall weniger Platz als
1 mol Stickstoff und 2 mol Wasserstoff. Unter Druck entsteht also mehr
Hydrazin. Das Gleichgewicht verschiebt sich nach rechts.
8-4.
a)
H2(g) + I2(g)
Konzentrationen im
Gleichgewicht
K =
[HI]2
[H2] · [I2]
0,02
0,02
0,162
=
= 64
0,02 · 0,02
39
2 HI(g)
0,16 M
Aufgabensammlung Chemie
A. Bärtsch, Kantonsschule Freudenberg
b)
[HI]2
K =
[HI] = 0,8 mol/L
= 64
0,01 · 1
8-5.
Anfangskonzentration
im Gleichgewicht
x x
K=
= 0,041
0.1 x
PCl5(g)
0.1 M
0,1 - x
PCl3(g) + Cl2(g)
0
0
x
x
Die Lösung der quadratischen Gleichung ergibt x = 0,0467 mol
Antwort: Im Gefäss mit 10 Liter Volumen bilden sich 0,467 mol Chlor.

8-6.
a) C(s) + CO2(g)
2 CO(g)
K =
[CO]2
[C] · [CO2]
b) Le Châtelier: Wenn CO2 zugegeben wird, wird C verbraucht und vermehrt
CO gebildet. K bleibt konstant.
c) Le Châtelier: Wenn die Temperatur steigt, wird mehr Kohlenmonoxid
gebildet, weil die Bildung von CO Wärme verbraucht (endotherme
Reaktion). K wird grösser.
d) Das Volumen der beteiligten Gase ist viel grösser als das Volumen des
festen Kohlenstoffs. Wenn 1 mol CO2 zu 2 mol CO wird, nimmt das
Volumen zu. Wird der Druck vermindert, so entsteht mehr Kohlenmonoxid,
was den Druck wieder etwas ansteigen lässt.
8-7.
a) 2 O3(g)
3 O2(g)
K =
[O2]3
[O3]2
b)
K =
0,0083
x2
= 2 . 1057
x = [Ozon] = 1,6 . 10-32 M
das heisst, dass es pro Liter weit weniger als ein einziges Ozonmolekül gibt!
c) Bei den Bedingungen, die in der Atmosphäre herrschen, stellt sich dieses
Gleichgewicht so langsam ein, dass höhere Ozonkonzentrationen durchaus
auftreten. Die Gleichgewichtskonstante sagt nichts darüber aus, wie schnell
ein Gleichgewicht erricht wird.
40
Aufgabensammlung Chemie
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9. Aufgaben zu Protolysen
9-1.
Die folgenden 8 Stoffe werden jeweils mit Wasser vermischt. In welchen Fällen
entstehen basische, in welchen saure Lösungen?
OH
O
Na2CO3 NH3 CH4 MgO
O
NaHSO4 und
H
O
9-2.
Markieren Sie Säuren und Basen und notieren Sie die Formeln der Produkte:
NH3 + HCl
H2SO4 + OHCH3COOH + NaHCO3
HNO3 + K2HPO4
9-3.
Welche Produkte entstehen bei folgenden Reaktionen und wo liegen die
Gleichgewichte?
a) FeS + HCl
b) HCN + HCOONa
c) NaHCO3 + NaOH
d) H3PO4 + NH3
e) HNO3 + HCl
9-4.
Wie Sie wissen ist Salzsäure ätzend. Wie kann ein Liter konzentrierte
Salzsäure (Konzentration 12 mol/L) unschädlich gemacht werden?
9-5.
a) Wie gross ist der pH-Wert, wenn 0,3 g HClO4 in 7 Litern Wasser gelöst
werden?
b) Wie gross ist der pH-Wert, wenn 0,3 g NaOH in 7 Litern Wasser gelöst
werden?
9-6.
Der künstliche Süssstoff Zucrinet enthält HOOC(CHOH)2COOH, Cyclamat und
Natriumhydrogencarbonat NaHCO3. Formulieren Sie die Reaktionsgleichung,
die beim Auflösen einer Süssstofftablette abläuft.
41
Aufgabensammlung Chemie
A. Bärtsch, Kantonsschule Freudenberg
9-7.
Was geschieht, wenn Salzsäure und Natronlauge vermischt werden?
9-8.
Wie kann ein Wasserkocher entkalkt werden?
a) Was ist dabei zu tun?
b) Welche Reaktionen laufen ab?
c) Was ist zu beobachten?
9-9.
Markieren Sie die Säuren und Basen und notieren Sie die Formeln der
Produkte:
HBr + NH3
OH– + NaHSO4
OH– + H2SO4
HNO3 + ZnS
?
?
?
?
9-10. Wie gross ist der pH-Wert, wenn 2 g KOH in 2 Litern Wasser gelöst werden?
9-11. 10 ml Essigsäure-Lösung mit einer Konzentration von 0,3 M werden mit
0,1 M Natronlauge titriert. Skizzieren Sie die Titrationskurve.
9-12. 20 ml verdünnte Salzsäure werden mit 1 M Natronlauge titriert: nach einer
Zugabe von 13,3 ml Natronlauge ändert der Indikator die Farbe.
Berechnen Sie die Konzentration der Salzsäure.
9. Lösungen der Protolysen
9-1.
Basische Lösungen werden mit Na2CO3 , NH3 und MgO erhalten. Grund:
Beim Lösen in Wasser entstehen OH–-Ionen. Saure Lösungen dagegen erhält
man bei NaHSO4 und den beiden Molekülen mit COOH-Gruppe. Dies deshalb,
weil beim Lösen zusammen mit dem Wasser H3O+-Ionen entstehen. Das
Methan CH4 ist in wässriger Lösung weder zur Aufnahme noch zur Abgabe
von H+-Ionen befähigt - in der Folge ändert sich der pH-Wert der Lösung nicht.
Na2CO3  2 Na+(aq) + CO32–(aq) ; CO32– + H2O
NH3 + H2O
HCO3– + OH–
NH4+ + OH–
MgO  Mg2+(aq) + O2–(aq) ; O2– + H2O
42
OH– + OH–
Aufgabensammlung Chemie
A. Bärtsch, Kantonsschule Freudenberg
NaHSO4  Na+(aq) + HSO4–(aq) ;
HSO4– + H2O
SO42– + H3O+
R-COOH + H2O
9-2.
R-COO– + H3O+
Säuren auf der Eduktseite sind in den folgenden Reaktionsgleichungen fett
gedruckt.
NH3 + HCl
NH4+ + Cl–
H2SO4 + 2 OH–
SO42– + 2 H2O
Schwefelsäure kann schrittweise zwei H+-Ionen abgeben.
CH3COOH + HCO3–
CH3COO– + H2CO3
Die entstehende Kohlensäure H2CO3 zerfällt: H2CO3
H2O + CO2(g)
HPO42– + 2 HNO3
H3PO4 + 2 NO3–
Hydrogenphosphat HPO42– kann schrittweise zwei H+-Ionen aufnehmen.
9-3.
Die Säuren sind fett gedruckt:
a) Sulfid (S2–) kann zwei H+-Ionen aufnehmen:
S2– + 2 HCl
H2S + 2 Cl–
Das Resultat kann auch in zwei Schritten formuliert werden:
S2– + HCl
HS– + Cl–
HS– + HCl
H2S + Cl–
b) HCN + HCOO–
CN– + HCOOH
c) HCO3– + OH–
CO32– + H2O
d) H3PO4 + NH3
H2PO4– + NH4+
H2PO4– + NH3
HPO42– + NH4+
HPO42– + NH3
PO43– + NH4+
Phosporsäure (H3PO4) kann schrittweise zwei H+-Ionen abgeben. Weil das
Gleichgewicht in der 3. Gleichung links liegt und nur wenig Produkt entsteht,
wird das letzte H+ nicht an NH3 übergehen. Das Resultat zusammengefasst:
H3PO4 + 2 NH3
HPO42– + 2 NH4+
e) HNO3 + HCl
miteinander)
9-4.
keine Reaktion (zwei Säuren reagieren nicht
In einem Liter konzentrierter Salzsäure sind 12 mol HCl enthalten, die mit
12 mol NaOH neutralisiert werden können. Gemäss der unten aufgeführten
Reaktionsgleichung entsteht beim Neutralisationsvorgang eine harmlose
Kochsalzlösung; das Gleichgewicht liegt extrem auf der Seite der Produkte:
HCl + Na+(aq) + OH–(aq)
Na+(aq) + Cl–(aq) + H2O
43
Aufgabensammlung Chemie
9-5.
A. Bärtsch, Kantonsschule Freudenberg
a) HClO4 (Perchlorsäure) ist eine sehr starke Säure und reagiert mit Wasser
praktisch vollständig zu H3O+-Ionen:
HClO4 + H2O
ClO4– + H3O+
0.3 g Perchlorsäure (molare Masse = 100,5 g/mol) entsprechen 0.00300
mol. Das heisst, dass 0.00300 mol Perchlorsäure zu 0.00300 mol H3O+Ionen werden, die in 7 Litern Wasser gelöst sind. Es gilt demnach:
[H3O+] = 0.00300 mol/ 7 l = 0.000427 mol/l. Daraus ergibt sich der pH-Wert
zu pH = -log([H3O+]) = 3.4. Es liegt also eine saure Lösung vor.
b) NaOH ist ein Salz, das in Wasser in die Ionen zerfällt.
NaOH  Na+(aq) + OH–(aq)
0.3 g NaOH (molare Masse = 40 g/mol) entsprechen 0.0075 mol. Das
heisst: 0.0075 mol NaOH erzeugen 0.0075 mol OH–-Ionen, die in 7 Litern
Wasser herumschwimmen. Es gilt demnach: [OH–] = 0.0075 mol/ 7 l =
0.00107 mol/l. Und weil [H3O+] · [OH–] = 10-14 sind, ist [H3O+] =
9,3 · 10-12 mol/l. Daraus ergibt sich der pH-Wert zu pH = -log([H3O+]) =
11.0. Es liegt also eine basische Lösung vor.
9-6.
Die Reaktion beim Auflösen einer Süssstofftablette in Wasser läuft in zwei
Schritten ab: Zuerst bildet sich Kohlensäure, die anschliessend zu Wasser und
Kohlendioxid zerfällt.
O
OH
O
OH
H
O
O
–
+ 2 H2CO3
O
H + 2 HCO3
O
OH O
OH O
2 H2CO3
2 H2O + CO2 (g)
9-7.
Salzsäure (HCl in Wasser) und Natronlauge (Natriumhydroxid in Wasser
gelöst) reagieren zu Salzwasser:
HCl + Na+(aq) + OH–(aq)
Na+(aq) + Cl–(aq) + H2O
9-8.
a) Die Ablagerungen mit verdünnter Essigsäure CH3COOH oder
Ameisensäure HCOOH bedecken, einen Tag warten und dann gut spülen.
Weil Essig nur 5 % Essigsäure enthält, dauert es lange, bis sich der Kalk
aufgelöst hat. Schneller geht es mit Putzessig, der zu 10 % aus Essigsäure
besteht.
b) Kalk = CaCO3 ;
Reaktion: CO32– + 2 CH3COOH
H2CO3 + 2 CH3COO–
c) Beim Entkalkungsprozess bilden sich kleine Kohlendioxid-Bläschen gemäss
H2CO3
H2O + CO2 (g)
44
Aufgabensammlung Chemie
9-9.
Säuren auf der Eduktseite sind in den folgenden Reaktionsgleichungen fett
gedruckt. Ionen, die nicht an der Reaktion teilnehmen, sind nicht aufgeführt.
NH4+ + Br–
HBr + NH3
HSO4– + OH–
9-10
A. Bärtsch, Kantonsschule Freudenberg
SO42– + H2O
H2SO4 + 2 OH–
SO42– + 2 H2O
2 HNO3 + S2–
2 NO3– + H2S(g)
KOH ist ein Salz, das in Wasser vollständig in die Ionen zerfällt.
KOH  K+(aq) + OH–(aq)
2 g KOH (molare Masse = 56 g/mol) entsprechen 0.0357 mol. Das heisst:
0.0357 mol NaOH erzeugen 0.0357 mol OH–-Ionen, die sich in 2 Litern Wasser
verteilen. Es gilt demnach: [OH–] = 0.0357 mol/ 2 l = 0.0178 mol/l. Und weil
[H3O+] · [OH–] = 10-14 sind, ist [H3O+] = 5,6 · 10-13 mol/l. Daraus ergibt sich
der pH-Wert zu pH = -log([H3O+]) = 12,3. Es liegt also eine basische Lösung
vor.
9-11. Selbstverständlich werden Sie eine Essigsäure- Lösung nicht titrieren, wenn
Sie die Konzentration bereits kennen. Diese Aufgabe zeigt lediglich, ob Sie die
Titration verstanden haben.
CH3COOH + OH–
CH3COO– + H2O
Am Äquivalenzpunkt haben sich alle Essigsäure-Moleküle CH3COOH in
Acetat-Ionen CH3COO– umgewandelt. Weil Acetat eine schwache Base ist,
liegt der Äquivalenzpunkt etwas oberhalb von pH 7.
pH
14
Äquivalenzpunkt
7
0
0
10
20
30
ml 0.1 M NaOH
9-12. 13,3 ml 1-molare Natronlauge enthalten 0.0133 mol OH–-Ionen. Die OH–-Ionen
neutralisieren gerade die gleiche Menge HCl-Moleküle, die in 20 ml Lösung
enthalten waren. Die Konzentration der Salzsäure betrug darum
[HCl] = 0.0133 mol/0.02 l = 0.665 mol/l.
45
Aufgabensammlung Chemie
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10. Aufgaben zu Redox-Reaktionen
10-1. Aluminium reagiert mit Eisen(III)oxid zu Aluminiumoxid und Eisen.
a) Formulieren Sie Reduktion, Oxidation und Gesamtreaktion.
b) Wie wird diese Reaktion im Labor ausgeführt?
10-2. Ein Kupferdraht wird in eine Silbernitratlösung getaucht.
a) Welche Reaktion läuft ab? Formulieren Sie Reduktion, Oxidation und
Gesamtreaktion.
b) Was ist zu beobachten?
10-3. Bestimmen Sie die Oxidationszahlen aller Atome der gegebenen Substanzen,
und vergleichen Sie die Resultate mit den Angaben des Periodensystems. In
welchen Fällen treffen die Oxidationszahlen des Periodensystems nicht zu?
CH4, O2, H2O2, NO3–, NaF
10-4. Handelt es sich bei den untenstehenden Beispielen um Protolysen oder
Redoxreaktionen?
Welche Produkte erwarten Sie und wo liegen die Gleichgewichte? Bitte
begründen Sie ihre Antworten.
a) NH3 + H2O
OH– +
b) HCN + OH–
CN– +
c) 2 H3O+ + Zn
H2 +
d) Fe + Cu2+
e) HCOOH + PO43–
f) H2O + Cl2
10-5. Notieren Sie Reduktion und Oxidation und gleichen Sie die Reaktionen aus:
a) NO + CO  N2 + CO2
b) MnO4– + Fe2+ + H+  Mn2+ + Fe3+ + H2O
10-6. Welche Spannung erzeugt eine Batterie, wenn ihr eine der folgenden
Reaktionen zugrunde liegt?
a) MnO2 + 4 H+ + Zn  Mn2+ + Zn2+ + 2 H2O
b) Cu + Mg2+ 
c) Zn2+ + Cu2+ 
46
Aufgabensammlung Chemie
A. Bärtsch, Kantonsschule Freudenberg
10-7. Eine Batterie enthält Chrom und Kupfer in metallischer und gelöster Form.
a) Skizzieren Sie die Batterie.
b) Bezeichnen Sie den Plus- und Minuspol.
c) Formulieren Sie die Reaktionen, die an den Polen ablaufen.
d) Welche Spannung erzeugt diese Batterie?
10. Lösungen
10-1. a) Red: Fe3+ + 3 e–  Fe
Ox:
Al  Al3+ + 3 e–
Gesamtreaktion: Fe2O3 + 2 Al  Al2O3 + 2 Fe
b) Aluminiumpulver und Eisen(III)oxid-Pulver werden gut gemischt und
entzündet. Es wird sehr viel Wärme frei und Funken fliegen herum.
10-2. a) Red:
Ox:
Ag+ + e–  Ag
Cu  Cu2+ + 2 e–
Gesamtreaktion: 2 AgNO3 + Cu  Cu2+ + 2 Ag + 2 NO3–
oder: 2 Ag+ + 2 NO3– + Cu  Cu2+ + 2 Ag + 2 NO3–
oder: 2 Ag+ + Cu  Cu2+ + 2 Ag
b) Der Kupferdraht wird mit Silber überzogen und löst sich allmählich auf. Weil
dauernd Kupferionen in Lösung gehen, gibt es keinen kompakten Überzug.
47
Aufgabensammlung Chemie
A. Bärtsch, Kantonsschule Freudenberg
10-3.
H
H
C
H
O
O
H
O
O
O
H
O
H
C: –IV
H: +I
O: 0
Na+
N
O: –I
H: +I
F–
O
N: +V
O: –II
Na: +I
F: –I
In Elementarstoffen O2 weisen die Atome immer die Oxidationszahl 0 auf. Im
Wasserstoffperoxid H2O2 liegt der Sauerstoff in der selten anzutreffenden
Oxidationsstufe –I vor. Weil Sauerstoffatome mit Sauerstoffatomen verbunden
sind, ist die Oxidationszahl nicht –II.
Die Summe aller Oxidationszahlen ist gleich der Teilchenladung. Beim NitratIon NO3– resultiert darum für den Stickstoff eine Oxidationszahl von +V. Bei
einatomigen Ionen ist die Oxidationszahl gerade gleich der Ionenladung.
10-4. Bei Protolysen werden H+ getauscht, bei Redoxreaktionen wird mit Elektronen
gehandelt. Im Gegensatz zu den Protolysen ändern sich bei Redoxreaktionen
die Oxidationszahlen einiger Atome. Um die Gleichgewichtslage der einzelnen
Reaktionen zu bestimmen, wurde die Säure-Base-Tabelle resp. die RedoxReihe herangezogen.
a) NH3 + H2O
OH– + NH4+
Protolyse
b) HCN + OH–
CN– + H2O
Protolyse
c) 2 H3O + + Zn
d) Fe + Cu2+
H2 + 2 H2O + Zn2+
Cu + Fe2+
Redoxreaktion
Redoxreaktion
e) HCOOH + PO43–
HCOO– + HPO42– Protolyse
wenn man es genau nimmt, bekommt Phosphat 2 Protonen von
Ameisensäure:
2 HCOOH + PO43–
2 HCOO– + H2PO4–
f) 2 H2O + Cl2
10-5. a) Reduktion:
Oxidation:
Geamreaktion:
b) Reduktion:
Oxidation:
O2 + 4 H+ + 2 Cl–
N(+II) + 2 e–  N(0)
C(+II)  C(+IV) + 2 e–
Redoxreaktion
II·2
II·2
2 NO + 2 CO  N2 + 2 CO2
Mn(+VII) + 5 e–  Mn(+II)
Fe(+II)  Fe(+III) + e–
II·5
Gesamtreaktion: MnO4– + 5 Fe2+ + 8 H+  Mn2+ + 5 Fe3+ + 4 H2O
48
Aufgabensammlung Chemie
A. Bärtsch, Kantonsschule Freudenberg
10-6. Die Batteriespannung ergibt sich aus der Differenz der jeweiligen StandardReduktionspotenziale:
a) MnO2 + 4 H+ + Zn  Mn2+ + Zn2+ + 2 H2O
Red: MnO2 + 4 H+ + 2 e–  Mn2+ + 2 H2O
Ox:
Zn2+ + 2 e–  Zn
+1,21 V
-(-0,76V)
+1,97 V
b) Cu + Mg2+  Cu2+ + Mg
Die Reaktion läuft nicht ab. Keine Spannung.
c) Zn2+ + Cu2+
Die Oxidation fehlt: niemand liefert Elektronen. Die Reaktion läuft nicht ab
und erzeugt keine Spannung.
10-7. Die Batteriespannung beträgt bei Verwendung 1-molarer Salzlösungen
1.08 Volt. Statt der in der Mitte dieser Darstellung verwendeten
semipermeablen (halbdurchlässigen) Membran kann auch eine mit
Kaliumnitrat gefüllte Salzbrücke eingesetzt werden, um die beiden Halbzellen
miteinander zu verbinden.
e–
e–
(+)
Kathode
(–)
Anode
Cu
Cr
Cr3+(aq)
Cu2+(aq)
SO42–(aq)
SO42–(aq)
jeweils 1-molare Lösungen von CuSO4 und Cr2(SO4)3
Kathode:
Cu2+ + 2 e–
Cu
E° = +0.34 V
Anode:
Cr
Cr3+ + 3 e–
2 Cr + 3 Cu2+
E° = +0.74 V
2 Cr3+ + 3 Cu
49
E° = +1.08 V
Aufgabensammlung Chemie
A. Bärtsch, Kantonsschule Freudenberg
11. Aufgaben über Luftschadstoffe
11-1. a) Welche Schadstoffe sind oben abgebildet? Gesucht sind die Namen und die
Wirkung auf den Menschen. Über einen Schadstoff haben wir
möglicherweise nie gesprochen.
b) Erklären Sie den Verlauf der obersten und der untersten Kurve so gut wie
möglich.
11-2. Beantworten Sie die Fragen dieser Aufgabe so knapp wie möglich:
a) Warum sollte aus Sicht des Umweltschutzes wenn immer möglich auf
Spraydosen verzichtet werden?
b) Warum sind Fahrzeuge die wichtigste Quelle von Stickoxiden?
c) Warum zerstören FCKW die Ozonschicht?
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Aufgabensammlung Chemie
A. Bärtsch, Kantonsschule Freudenberg
11. Lösungen
11-1. a) Stickstoffdioxid NO2 ist ein aggressives Gas, das mit den Schleimhäuten
reagiert und deshalb die Atemwege angreift.
Schwefeldioxid SO2 entsteht wenn Heizöl oder Diesel verbrannt wird, weil
sie Moleküle mit Schwefelatomen, beispielsweise C4H4S enthalten.
Schwefeldioxid ist ein aggressives Gas, das die Schleimhäute reizt und
Husten auslöst.
Ozon O3 ist ein aggressives Gas, das die Schleimhäute der Atemwege
angreift.
PM10 steht für particular matter und bedeutet Staub, der sich in der Lunge
absetzt und krebserzeugende Stoffe enthält.
b) Es ist das typische Bild eines Sommermonats. Zu Beginn und am Ende des
Monats war das Wetter schön: viel Sonnenschein und Wärme lässt die
Ozonwerte ansteigen. In der Monatsmitte dagegen schien die Sonne selten
und die Ozonwerte sind entsprechend tief.
Im Sommer gibt es kaum Schwefeldioxid in der Luft, zum einen weil die
schwefelhaltigen Verbindungen in den Raffinerien so vollständig wie möglich
aus dem Erdöl entfernt werden und zum andern in dieser Zeit wenig Heizöl
verbrannt wird. Die Konzentrationen von Schwefeldioxid leigen weit unter
dem Grenzwert.
Eine genaue Beschreibung von Wetter und Schadstoffen im Juli 01 finden
Sie im Zeitungsartikel auf der allerletzten Seite der Aufgabensammlung.
11-2. a) Spraydosen enthalten VOC als Treibgase, welche zur Bildung von Ozon in
Bodennähe beitragen. Zudem enthalten sie VOC als Lösungsmittel, sind nur
zur Hälfte gefüllt und werden aus energiefressendem Aluminium gefertigt.
b) Je heisser die Luft, desto mehr Stickstoff und Sauerstoff reagieren zu
Stickoxiden. Fahrzeuge emittieren viel Stickoxide, weil in Motoren weit
höhere Temperaturen erreicht werden als in Heizungen oder offenen
Feuern.
c) Weil Fluorchlorkohlenwasserstoffe sehr stabil sind erreichen sie die
Stratosphäre und geben dort Choratome ab. Die Choratome reagieren mit
vielen Ozonmolekülen und zerstören so die Ozonschicht.
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Aufgabensammlung Chemie
A. Bärtsch, Kantonsschule Freudenberg
12. Aufgaben zum Labor
Chlorwasserstoff und Salzsäure
12-1. Warum ist Chlorwasserstoff wasserlöslich?
12-2. Warum kann ätzende Salzsäure mit ätzender Natronlauge zu harmlosen
Stoffen umgesetzt werden? Formulieren Sie die Reaktionsgleichung.
12-3. Weshalb entsteht ein Springbrunnen?
12-4. Vor dem Springbrunnen war das Wasser blau, nachher gelb. Warum änderte
sich die Farbe?
Sie sehen, dass es unumgänglich ist die Formeln für Chlorwasserstoff HCl, Salzsäure
HCl und Natronlauge NaOH auswendig zu lernen.
Formaldehyd
12-5. Warum enthalten die Waschflaschen Wasser?
12-6. Weshalb wird der Zigarettenrauch durch zwei Waschflaschen geleitet?
12-7. Wieso gibt es in Zigaretten Formaldehyd?
12-8. Ist das Formaldehyd, das Sie beim Rauchen aufnehmen, gefährlich?
12-9. Kann Passivrauchen die Gesundheit gefährden?
Seifenherstellung
12-10. Warum kann Seife aus Fett gewonnen werden?
12-11. Warum entsteht die Seife nur, wenn das Gemisch aus Fett und Lauge gut
gerührt wird?
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Aufgabensammlung Chemie
A. Bärtsch, Kantonsschule Freudenberg
Untersuchung von Schmerzmitteln
12-12. Wie sieht eine Glaskapillare aus, und wozu haben Sie diese verwendet?
12-13. Warum wurden 7 Proben auf die DC-Folie gebracht?
12-14. Warum gibt es bei manchen Schmerzmitteln mehr als einen Fleck auf dem
Chromatogramm?
12-15. Warum sind die Substanzen am Ende der Chromatographie unterschiedlich
weit vom Start weg?
12-16. Skizzieren Sie eine Chromatographierwanne mit Inhalt während der Trennung
und beschriften Sie die wesentlichen Teile.
Lebensmittelzusatzstoffe: Nitrit und Nitrat
12-17. Warum werden die Lebensmittel zerschnitten und gemixt?
12-18. Warum werden die zerkleinerten Lebensmittel mit Wasser vermischt und
warum wird diese Mischung erwärmt?
12-19. Der ADI von Nitrit beträgt 0,13 mg·kg-1·Tag-1
a) Was sagt der ADI aus?
b) Was bedeuten die Einheiten?
c) Sie haben in 100 g Fleischkäse 0,25 mg Nitrit gefunden. Wie viel
Fleischkäse dürfen Sie gefahrlos essen? Ist dieser Fleischkäse stark
belastet?
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Aufgabensammlung Chemie
A. Bärtsch, Kantonsschule Freudenberg
12. Lösungen
Chlorwasserstoff und Salzsäure
12-1. Chlorwasserstoff bildet keine Wasserstoffbrücken. Trotzdem löst es sich
hervorragend, weil es mit Wasser reagiert. Die dabei gebildeten H3O+- und
Cl–-Ionen lösen sich problemlos im Wasser, weil sie geladen sind.
12-2. Salzsäure besteht aus aquotisierten H3O+- und Cl–-Ionen, Natronlauge
dagegen aus aquotisierten Na+- und OH–-Ionen. Für die Ätzwirkung der
Salzsäure sind die H3O+-Ionen verantwortlich, bei der Natronlauge sind es die
OH–-Ionen. Wenn Salzsäure und Natronlauge im richtigen Verhältnis
zusammengegeben werden, dann reagieren die H3O+- und die OH–-Ionen zu
harmlosem Wasser – die aquotisierten Na+- und Cl–-Ionen verbleiben in
Lösung, die nun nichts anderes als eine Kochsalzlösung darstellt.
HCl + H2O  H3O+ (aq) + Cl– (aq)
NaOH  Na+ (aq) + OH– (aq)
H3O+ (aq) + Cl– (aq) + Na+ (aq) + OH– (aq)  2 H2O + Na+ (aq) + Cl– (aq)
oder kurz:
HCl + NaOH  NaCl + H2O
12-3. Weil sich das HCl-Gas begierig in Wasser löst, gibt es im Kolben kein Gas
mehr. So sinkt der Druck innerhalb des Kolbens und der äussere Luftdruck
presst das Wasser mit grosser Kraft hinein.
12-4. Das Wasser enthält den Indikator Bromthymolblau, der in basischer Lösung
eine blaue, in saurer Lösung dagegen eine gelbe Farbe zeigt. Das Wasser
vermischt sich mit Chlorwasserstoff: im Kolben entsteht Salzsäure.
Formaldehyd
12-5. Die Moleküle von Formaldehyd können mit Wassermolekülen H-Brücken
bilden. Formaldehyd ist darum gut wasserlöslich und wird in den
Waschflaschen gesammelt.
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Aufgabensammlung Chemie
A. Bärtsch, Kantonsschule Freudenberg
12-6. Um ganz sicher alles Formaldehyd einzufangen, wurden zwei Waschflaschen
verwendet: sollte sich das Formaldehyd nicht vollständig in der Flüssigkeit der
ersten Waschflasche lösen, wird es bestimmt in der zweiten Waschflasche
hängen bleiben.
12-7. Zigaretten enthalten kein Formaldehyd – das Formaldehyd entsteht erst bei der
Verbrennung des Tabaks.
12-8. Formaldehyd ist eine von vielen giftigen Substanzen im Zigarettenrauch. Es
reizt die Schleimhäute und ist Schuld daran, dass die Augen brennen, wenn
man sich längere Zeit in einem verrauchten Lokal aufhält. In sehr hohen
Konzentrationen löst es im Tierversuch Krebs aus.
12-9. Passivraucher nehmen viel weniger Schadstoffe auf als Raucher.
Entsprechend niedriger sind auch die Wirkungen auf den Körper.
Seife
12.10. Fett ist ein Ester von drei Fettsäuren mit Glycerin. Bei der Herstellung der Seife
wird die Veresterung rückgängig gemacht und die Esterbindung gespalten: es
entstehen Glycerin und Seife. Seife ist nichts anderes als eine Mischung von
Natriumsalzen verschiedener Fettsäuren.
12.11. Das Fett und die Natronlauge lassen sich nicht mischen und bilden darum zwei
Phasen: das geschmolzene Fett schwimmt oben und die Natronlauge unten.
Da die beiden Stoffe nur an der Phasengrenze miteinander reagieren können,
wird die Kontaktfläche und damit die Reaktionsgeschwindigkeit durch kräftiges
Rühren erhöht.
Untersuchung von Schmerzmitteln
12-12. Eine Glaskapillare ist ein hauchdünnes Glasröhrchen, das sich beim Kontakt
von selbst mit Flüssigkeit füllt (Kapillarwirkung). Es dient zum Auftragen der
Proben auf die DC-Folie.
12-13. Zwei Proben stammten von Schmerzmitteln. 5 Proben waren Referenzsubstanzen, die zum Vergleich aufgetragen wurden: eine gleich lange
Laufstrecke bedeutet gleiche Substanz.
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Aufgabensammlung Chemie
A. Bärtsch, Kantonsschule Freudenberg
12-14. Viele Schmerzmittel enthalten mehr als einen Wirkstoff. Jeder Wirkstoff läuft
unterschiedlich weit und gibt einen andern Fleck.
12-15. Weil die Substanzen unterschiedlich stark am weissen Material der DC-Folie
haften.
Chromatographierwanne mit
Deckel
12-16.
Fliessmittelfront
DC-Folie
Substanz
Fliessmittel
Lebensmittelzusatzstoffe: Nitrit und Nitrat
12-17. Das Zerschneiden vergrössert die Oberfläche.
12-18. Das Wasser muss alles Nitrit oder alles Nitrat aus dem Lebensmittel lösen.
12-19. a) Der ADI gibt an, welche Menge eines Stoffs man pro Tag gefahrlos zu sich
nehmen kann.
b) Milligramm Nitrit pro Kilogramm Körpergewicht die pro Tag aufgenommen
werden dürfen.
c) Bei einem Körpergewicht von 70 kg können Sie 3,6 kg Fleischkäse essen.
Der Fleischkäse ist also wenig belastet.
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Neue Zürcher Zeitung
WETTER/VERMISCHTE MELDUNGEN
Dienstag, 07.08.2001
Das Wetter im Juli 2001
Sommerlich – mit nasskalter Monatsmitte
wec. Der Juli war sonnig und warm, besonders in der
Deutschschweiz. Deutlich übernormale Niederschläge
fielen vor allem in der Süd- und Südwestschweiz. Nach
einem sonnigen Monats- beginn mit sommerlichen
Temperaturen leitete ein Wetterumschlag in der Nacht
zum 7. einen wechselhaften und weniger warmen
Wetterabschnitt ein. Bei Temperaturen deutlich unter
der Norm fiel vom 13. bis zum 20. beidseits der Alpen
der Grossteil der teilweise ergiebigen Niederschläge.
Unter flachem Hochdruckeinfluss war das letzte
Monatsdrittel wieder vorwiegend sonnig, begleitet von
einem Wiederanstieg der Temperaturen auf
hochsommerliche Werte.
Der Schadstoffgehalt der Zürcher Luft
ame. Als Folge immer noch zu hoher
Schadstoffemissionen brachte der überdurchschnittlich
warme und sonnige Juli zahlreiche Überschreitungen
des Ozongrenzwerts. Bereits während der relativ
kurzen Hochdrucklage der ersten Juliwoche wurde der
Grenzwert für das Stundenmittel von 120 Mikrogramm
pro Kubikmeter (µg/m3) zuerst auf dem Land und
später auch in der Stadt überschritten. Nach diesem
hochsommerlichen Monatsbeginn stellte sich ab dem
7. Juli unbeständiges und recht sonnenarmes Wetter
ein, was die Ozonwerte wieder unter den Grenzwert
absinken liess. Die ungewöhnlich kühle Monatsmitte
bescherte der Stadt sogar auffallend tiefe
Ozonkonzentrationen. Mit der Rückkehr des
Hochsommers ab dem 21. Juli wurde die
Ozonproduktion aber wieder angekurbelt, und die
nachmittäglichen Ozonspitzen überschritten in der
letzten Juliwoche wieder verbreitet den Grenzwert. Der
fast kontinuierlicher Anstieg – lediglich unterbrochen
durch eine schwache Gewitterstörung am 30. Juli –
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erreichte am letzten Tag des Monats mit
Stundenwerten von 174 µg/m 3 in der Stadt
beziehungsweise 176 µg/ m 3 auf dem Bachtel ein
Maximum. Im Ganzen konnte der 1-StundenGrenzwert in der Stadt an acht und auf dem Land an
elf Tagen nicht eingehalten werden. Gegenüber
dem Vergleichsmonat des Vorjahres stiegen die
Mittel der höchsten Stundenwerte aller Tage um rund
17 Prozent an. Der Juli 2000 hatte sich allerdings durch
grosse Wärmedefizite ausgezeichnet.
Dass die Ozonspitzen trotz günstigen
meteorologischen Bedingungen wiederum unterhalb
der 180er-Marke blieben, ist sehr bemerkenswert.
Immerhin betrug der Wärmeüberschuss etwa ein Grad,
und die Besonnung erreichte in der Nordostschweiz
hohe 125 Prozent der Norm. Im Stadtzentrum wurden
sogar zwei Tropentage (Maximaltemperatur
mindestens 30 Grad) registriert. Während
vergleichbarer Episoden in den achtziger und
neunziger Jahren waren Spitzenwerte über 200 µg/m 3
hingegen keine Seltenheit. Damit erhärtet sich, dass
die starke Emissionsreduktion bei den Ozonvorläufern
Stickoxiden (NOx) und flüchtigen organischen
Verbindungen (VOC) nun doch allmählich Früchte
trägt.
Bei den übrigen Leitschadstoffen der
Luftreinhalteverordnung wurde nur eine einzige
geringfügige Überschreitung registriert (Feinstaub
PM10). Im Vorjahresvergleich nahmen die
Monatsmittelwerte von Stickstoffdioxid (NO2) und
PM10 um 14 beziehungsweise 21 Prozent zu, was in
erster Linie mit den deutlich höheren Ozonimmissionen
zusammenhängt (verstärkte Oxidation, Bildung von
Sekundärpartikeln). Dieser Anstieg liess die gleitenden
12-Monate-Mittel dennoch unverändert. Das im
November vergangenen Jahres erreichte NO2-Tief von
38 µg/ m3 konnte also trotz Sommersmog gehalten
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WETTER/VERMISCHTE MELDUNGEN
werden. Bei diesem Problemschadstoff und bei PM10
(gleitendes Jahresmittel 26 µg/m 3) ist die
Langzeitbelastung aber nach wie vor zu hoch. Maximal
zulässig sind gemäss Luftreinhalteverordnung
Jahresmittel von 30 µg/m 3 bei NO2 und 20 µg/m3 bei
PM10.
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