Nachklausur 20.10.2003

Studienbegleitende Prüfung
Modul 12 – Anorganisch-Chemisches Grundpraktikum
SS 2003
20.10.2003
Name:
Vorname:
Matrikelnummer:
Fachsemester:
Punkte:
Note:
Frage 1
[6P]
Bei 25 °C lösen sich 0,02869 g CuBr in einem Liter Wasser. Wie groß ist das
Löslichkeitssprodukt? Entnehmen Sie bitte die Werte für die Atomgewichte von dem
beigefügten Periodensystem.
CuBr ⇄ Cu+ + Br0,02869 g ¨ 0,02869 g ÷ 143,45 g/mol = 2 • 10-4 mol CuBr
L = c(Cu+) • c(Br-)
c(Cu+) = c(Br-) = 2 • 10-4 mol/l
L = (2• 10-4) • (2 • 10-4) = 4 • 10-8 (mol/l)2
pL = 7,4
Frage 2
[8P]
Welche Reaktion läuft ab, wenn Sie
a) eine Ammoniumchlorid-Lösung mit Natronlauge versetzen?
NH4+ + OH- → NH3 + H2O
b) eine Cu2+-Lösung mit Kaliumiodid-Lösung versetzen?
2 Cu2+ + 4 I-
→
2 CuI + I2
2+
c) eine Zink-Granalie mit Cu -Lösung übergießen?
Zn + CuSO4 → Cu + ZnSO4
d) zu einer Lösung von Natriumsulfit verdünnte Salzsäure tropfen?
Na2SO3 + 2 HCl → 2 NaCl + SO2 + H2O
1
Frage 3
[8P]
Skizzieren Sie qualitativ den grafischen Verlauf des pH-Wertes folgender
Neutralisationreaktion: CH3COOH + NaOH →
Markieren Sie den Äquivalenzpunkt und den Puffer Bereich
pH
Äquivalenzpunkt
Puffer Bereich
VNaOH (mL)
Frage 4
[6P]
Berechnen Sie das Potential einer Wasserstoffelektrode bei pH = 8 und geben Sie
den Namen der verwendeten Gleichung an.
Nernstsche Gleichung
∆E = ∆E0 −
2,303 ⋅ R ⋅ T
⋅ logQ
n⋅F
∆E = ∆E0 −
0,059
⋅ logQ
n
E = E0 +
[Ox]
0,059
⋅ log
[Red]
n
(10-8 ) = -0,472 V
0,059
0,059
c (H+ )
0,059
E=E +
⋅ logQ = 0 +
⋅ log
=0+
⋅ log
n
2
c(H2 )
2
1
2
2
0
Frage 5
[7P]
Geben Sie die Summenformel der gegebenen Verbindungen an
a) Braunstein
MnO2
b) Natriumthiosulfat
Na2S2O3
c) Kaliumbromat
2
KBrO3
d) Dichromat anion
Cr2O72Bestimmen Sie auch die Oxidationsstufe von Mn in a) und geben Sie die Lewis
Formeln mit alle Valenzelektronen von d)
O
O
Mn(IV)
O
Cr
O
O
Cr
O
O
Frage 6
[6P]
Welche der folgenden Metallkationen bilden Amminkomplexen. (bei Fehler 1P
Abzug)
Al3+, Cu2+, Ni2+, K+, Co3+
Cu2+, Ni2+, Co3+
Schreiben Sie die Formeln für die entsprechenden Komplexe auf.
[Cu(NH3)4]2+
[Co(NH3)6]3+
[Ni(NH3)6]2+
Frage 7
[4P]
Welche der aufgeführten wässrigen Lösungen hat einen pH-Wert, der kleiner als 7
ist? Formulieren Sie die Reaktion, die zu diesem Ergebnis führt.
Ammoniumchloridlösung (x)
NH4+ + H2O ' NH3 + H3O+
Natriumcarbonatlösung
Natriumacetatlösung
Natriumchloridlösung
Natriumhydroxidlösung
3
Frage 8
[6P]
Verwenden Sie die Henderson-Hasselbalch-Gleichung um den pH-Wert einer
Pufferlösung aus 100 ml CH3CO2H (c = 0,5 mol/l) und 250 ml CH3CO2- (c = 0,20
mol/l) nach Zugabe von 0,008 mol H+ Ionen (HCl) zu berechnen:
0,008 mol H+:
⇄
CH3CO2H
Mol
Nach der Zugabe von H+
H+
+
CH3CO2-
0,100 • 0,5
0,250 • 0,2
0,05
0,05
0,05 + 0,008
0,05 - 0,008
Vol. = 350 mL
0,05 + 0,008
c(HA )
0,350
pH = pK s − log
= 4,76 − log
= 4,62
−
0,05 − 0,008
c (A )
0,350
Frage 9
[9P]
Wie lautet die Gibbs-Helmoltz Gleichung? Was bedeuten alle Parameter? Zeichnen
Sie das Energieprofil einer exothermen und einer endothermen Reaktion mit je einem
Übergangszustand.
E
Frage 10
endoth
Gibbs-Helmoltz
Gleichung
exoth
G = freie Enthalpie
H = Enthalpie
T = Temperatur
S = Entropie
∆G = ∆H - T∆S
[6P]
Skizzieren Sie qualitativ den grafischen Verlauf der Titration einer schwachen Base
mit einer starken Säure.
4
Puffer Bereich
pH
[Säure]
Bei welchem Konzentrationsverhältnis liegt das optimum eines Puffers vor?
Schwache Säure (HA) und Konjugierte Base (A-)
c(HA) / c(A-) = 10
c(HA) / c(A-) = 1
x
c(HA) / c(A-) = 0,1
Frage 11
[6P]
Welche der Folgenden Aussagen sind richtig (bei Fehler 1P Abzug)?
Entnehmen Sie bitte die Werte für die Redoxpotentiale von der beigefügten Tabelle
a) Eine Kupfer(II)-Lösung scheidet metallisches Kupfer an einem Silberblech ab.
b) Eine Kupfer(II)-Lösung scheidet metallisches Kupfer an einem Eisennagel ab. x
c) Eine Kupfer(II)-Lösung scheidet metallisches Kupfer an einem Zinkblech ab. x
d) Eine Silber(I)-Lösung scheidet metallisches Silber an einem Zinkblech ab.
x
Frage 12
[6P]
Zeichnen Sie die Kristallfeldaufspaltung eines oktaedrischen Metallkomplexes mit
den entsprechenden Namen der d-Orbitalen.
dx2-y2
5
dxy
dz2
dyz
dxz
Frage 13
[8P]
Welche der folgenden Liganden bilden keine Chelatkomplexe?
EDTA, Chlorid, Ethylendiamin, Ammoniak, Wasser, DAD (Diacetylglyoxim) (bei
Fehler 1P Abzug)
Wasser, Chlorid und Ammoniak
Zeichnen Sie die Struktur des folgenden Metallkomplexes: Ni(DAD)2
H
O
N
Ni
O
N
N
N
O
H
O
Welche Geometrie hat dieser Metallkomplex?
Quadratisch-planar
Frage 14
[14P]
Bei der Manganometrische Bestimmung von Eisen(II) musste man den Titer der
KMnO4-Lösung bestimmen. Wie und warum haben Sie ihn bestimmt? Erklären Sie
dies mit Reaktionsgleichungen.
Titer
(x 5)
5 H2C2O4 → 10 CO2 + 10 H+ + 10 e-
(x 2)
2 MnO4- + 16 H+ + 10 e- → 2 Mn2+ + 8 H2O
2 MnO4- + 5 H2C2O4 + 6 H+ → 2 Mn2+ + 8 H2O + 10 CO2
Beschreiben Sie die Bestimmung von Eisen(II) mit Reaktionsgleichungen. Um
welche Art von Reaktion handelt es sich?
Es handelt sich um eine Redox Reaktion.
Bestimmung
(x 5) 5 Fe2+ → 5 Fe3+ + 5 eMnO4- + 8 H+ + 5 e- → Mn2+ + 4 H2O
MnO4- + 5 Fe2+ + 8 H+ → Mn2+ + 4 H2O + 5 Fe3+
6
Zeichnen Sie die Lewis Formel (mit alle Valenzelektronen) von MnO4- .
O
Mn
O
O
O
7
Anhang 1: Säurekonstanten
8
Anhang 2: Löslichkeitsprodukte
9
Anhang 3: Stabilitätskonstanten
10
Anhang 4: Redoxpotentiale
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