Nachklausur 19.09.2005

Nachklausur zum Anorganisch-Chemischen Grundpraktikum, 19.09.05
Seite 1 von 12
Punkte:
von 103
Studienbegleitende Prüfung
– Anorganisch-Chemisches Grundpraktikum –
SS 2005
19.09.2005
Matrikelnummer:
Name:
Bitte eintragen:
Fachsemester:
Vorname:
Bitte ankreuzen:
Biologie
Molekulare
Zellbiologie
Fachrichtung:
Bitte prüfen Sie Ihre Klausur sofort auf Vollständigkeit (Seiten 1-12; Aufgaben 1-15;
Anhänge 1 und 2, PSE) und Lesbarkeit. Spätere Beanstandungen werden nicht
berücksichtigt!!!!
Frage 1
[6P]
Geben Sie für folgende Verbindungen die Summenformel an:
a) Kaliumchlorat
KClO3
[1P]
b) Natriumsulfit
Na2SO3
[1P]
c) Kalk
CaCO3
[1P]
d) Calciumoxalat
CaC2O4
[1P]
e) Kaliumhexacyanoferrat(II)
K4[Fe(CN)6]
[1P]
Diamminsilber(I)chlorid
[Ag(NH3)2]Cl
[1P]
f)
Nachklausur zum Anorganisch-Chemischen Grundpraktikum, 19.09.05
Frage 2
Seite 2 von 12
[4P]
Nennen Sie 2 verschiedene Methoden, die eine quantitative Bestimmung eines
spezifischen Metalls in Anwesenheit weiterer Metallionen ermöglichen! Begründen
Sie Ihre Angaben!
(1)
Photometrie
möglich, da verschidene Metallionen bei verschiedenen λmax-Werten
absorbieren
[2P]
(2)
Komplexometrie
aufgrund der pH-abhängigen Stabilität der verschiedenen Metallkomplexe
kann Selektivität erreicht werden
[2P]
Frage 3
[9P]
Wie lautet die jeweilige Reaktionsgleichung für den im Praktikum durchgeführten
qualitativen Nachweis von
a) Barium-Ionen,
Ba2+ + SO42-
→
BaSO4
[2P]
b) Blei-Ionen?
→ PbS2
oder
Pb2+ + S2Pb2+ + CrO42→ PbCrO4
[2P]
c) Kupfer-Ionen,
Cu2+ + 4 NH3 + 2 H2O
→
[Cu(NH3)4(H2O)2]2+
[3P]
d) Um welche Art von Reaktionen handelt es sich jeweils?
a) + b): Fällungsreaktion
c):
Komplexbildungsreaktion
[2P]
Nachklausur zum Anorganisch-Chemischen Grundpraktikum, 19.09.05
Seite 3 von 12
Frage 4
[5P]
Bei welchen der nachfolgend angegebenen Systeme handelt es sich um
Puffergemische (Bitte ankreuzen)?
a) Kaliumacetat / Essigsäure
F
×
[1P]
b) Ammoniumnitrat / Ammoniak
F
×
[1P]
c) Wasser / Natriumhydroxid
F
[1P]
d) Kohlensäure / Natriumhydrogencarbonat
F
×
[1P]
e) Schwefelwasserstoff / Natriumhydrogensulfid
F
×
[1P]
Frage 5
[9P]
Zeichnen Sie die Lewis-Formeln (einschließlich aller Valenzelektronen) von NO3-und
CrO5. Benennen Sie die Verbindungen und geben Sie für jedes Atom die
Oxidationszahl an!
Chrompentoxid (-peroxid)
Nitrat
[2P]
-II
-I
O
O
-II
-I
O
O
Cr
O
-I
+VI
N
O
-I
Oxidationszahlen
-II
O
+V
O -II
[2P]
[5P]
Nachklausur zum Anorganisch-Chemischen Grundpraktikum, 19.09.05
Seite 4 von 12
Frage 6
[4P]
Welchen pH-Wert besitzt eine 0,05 mM wässrige Magnesiumhydroxid-Lösung?
Mg(OH)2
Mg2+
→
+
2 OH-
[1P]
[OH-] = 2 [Mg(OH)2] = 0,1 mM ( = 10-4 mol/l)
[1P]
[H3O+] [OH-] = KW = 10-14 mol/l
[1P]
→
[H3O+] = 10-10 mol/l
pH = 10
[1P]
Frage 7
[8P]
Benennen Sie folgende Verbindungen systematisch:
3+
NH2
H2N
H3N
Co
NH3
Ni
N
H2
H2N
2+
NH3
H2
N
H3N
NH2
NH3
NH3
Tris(ethylendiamin)cobalt(III)
Hexamminnickl(II)
[2P]
[2P]
Skizzieren Sie die Ligandenfeldaufspaltung des oben dargestellten Nickelkomplexes,
elektronische Besetzung und Bezeichnung der Orbitale inbegriffen!
dx2-y2
dz2
[4P]
dxy
dxz
dyz
Nachklausur zum Anorganisch-Chemischen Grundpraktikum, 19.09.05
Seite 5 von 12
Frage 8
[5P]
Gegeben sind folgende Redoxpaare:
Zn/Zn2+,
Cr3+/Cr2O72-,
Fe/Fe2+,
Br-/Br2,
Mn2+/MnO4-.
Welche der folgenden Aussagen trifft auf obige Redoxpaare in saurer Lösung nicht
zu (bitte ankreuzen)?
a) MnO4- wird von Eisen reduziert
F
[1P]
b) Cr3+ wird von MnO4- zu Cr2O72- oxidiert
F
[1P]
c) Eisen reduziert Brom zu Bromid
F
[1P]
d) Br2 läßt sich mit Cr3+ zu Br- reduzieren
F
×
[1P]
e) Br2 ist das stärkste Oxidationsmittel
F
×
[1P]
Frage 9
[12P]
Eine angeblich 0.1 M Na2H2EDTA-Maßlösung wird mit Calciumcarbonat als
Urtitersubstanz mittels Titration überprüft.
a) Was ist eine Urtitersubstanz?
Substanzen, aus denen sich durch direktes Abwägen exakte Maßlösungen
herstellen lassen
[1P]
b) Es werden 750 mg Calciumcarbonat (M = 100 g/mol) in verdünnter Salzsäure
aufgelöst* und auf 250 ml aufgefüllt. Jeweils eine Probe von 50 ml wird mit Puffer
und dem Indikator Chalconcarbonsäure versetzt und bis zum Farbumschlag mit
o.g. Maßlösung titriert*. Der Verbrauch ist jeweils 14,9 ml, 15,0 ml, 15,1 ml und
15,0 ml. Stimmt die angegebene Konzentration, welchen Titer hat die
Maßlösung?
nCa = mCa/MCa = 0,75 g / 100 g/mol = 0,0075 mol
[1P]
cCa = nCa/VCa = 0,0075 mol / 0,25 l = 0,03 mol/l
[1P]
ÄP:
nCa = nEDTA
→
VCa cCa = VEDTA cEDTA
[1P]
cEDTA = (VCa cCa) / VEDTA = (0,05 l 0,03 mol/l) / 0,015 l
[1P]
= 0,0015 mol / 0,015 l = 0,1 mol/l
[1P]
Konz. stimmt
[2P]
Titer = 1
Nachklausur zum Anorganisch-Chemischen Grundpraktikum, 19.09.05
Seite 6 von 12
c) Geben Sie die Reaktionsgleichungen der unter b) mit * gekennzeichneten
Umsetzungen an.
(1)
CaCO3 + 2 HCl
→
(2)
Na2H2EDTA + Ca2+
CaCl2 + H2O + CO2
→
Na2[CaEDTA] + 2 H+
Frage 10
[2P]
[2P]
[5P]
Wieviel Gramm Natriumacetat (M = 83 g/mol) müssen Sie mit 0,2 M Essigsäure
auffüllen, um einen Puffer vom pH-Wert 5,76 zu erhalten?
pH
− log
=
pK S − log
[CH3 COOH]
[CH3 COO]
[CH3 COOH]
[CH3 COO]
= 1
[1P]
[CH3 COOH]
[CH3 COO]
=
0 .1
[2P]
[CH3COO] = [CH3COOH] / 0.1 = 2 mol/l
[1P]
m = n M = c V M = 2 mol/l × 1 l × 83 g/mol = 166 g
[1P]
Frage 11
[5]
Welche Reaktionen treten bei der Umsetzung folgender Verbindungen auf und
warum?
a) I- + Cl2
2 I- + Cl2
→
I2 + 2 Cl-
[2P]
Cl2/Clhat positiveres Redoxpotential als I2/I- und Cl2 wirkt daher als
Oxidationsmittel
[1P]
Nachklausur zum Anorganisch-Chemischen Grundpraktikum, 19.09.05
Seite 7 von 12
b) Cl- + Br2
keine Reaktion
aufgrund der Redoxpotentiale
[1P]
[1P]
Frage 12
[6P]
Wie lautet die Arrhenius-Gleichung? Zeichnen Sie das energetische Profil einer
exothermen Reaktion mit einem Übergangszustand. Wie ändert es sich nach der
Zugabe eines Katalysators?
H
Ea (ohne)
Ea (mit)
Edukte
Produkte
Arrhenius-Gleichung: k = A exp (-Ea/RT)
Frage 13
[5P]
Welche Aussage(n) zur Reaktionsgeschwindigkeit trifft (treffen) zu (bitte ankreuzen)?
a) Die Geschwindigkeitskonstante wird größer bei
Temperaturerhöhung
×
F
[1P]
Nachklausur zum Anorganisch-Chemischen Grundpraktikum, 19.09.05
Seite 8 von 12
b) Bei einer Reaktion 0. Ordnung ist die
Reaktionsgeschwindigkeit konzentrationsabhängig
F
[1P]
c) Zwischen Reaktionsgeschwindigkeit und Temperatur besteht
ein linearer Zusammenhang
F
[1P]
×
F
[1P]
F
[1P]
d) Die Reaktionsgeschwindigkeit bei gekoppelten Systemen
wird durch diejenige Reaktion bestimmt, bei der die
Geschwindigkeit am kleinsten ist
e) Je höher die Aktivierungsenergie einer Reaktion ist, desto
schneller läuft die Reaktion ab
Frage 14
[16P]
Welche der folgenden Liganden bilden Chelatkomplexe?
EDTA, Ethylendiamin, Ammoniak, Wasser, DAD (Diacetylglyoxim)
Geben Sie die Zähnigkeit aller Liganden an und zeichnen Sie die Lewis Formeln (mit
allen Valenzelektronen) von EDTA, DAD und Ammoniak.
Chelate:
EDTA: 6, Ethylendiamin: 2, Ammoniak: 1, Wasser: 1, DAD: 4
9
9
9
[5]
[5]
O
OH
OH
O
N
N
OH
HO
O
O
N
N
OH
OH
H
N
H
H
[6]
Nachklausur zum Anorganisch-Chemischen Grundpraktikum, 19.09.05
Seite 9 von 12
Frage 15
[4P]
Folgende chemische Reaktion befindet sich im Gleichgewicht:
A + 2B ' C + 4D
a) Durch welchen Parameter wird die Lage des Gleichgewichts beschrieben?
Gleichgewichtskonstante
[1P]
b) Wie heißt das Gesetz, das diesen Parameter beschreibt? Formulieren Sie es für
obige Reaktion!
Massenwirkungsgesetz
[1P]
K = ([C] × [D]4) / ([A] × [B]2)
[2P]
Nachklausur zum Anorganisch-Chemischen Grundpraktikum, 19.09.05
Anhang 1: Säurekonstanten
Seite 10 von 12
Nachklausur zum Anorganisch-Chemischen Grundpraktikum, 19.09.05
Anhang 2: Redoxpotentiale
Seite 11 von 12
Nachklausur zum Anorganisch-Chemischen Grundpraktikum, 19.09.05
Seite 12 von 12