2 MB - SwissEduc
Werbung
Kantonsschule Heerbrugg
Prof. Dr. P. Bützer.
Chemierepetition
A
s
t
r
o
c
h
e
K
e
r
n
c
h
e
m
B
i
M
l
o
A
R
E
u
e
i
l
f
a
g
W
b
k
e
k
e
t
n
a
i
u
o
S
i
i
G
e
n
s
g
d
e U
r
ü
c
f
i
t K
s
a
i
r
i
E C N H
e
n
a
l
e
L
iR
L G
e
b
e
e
l
T
Wi
F
a
e
i
eA
sG
oo
l h
r
e
S E C M H R I
t
k
e
r T
La
Tt
r
c
h
h
m
e
n
E
C
T
A
o
r
i
e
WH
i N
a
e
a
Dk
c
T
m
e
W
R
r F
T
U
u
E hF
i
r
r
r
b
e
x
t
ü
n
g
Kapitel
CHEMISCHE GRUNDBEGRIFFE ......................................................................................................................2
ATOMLEHRE .....................................................................................................................................................4
PERIODENSYSTEM ..........................................................................................................................................6
CHEMISCHE BINDUNGEN................................................................................................................................8
AGGREGATZUSTÄNDE, GASE, OSMOSE ....................................................................................................10
THERMODYNAMIK..........................................................................................................................................14
REAKTIONSGESCHWINDIGKEIT ..................................................................................................................16
CHEMISCHES GLEICHGEWICHT ..................................................................................................................18
SÄUREN, BASEN.............................................................................................................................................20
MOLEKÜLMODELLE ......................................................................................................................................23
ORGANISCHE CHEMIE ...................................................................................................................................25
ELEKTROCHEMIE ...........................................................................................................................................29
KOMPLEXE ......................................................................................................................................................31
BIOCHEMIE......................................................................................................................................................32
. Chemrep 14.05.16 Bz
h
e
h
u
A
mU
l
o
l
c
B
G
S
eT
u
l
ü
s
M
L
k
o
k
I
hA
e
Ö
M
Nc
o
o
N
i
K
e
m
2
Chemische Grundbegriffe
E
M
M
a s s e :
o l:
A n z a h l
M
M
A n z a h l
NL
e n :
io n W
:
a t
1
2
0
6
k le in e
G
3
g )
m
V
.
= c
m
2
e in
/
(
M
o l) M
( m
AS S E
U ND
E N E RG
M
l)
I E
a s s e
N
=
2
T e ilc h e n /
N L
x
Љ
S t
r a h lu n g
n
M
h e t
b a r
A n z a h l
e r
U
B
S
T
A
o g e n
A g g r
e g a t
N
Z
E
E M
d e r
E le m
B ila n z
d e r
A t
o m
B ila n z
d e r
M
a s s e
A u s g le ic hS eT n…
R e a k t
m
a t
P r
e n t
N
l,
g
џ b e r
I S C HE
io n e n
h e m
o p o r
t
s in d
T r
e
e
ilt
k r
r ie r
n u t
o r
M
d e s t
E T R I E
A u s g le ic h e n
io n e n
a u f
e le n
e n t
ie r
ile r
c h r o m
R E I N E
G
a
ie r
e n
e n
e n
a t
S T O E leF m
F Ee n t e
V e r b in d u n g e n
1. Wie unterscheidet sich ein chemischer von einem physikalischen Vorgang. Geben Sie ein Beispiel.
[Physikalisch: Die Absorption von Licht auf einem Laubblatt und damit die Farbe; Chemisch: Durch die
stoffliche Veränderung; Bsp.: Die Änderung der Farbe der Blätter im Herbst, die Photosynthese in den
Blättern]
2. Wie könnte man feststellen, ob ein Gemisch, ein Element oder eine chemische Verbindung vorliegt? [Mittels
Trennverfahren. Nur wenn physikalisch keine Auftrennung mehr möglich ist, liegt ein reiner Stoff vor]
3. Welche physikalischen Trennverfahren kennen Sie um Gemische in reine Stoffe aufzutrennen? [Sieben,
Filtrieren, Nutschen, Sedimentieren, Zentrifugieren, Destillieren, Sublimieren, Chromatografieren]
4. Sie schauen folgenden Prozessen zu: Brennen von Schnaps und Butterherstellung. Welche
Trennverfahren werden dabei angewandt? [Das Brennen von Schnaps ist ein Beispiel für die Destillation.
Die Butterherstellung aus Milch basiert auf der Zentrifugation]
5. Wie würden Sie Stickstoff und Sauerstoff der Luft trennen? [Luft ist ein homogenes Gasgemisch, das man
am einfachsten abkühlt, bis die Gase verflüssigt sind. Durch die verschiedenen Siedepunkte kann man die
Gase durch langsames Aufwärmen abtrennen]
6. Warum muss die Formel von Einstein E=mc2 für die chemischen Reaktionen nicht berücksichtigt werden?
[Die Energie welche von chemischen Reaktionen freigesetzt wird ist so klein, dass der Massenverlust nicht
messbar ist]
7. Wieviel Energie steckt in einer Schokolade von 100g nach der Formel von Einstein? Vergleichen Sie diesen
Wert mit dem Nährwert dieser Süssigkeit von 21800 kJ/kg.[E = 0.191016 = 91015 J; Die Verbrennung im
Körper setzt nur ca. 2/1012 der Energie frei!!]
8. Spurpherormone: Die Blattschneiderameise produziert die ausserordentlich wirkungsvolle Substanz:
Methyl-4-methylpyrrol-2-carboxylat; Molmasse 139.15 g/mol. Die Ameisen spüren diese Substanz noch in
einer Konzentration von 0.08 pg/cm Spurlänge auf. Wievielen Molekülen entspricht das pro cm? Wieviele
Milligramm Substanz würden benötigt, um eine Spur rund um die Welt zu legen? [139.15/6.023.1023 =
8.10-14/x; entspricht 3,48x108 Molekülen pro cm. 40’000x100’000x8.10-11= 0,33 Milligramm Substanz
genügen]
9. Sie bauen eine Fabrik um Silizium aus Quarz und Kohle herzstellen: SiO2 + C Si + CO2. Wo bauen Sie die
Fabrik, wenn Sie die Transporte bezüglich Masse oder bezüglich Volumen optimieren wollen, bei den
Kohlegruben oder bei den Quarzvorkommen? Granit und Gneiss enthalten ca. 80% Quarz.
[M(SiO2)=60.085 g/mol; M(C)= 12.011 g/mol; Dichte: Kohle (C) 2.1 g/cm3; Quarz: (SiO2) 2.65 g/cm3;
Die Produktionsstätte steht besser beim Silizium]
10. Gleichen Sie folgende chemische Gleichung aus: a Sb2S3 + b O2 c Sb2O3 + d SO2. Auf welche Tatsache
stützt man sie ab, wenn man eine chemische Gleichung ausgleicht? [Sb: 2a=2c; S: 3a=d; O: 2b=3c+2d;
a=1; a=2; b=9; c=2; d=6; Es gehen bei einer chemischen keine Atome verloren; die Natur ist
ökonomisch, daher die kleinst möglichen Faktoren einsetzen].
11. Was ist ein Ion? Welche Arten von Ionen sind Ihnen bekannt? [Ein Ion ist ein geladenes Element oder
Molekül. Man kennt Anionen, negativ geladen, und Kationen, positiv geladen].
KSH, Bz, 75805388,5/14/2016
.
z e n t r if u g ie r e n
f a h r e n
k r is t a lis ie r e n
e n
a is c h
s t
e n n v e r
it
e n
s c h e n
s u b lim
C H I O
V e k t
t
is c h
e c h a n is c h
s e d im
B ila n z
e
s F z lџ u s s s t ig Љk r n is d t e a l
f
G
m
o g e n
h o m
s ,
S
r
C h e m
3
u n s ic h t
W
< - E> le k Et n r e iz r it g Љie
Ic C H
= T In G
/ V E ( B
mE G
o l/ R
l) I F F E
0
r o s s e
E in s t
o l)
n = m
T e ilc h e n :
=
s e h r
r
(
( g /
o le :
V o lu m
K o n z e n t
m
o g r
a
3
12. Zeigen Sie den Zusammenhang zwischen den Begriffen: Atom, Element, Molekül, Ionengitter. [Das Atom ist
der Baustein der Elemente. Sind Atome zu abgeschlossenen Verbänden verbunden, so spricht man von
Molekülen, bei endlosen Verbänden aus Ionen, von Ionengittern].
13. Man möchte Aluminium nach einem sehr modernen, elektrolytischen Verfahren aus AICl3 herstellen.
Wieviel AICl3 wird benötigt um eine Tonne Aluminium zu erhalten? [133.32/26.96 = 4.95 t].
14. Bei einer Analyse wurden folgende Werte gefunden: H: 1.0 %, CI: 32 %, 0: Rest. Wie lautet die
Verhältnisformel der Verbindung? [1:1 = 1; 32:35.45 = 0.9; 67:16 = 4.19 HClO4].
15. Zeigen Sie das Prinzip, wie man die chemische Reaktionsgleichung mit mathematischen Methoden
ausgleicht: a P + b HNO3 + c H2O d H3PO4 + e NO. Wieviel Gramm Salpetersäure (HNO3) benötigen
Sie, um 1 Gramm Phosphorsäure (H3PO4) herzustellen? [P: a=d; H: b + 2c = 3d; N: b = e; O: 3b+c = 4d + e;
a=1; a=3; b=5; c=2; d=3; e=5; 5HNO3: 315.05 g; 3H3PO4: 293.97 1.07 g]
16. Man möchte folgende drei Gase : O2, H2 und CO2 mit Versuchen voneinander unterscheiden, wie könnte
man das machen? [Anzünden: H2 brenn; glimmender Holzspan verlöscht in CO2, glüht auf in O2]
17. Nach welchen direkt beobachtbaren oder messbaren Kriterien könnte man die verschiedenen Arten von
chemischen Verbindungen einteilen? [Aggregatszustand, Farbe, elektr. Leitfähigkeit, Härte, Schmelz- oder
Siedepunkt, Wasserlöslichkeit etc.]
18. Weshalb schreibt man bei chemischen Gleichungen keine Gleichheitszeichen? Geben Sie ein Beispiel. [Die
Reaktion läuft in eine vorgegebene Richtung; bei der Atmung wird Traubenzucker mit Sauerstoff verbrannt
C6H12O6 + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O]
19. Leitet festes Kaliumnitrat den elektrischen Strom? Begründung. [Nein. Es handelt
OH
sich um ein Ionengitter. Im festen Zustand sind die Ionen nicht beweglich. Somit hat
O C
H
es keine beweglichen Ladungsträger, was zur Folge hat, dass kein Strom geleitet
C C
werden kann]
H
20. Welche chemischen Formeln kennen Sie? Geben Sie zu jeder Formel ein Beispiel.
C O
[Fumarsäure: Summenformel, Verhältnisformel: {CHO}; Molekularformel: C4H4O4;
OH
Konstitutionsformel: HOOC-CH=CH-COOH; Konformation:
21. Weshalb kann man mit Wasser Brände löschen? [Ein Brand tritt auf, wenn drei Voraussetzungen erfüllt
sind: Brennstoff, Sauerstoff und Wärme; Wassers brennt selbst nicht, Wasser kühlt direkt und durch
Verdampfung, Wasserdampf verdrängt den Luftsauerstoff]
22. Welche chemischen Prozesse laufen in einem Automotor ab? [ 2 C6H14 + 19 O2 12 CO2 + 14 H2O; in der
Luft ist 4/5 Stickstoff: N2 + O2 2 NO]
23. Welche chemische Reaktionen kennen Sie, die im menschlichen Körper laufen? [Atmung: C6H12O6 + 6 O2
2 CO2 + 6 H2O; Sehprozess, Verdauung, Muskelkontraktion, Nervenreizleitung, Hormonwirkung etc.]
24. Können Sie eine chemische Substanz oder ein Produkt des Alltags etwas näher beschreiben?
Eigenschaften, Herstellung, Gleichungen. [Aspirin, Benzin, Nylon, Fetthärtung, Wasserstoff, Kohlendioxid,
Kalk etc.]
25. Weshalb wird die Konzentration in der Chemie wohl in mol/l und nicht in g/l angeben? [Wichtig sind die
Anzahl reagierender Teilchen, gleichgültig ob sie leicht oder schwer sind]
26. Mit welchem Mittel entfernen Sie Harzflecken, mit welchem Obstflecken? [Harz ist fettig, also braucht es
eine fettlösende Substanz wie Fleckenbenzin oder Lackverdünner. Obstflecken sind wasserlöslich, die sich
mit Wasser und Seife entfernen lassen].
27. Was machen Sie, wenn Ihnen mit chemischen Substanzen in die Augen geraten? [Mit Wasser mindestens
10 Minuten spülen].
28. Wann ist eine Substanz brennbar? Welche Produkte entstehen bei der Verbrennung? [Eine Substanz ist
brennbar, wenn sie mit Sauerstoff reagiert - also Elektronen abgeben kann. Dies trifft z.B. für Eisen nur in
sehr feiner Verteilung, also grosser Oberfläche zu. Die Verbrennungsprodukte sind Oxide].
29. Was ist der Flammpunkt? [Temperatur, bei der eine brennbare Flüssigkeit soviel Dampf bildet, dass dieser
bei Zündung gerade kurz aufflammt]
30. Was ist die untere Explosionsgrenze? [Minimale Konzentration einer brennbaren Substanz gemischt mit
Luft, die bei Zündung explodiert]
31. Um Stoffe miteinander vergleichen zu können, zählt man charakteristische Eigenschaften auf. Nennen Sie
solche Eigenschaften! [Molmasse, Aggregatzustand, Siede-, Schmelzpunkt, Dichte, Farbe, Härte, Glanz,
Brennbarkeit, Kristallform, Wärme-, elektr. Leitfähigkeit, Verhalten gegenüber Säuren/Basen,
Reaktionsfähigkeit mit anderen Stoffen]
32. Welche Frau erhielt zwei Nobelpreise? [Marie Curie einen für Chemie und einen für Physik]
KSH, Bz, 75805388,5/14/2016
4
Atomlehre
S c
F l
h e
c
a l
p h a
b e tR aa d
g a m
m
a
K
e
K
i
a
a
m
l
i
k
A T O BM a Eu
k l
e
n a u f
b a u
mH e Ü n Lf La E
r
b e n
s c h e
B i
n d u n g
N
t
n
r
s
n
p
f
a
i
u
l
s
v
O
t
t
M
u
o
A T
i
U
t
i
s
i
e
K E R N
r
e
o
h
a
m
n
n
ä
W
M
t
n
A C H R Wu
M
i
e
i
n
tE hI eS r
f
o r
d
k r
o s k o p i
D KL eU r Nn
G
r
N
F
B A U
H
n
n
n
ü
(
(
=
p
p
l
l
e
p
)
)
o
t
o
n
E N
g
A U
e
B A U
P
A N
e
u
t
E
l
e
k
n
n
e
(
(
n
e
)
)
+
+
=
e
"
o
I
r
t
n (
p
e n ,
E l
e
r
=
)
m
K i
t
n e n
s o t
o
n
M
e
+
e
,
t
o
n
a
=
O
n
"
n e
p e
,
s
d
u
t
z
a
s
e
1. Worin unterscheiden sich zwei Isotope eines Elements? [Die Isotope unterscheiden sich nur in der Anzahl
Neutronen im Kern]
2. Wie unterscheiden sich Alfa-, Beta- und Gammastrahlen? [Alfa: He- Kerne, positiv geladen, kleine
Reichweite, Beta: Elektronen, negativ geladen, mittlere Reichweite, Gamma: Ungeladen, Photonen, grosse
Reichweite]
3. Was war das wesentliche am Versuch von Rutherford mit der Goldfolie? Weshalb war dieser Versuch so
genial? [Die Feststellung, dass die Atome keine harten Kugeln sind, sondern eine weiche, grosse, negative
Hülle und einen harten, kleinen, positiv geladenen Kern besitzen. Der Versuch war experimentell sehr
einfach und deshalb auch leicht verständlich]
4. Wie sind Atome im Wesentlichen aufgebaut? Bestandteile, Eigenschaften. [Kern und Hülle, Kern aus
Protonen und Neutronen, Hülle aus Elektronen. Die Elektronen sind auf Schalen und nehmen den Grossteil
des Raumes ein]
5. Welches Elektron ist energieärmer, das auf der ersten Schale oder das auf der siebten? [Das auf der ersten
Schale, da es näher dem Kern liegt]
6. Was ist Radioaktivität, wo kommt sie her? Kennen Sie natürliche und künstliche Isotope? Nennen Sie einige
mit Angabe der Strahlung und der Halbwertszeiten. [Unter Radioaktivität versteht man die Freisetzung von
Teilchen und Energie aus dem Atomkern. Natürlich z.B. K-40, U-235, H-3, künstlich z.B. Pu-239, HWZ und
Strahlung siehe Periodensystem]
7. Wie kann man sich vorstellen, dass ein Neutron aufgebaut ist? [Aus einem Proton und einem Neutron: 11p
+0 -1e 10n]
8. Um welche Art Zerfall handelt es sich hier: 210 84Po 20682Pb + 42He; Weshalb? [Da ein Helium-Kern
freigesetzt wird, ist es ein -Zerfall]
9. Welchen Stoff erwarten Sie bei einem radioaktiven Zerfall von Plutonium-239, - -Zerfall, gefolgt von
einem Gamma- Zerfall. [23994Pu - 2 42He 23190Th, der Gammazerfall ändert an der Zusammensetzung des
Kerns nichts]
10. Wie funktioniert die Kernspaltung im Prinzip? Weshalb entstehen bei der Kernenergieerzeugung
radioaktive Abfälle? [Grosse Kerne mit ungerader Neutronenzahl werden mit Neutronen beschossen. Diese
zerfallen in zwei kleinere Kerne, Spaltprodukte, und 2-3 schnelle Neutronen. Dabei wird sehr viel Energie
frei, ca. 1 Promille der Masse. Die Neutronen spalten wieder andere Kerne. Die Spaltung erzeugt immer
zwei kleine Bruchstücke, die nicht immer gleich gross sind. Die meisten Isotope sind radioaktiv, nur wenige
sind stabil. Diese radioaktiven Spaltprodukte bilden die radioaktiven Abfälle]
11. Gleichen Sie folgende Gleichung aus : Deuterium + Deuterium ?? + 1 Neutron . Um welche Art Reaktion
handelt es sich? Wo kommt diese Reaktion vor? [21H + 21H 32He + 10n, 21H + 31H 42He + 10n +
Energie ; Kernfusionen, auf der Sonne, in den Sternen]
12. Die C-14 Methode wird für die Altersbestimmung in der Archäologie eingesetzt. Wie funktioniert diese
Methode z.B. für die Felsenzeichnungen in den Pyrenäen (ca. 20'000 Jahre alt)? Wie lautet die
Kerngleichung für diesen Zerfall? [Das radioaktive C-14 entsteht unter dem Einfluss kosmischer Strahlung
dauernd aus dem sehr häufigen Stickstoffisotop N-14. Dieses zerfällt mit einem - Zerfall und einer
Halbwertszeit von 5570 Jahren wieder zu N-14; 146C - 0-1e 147N. Pflanzen können nebst gewöhnlichem
12CO auch radioaktives 14CO aufnehmen. Stirbt eine Pflanze ab, so zerfällt das in diesem Zeitpunkt
2
2
vorhandene C-14, ohne dass jetzt noch ein Neueinbau erfolgen könnte. Durch Nahrungsaufnahme gelangt
aber radioaktives C-14 auch in tierische und menschliche Körper, so dass alle Organismen neu
entstandenes C-14 enthalten. Mit dem Tod des Lebewesens beginnt die Messung durch die Atomuhr.]
13. Mit der 146C-Methode wollen Sie das Alter eines Trilobiten aus dem Erdaltertum bestimmen. Gelingt Ihnen
das leicht? [Nein mit einem Alter von ca. 590 Mio. Jahren sind die Trilobiten für die HWZ von C-14 (5570 y)
zu alt]
KSH, Bz, 75805388,5/14/2016
r
t
n
5
14. Wie kann man 131I in der Medizin verwenden? [Zur Untersuchung des Stoffwechsels der Schilddrüse
(braucht Iod) oder zur Markierung anderer Moleküle. 13153I, , -Strahler, HWZ: 8.05d, sehr kurze HWZ, also
rasch abgebaut und nur kleine Mengen notwendig]
15. Wieviel Energie könnten maximal aus 1 kg Masse gewonnen werden? [E=mc2; E= 91016 J]
16. Weswegen nennt man die Anzahl Nukleonen eines Atoms wohl Massenzahl? [Ein Kernteilchen, Nukleon,
ist ca 3’000 mal schwerer als ein Elektron. Im Kern ist somit fast alle Masse eines Atoms konzentriert]
17. Beschreiben Sie den Prozess der Kernspaltung von 235U; Was entsteht noch, wenn 137Cs und 3 Neutronen
gebildet werden? [23592U + 10n 13755Cs + 9637Rb + 310n]
18. Eine in Zürich wohnhafte Stewardess ist etwa der gleichen Strahlenexposition ausgesetzt wie eine
Tessinerin. Erklären Sie diese überraschende Tatsache! [Bei einem Flug ist man durch die Flughöhe
verstärkter Höhenstrahlung ausgesetzt. Doch ist die Strahlung am Boden verschieden, es hängt vom
Untergrund..ab. So ist es erklärbar, dass diese im Tessin höher ist als in Zürich]
19. Ihre Freundin behauptet, dass es 18 verschiedene Wassermoleküle gebe. Hat sie recht? [Ja! Es gibt
Moleküle mit verschiedenen Isotopen von Wasserstoff und Sauerstoff für 16O: 1H-O-1H, 2H-O-2H, 3H-O-3H,
1H-O-2H, 1H-O-3H, 2H-O-3H und je 6 für 17O, 18O]
KSH, Bz, 75805388,5/14/2016
6
Periodensystem
B
O
A
A
H
a
u
p
W
E
l
e
e
R
t
t
a
i
r
o
d
n
u
a
h
l
a
i
v
E
i
a
s
e
:
d
e
l
g
a
A EU I
s
z
a
h
l
o
t
o
n
l
n
r
i
e
k
mA
o
v
n
i
Lm
e
t
r
ä
t
P S E
E eN r
n
t
FT
e
P:
u
l
l
n
e
:
aE
lN
I e Gt
o
b
e
s
e
:
t
e
n
r
i
A
G
r
U
iS
u
oO
d T e On
p
e
n
p
n
e
n
e
i
n
A
l
k
a
l
i
E
r
d
a
l
k
n Üa
k
s
H
nb
de
er
rg
a
l
b
N
m
a
a
m
E I
N
T E I
L U
S e C: H
rA eF NcT hEi tNc s h
m
l
n
e
t
G
t
e
(
l
e
i
c
hE
td
)e
l
g
a
s
e
e
c
h
t
s
L
a
n
t
h
a
n
i
A
c
t
i
n
i
d
e
1. Wie ist das Periodensystem aufgebaut? Nach welchen experimentell feststellbaren Eigenschaften ist es
geordnet? [Elemente mit gleicher Anzahl Aussenelektronen untereinander, Elemente mit gleicher Anzahl
Schalen auf gleicher Periode (Zeile), Metalle links, Nichtmetalle rechts, Halbmetalle dazwischen]
2. Welche Aussagen macht das PSE über die Elemente einer Hauptgruppe? [Die Elemente, die in der
gleichen Hauptgruppe stehen, haben ähnliche Eigenschaften, da sie gleich viele Aussenelektronen
besitzen]
3. Was verstehen Sie unter Elektronegativität? Was hat diese Grösse mit dem Periodensystem zu tun?
[Elektronegativität ist das Bestreben eines Elements, an der Bindung beteiligte Elektronen an sich zu
ziehen. Die EN nimmt von links unten im PSE nach rechts oben zu, Metalle haben eine kleine EN, Edelgase
haben praktisch 0]
4. Zeigen Sie den Zusammenhang zwischen dem Schalenaufbau der Elektronenhülle der Atome und der
Stellung der Elemente im Periodensystem. [In jeder Periode wird eine Schale von links, 1 Elektron, nach
rechts, Edelgas, gefüllt. Eine volle Schale bedeutet eine grosse chemische Stabilität]
5. Was verstehen Sie unter Wertigkeit? Geben Sie ein Beispiel. [Anzahl Elektronen, die an chemischen
Reaktionen teilnehmen, Aussenlektronen. Kohlenstoff hat die Wertigkeit 4, hat also 4 Aussenelektronen,
kann 4 aufnehmen oder 4 abgeben]
6. Schreiben Sie die Reaktion auf von Schwefel mit Sauerstoff. [S: 6 Aussenelektronen (AE), Sauerstoff: 6 AE.
Schwefel hat mehr Schalen, die Aussenelektronen sind weiter aussen, weniger stark an den Kern gebunden
als bei Sauerstoff. Sie werden folgedessen leichter abgegeben. Schwefel gibt ab, Sauerstoff nimmt auf:
SO3; Das Element, welches abgibt, steht im allgemeinen in der Formel vorne (Ausnahmen: NH3, alle
Kohlenstoffverbindungen)]
7. Weshalb findet man die Metalle im PSE links, die Nichtmetalle rechts? [Die Metalle geben leicht Elektronen
ab, sie dürfen also nur wenige Aussenelektronen besitzen (elektrische Leitfähigkeit ist durch die frei
verfügbaren Elektronen bestimmt). Nichtmetalle haben wenig verfügbare Elektronen]
8. Wie unterscheiden sich Metalle, Nichtmetalle und Halbmetalle? [Metalle: Metallglanz, elektr. Leitfähigkeit,
verformbar (duktil), die Metalloxide bilden mit Wasser Basen (Laugen), kleine EN; Nichtmetalle: keine
typische Farbe, elektr. Isolatoren, kleine Zugfestigkeit, die Nichtmetalloxide bilden mit Wasser Säuren,
grosse EN, Halbmetalle: liegen in den Eigenschaften zwischen Metallen und Nichtmetallen]
9. Alle Elemente wollen auf der äussersten Schale aussehen wie ein Edelgas. Was ist die chemische
Konsequenz davon. Erklären Sie mit einem Beispiel [Calcium: 2 Aussenelektronen, gibt 2 ab, hat dann 8 auf
der äussersten Schale, wie Argon, Kohlenstoff: 4 Aussenelektronen, nimmt 4 auf, hat dann 8 auf der
äussersten Schale, wie Neon, Verbindung: Ca2C: Calciumcarbid]
10. Um welches Element könnte es sich handeln: Das Oxid bildet mit Wasser eine Base, und das Oxid selbst
hat die Formel XO, bildet das Oxid an der Luft nicht sehr schnell, aber entsteht mit hellem Licht bei der
Verbrennung. [Metalloxide bilden mit Wasser Basen, das Element muss 2 Aussenelektronen haben, also in
der 2. Gruppe sein, alle Elemente nach Mg reagieren rasch an der Luft, Be hat keine weisse Flamme, also
Mg]
11. Welche besonderen Eigenschaften haben die Edelgase? Wie kann man sich diese Eigenschaften
erklären? [Kaum reaktiv, kommen nur 1-atomig vor, sind bis zu sehr tiefen Temperaturen Gase. Die
Oktettregel ist erfüllt, das Atom wird mit zusätzlichen Bindungen nur unstabiler, bildet keine Dipole, deshalb
sehr tiefer Schmelz- und Siedepunkt]
12. Zwischen welchem Edelgas und welchem anderen chemischen Element würden Sie am ehesten eine
chemische Verbindung erwarten? Warum? [Rn, ist aber zu selten, deshalb Xe, weil es die äussersten
KSH, Bz, 75805388,5/14/2016
P
n
o
r
l
l
rI
e
B
t
l
E
m
H
r
=
a
t
R
g
H
u
h
t
h
et
t
t
ä
c
e
c
C
n
E
P
E
Sn
t
D
n
l
e
i
M
G
h
p
l
i
N
r
p
n
N
O
Ag u k s e s i
e
l
e
k
n
e
g
a
t
h
S
z
z
u
t
k
ä
n
r
r
k
e
g
n
E
7
Elektronen weit weg vom Kern und durch die unteren Hülle gut abgeschirmt hat, diese nicht besonders stark
gebunden sind und deshalb noch von einem sehr elektronegativen Element,wie Fluor, gebunden werden
können]
13. Ein Stoff X ist bei Raumtemperatur ein Gas. Es ist relativ reaktionsträge, reagiert jedoch mit glühendem
Aluminium zu AIX. Um welches Element handelt es sich, und was wissen Sie über dieses Element? [AlX
bedeutet: X muss 3 Aussenelektronen aufnehmen, hat also 5: N, P, As, Sb, Bi; Phosphor ist ein Festkörper,
die letzten 3 sind Metalle, also auch Festkörper; Folgerung N2.. 2Al + N2 2AlN, Aluminium: Metall, sehr
leicht, guter elektrischer Leiter, korrosionsbeständig wegen der Oxidschicht]
14. Stellen Sie die Unterschiede zwischen Metallen und Nichtmetallen tabellarisch zusammen.
Eigenschaft
Metall
Nichtmetall
Farbe
Metallglanz
elektr. Leitfähigkeit
gut
schlecht
Wärmeleitfähigkeit
gut
schlecht
Verformarkeit
gut
im allg. schlecht
Oxid bildet mit Wasser
Base (Lauge)
Säure
Anzahl Aussenelektronen
wenig
viel
EN
klein
gross
Im PSE
links und unten
rechts, oben
14. Welche Änderungen in den Eigenschaften stellt man fest, wenn man die Halogene von oben nach unten
vergleicht? [Anzahl Schalen nimmt zu, EN nimmt ab, Molmasse nimmt zu, Siedepunkt, Schmelzpunkt nimmt
zu, Farbe wird immer dunkler, Nichtmetallreaktivität nimmt ab]
15. Beschreiben Sie ein von Ihnen ausgewähltes Element mit möglichst vielen seiner physikalischen und
chemischen Eigenschaften. [Bsp: Li, Fe, P : Daten aus dem PSE, Lexikon etc.]
16. Warum sind Edelgase als Schutzgase für Glühlampen besonders geeignet? [Sie sind sehr inert und
reagieren nicht]
KSH, Bz, 75805388,5/14/2016
8
Chemische Bindungen
A
e
s
H
p
e
m
p o
r
M
e
D u
L e i
m
t
k
t
l
a
n
a
t
f
l
i
I
n
t
i
e r m
S u b s
E i
n l
t
e
A N
t
V A
r
i
t
l Ha
s
O
r-
c
n
,
t
o mD E
e R
w
a c h
h
N
B R Ü
e
,
C K E N
.
D
i
p
l
g l
a n z
l
l M i et t ä at l
ä h i
g k e i
t
H
E N
G
l
h
t
K
a
l
-
e
r
b
m
i
f
s
t
D
r
i
M
e
f
a
F
o
B II
a
l
l
N
l
k
e
E T A L
l
l
L
D U
e
G
e
m
a t
n t
i
i
s
c
e r u
e r s t
h
i
B I
e t
.
V e r b i
n d u
t L i e t g ui t e i r ou n n g e n
a g e r u n g
P l
S i
N
O
A A L
S M
D
N UE N
N
l
B I
t
.
W
N
G
e
E
N
I
o
N
n
G
B I
a
D
e
N
l
i
l
f
n
g
D U
S
a
l
z
E
l
e
k
t
r
E N
N
H
E
M
n
n Eg P
t
-
D U
N
G
- B I N
D U
i
a
o
e
f
n
e
i
1
c
.
F e s t
:
iG s e c l h ö s
G
e s c h
h
b
D
e
G
(
A
u
f
b
D
i
p
o
e
n g
o f
N
>
h
t
m
l
I
K O
m
e
e
u
s
t
m
t
m
e t
m
e t
a
i
f
f
<
k ü l
e
A u s s e
S y
aE ud
E l
r ä
o
:
a
l
o
l
l
l
l
1
m
g
t
l
r
l
a
z
.
e
t
o
e
e
k
n
t
:
7
n
e
l
e
e
a
r
t
s
o
r
r
n
i
e
e
.
m
l
E N
A
e
1. Wie kommt eine chemische Bindung zustande? Geben Sie Ihre Erklärungen an einem konkreten Beispiel.
[Bsp. Ca, Br2: Ca: 2 Aussenelektronen, gibt diese ab, wird Ca2+ geladen, Br: 7 Aussenelektronen, nimmt 1
auf, wird Br1- geladen; entgegengesetzte Ladungen ziehen sich an, und die Ladungen sind ausgeglichen,
da alle Elektronen des Ca vom Br aufgenommen werden: CaBr2: Das Ca2+ und das Br1- kommen sich nun
so nahe, bis die Elektronenhüllen und die Kerne sich abstossen]
2. Erklären Sie die Unterschiede zwischen Atomen, Elementen, Molekülen und Ionengittern! [Bausteine der
Elemente sind Atome. Sind Atome zu einem abgeschlossenen Verband verbunden, so nennt man dies
Molekül, sind sie als Ionen in einem endlosen Verband angeordnet, spricht man von einem Ionengitter]
3. Was ist der Unterschied zwischen einer Elektronenpaarbindung (EPB) und einer Ionenbindung (IB)?
Geben Sie Beispiele. [EPB bauen Moleküle, IB bauen Ionengitter auf. Die Differenz der
Elektronegativitäten ist bei EPB< 1.7, bei IB1.7; EPB: Ethanol C2H6O, IB: CaF2]
5. Zeichnen Sie das räumliche Modell von Schwefelsäure. Welche
O
H
Eigenschaften hat Schwefelsäure? [Symmeterisch die
O
Sauerstoffe um den Schwefel, Wasserstoffe machen nur eine
O S O
O
Bindung, daher ganz aussen, H2SO4; sie schmeckt sauer, löst
S
H
O
Kalk auf, entzieht Wasser, reagiert mit Wasser unter
O
O
SchwefelsЉure
Hitzeentwicklung, ist ätzend, neutralisiert Basen]
H
H
4.
6. Warum haben die chemischen Bindungen zwischen gleichen
Elementen einen immer gleichen Abstand? [Es sind immer dieselben Elektronenhüllen, die zusammen
eine Bindung bilden. Auch die Abstossung der Kerne ist immer gleich]
7. Zwischen welchen Elementen im Periodensystem kommen welche Arten von chemischen Bindungen vor?
Weshalb? [Metalle-Metalle: Metallbindung (beide geben Elektronen ab), Metalle- Nichtmetalle:
Ionenbindung (grosse EN-Differenz); Nichtmetalle-Nichtmetalle: EP-Bindung (kleine EN-Differenz)]
8. Was sagt die Oktettregel aus? [Alle Elemente versuchen auf der äussersten Schale Edelgaskonfiguration
zu erreichen. Das sind meist 8 Elektronen (Oktett), ausser bei Elementen in der Nähe von Helium (2
Elektronen)]
9. Erklären Sie die wesentlichsten praktischen Eigenschaften von Metallen mit Hilfe der Metallbildung.
Nehmen Sie als Beispiel Magnesium. [Elektrische Leitfähigkeit, weil die Elektronen im Elektronensee frei
beweglich sind, Metallglanz, weil an der Oberfläche freie Elektronen vorhanden sind, Duktilität: weil sich die
Schichten gegeneinander verschieben lassen, da keine gerichteten Bindungen vorliegen. Mg hat 2
Aussenelektronen. Alle Mg-Atome geben ihre beiden Aussenelektronen an den Elektronensee ab, es zeigt
daher gute metallische Eigenschaften]
10. Welche mechanischen Eigenhaften hat Silber. Leiten Sie diese aus der Gitterstruktur ab [Kubisch
flächenzentriert, d.h. leicht verformbar]
11. Ein Sprichwort lautet: Man muss das Eisen schmieden, solange es heiss ist. Erklären Sie diese Aussage
wissenschaftlich. [Bei Raumtemperatur liegt das -Eisen, kubisch raumzentriert, vor. Dieses ist schwer
verformbar. Bei Rotglut liegt das -Eisen vor, kubisch flächenzentriert, leicht verformbar. Es Eisen ist also
nur leicht verformbar, wenn es genügend heiss ist.]
12. Wie sieht das Kristallgitter von Zinksulfid räumlich aus, wenn die Niggliformel {ZnS}4/4 G lautet? [Es handelt
sich um Tetraeder, die miteinander verbunden sind]
13. Welche wichtigsten Eigenschaften haben Ionenverbindungen? [Sie sind spröde, sie sind meist
wasserlöslich, die wässrigen Lösungen und die Schmelzen leiten den elektrischen Strom, sind Elektrolyte]
KSH, Bz, 75805388,5/14/2016
t
a
E
V A L
l
k
m
e
7
K r i
s t
a l
l
e
iN t i t g e g r l
i
F o
KN Z G
c
l
l
N
N
+
f
k
t
r
e
g
n
e
s
l
t
T )
n
o
r
9
14. Geben Sie ein Beispiel eines Moleküls, welches eine Wasserstoffbrückenbindung machen kann. Zeigen
Sie im Detail, wie diese Bindung zustande kommt. [2 Voraussetzungen: Ein Molekül muss ein H-Atom an
einen elektronegativen Atom gebunden haben (N, O) und das 2 Atom muss elektronegativ sein mit einem
freien Elektronenpaar (N,O,P,S)]
15. Welche Bindung ist dafür verantwortlich, dass Edelgase überhaupt verflüssigt werden können? Erklären
Sie diese Bindung. [Die van der Waals’sche Bindung. Diese kommt dadurch zustande, dass sich sehr
kurzfristig aufgebaute Dipole (von asymmetrischen Elektronenverteilungen und deren Influenz) anziehen]
16. Zeigen Sie in einer groben Übersicht, wie die verschiedenen Bindungsarten zusammenhängen.
[Metallbindung: zwischen Metallen. Bilden Gitter und damit Kristalle. Die EN sind klein. Ionenbindung:
Zwischen Metallen und Nichtmetallen. Bilden Gitter und damit Kristalle. EP-Bindung: zwischen
Nichtmetallen. Bilden Moleküle oder Molekülgitter (Diamant, Graphit)]
17. Welche Voraussetzungen müssen erfüllt sein, damit ein Stoff wasserlöslich ist? [Es müssen Dipole
vorhanden sein, z.B. auch Ionen. Alle Moleküle mit ausgeprägten Dipolen oder alle Ionengitter sind
zumindest etwas wasserlöslich]
18. Zeichnen Sie die Elektronenstrichformel von C2H2 [H-CC-H]
20. Zeichnen Sie die Elektronenstrukturformel von Phosphorsäure. Welcher Typ von
O
Bindung liegt hier vor? [Phosphor symmetrisch in der Mitte, die Wasserstoffe, die
H
nur eine Bindung machen können, ganz aussen, Hier handelt es sich um EPO P O
Bindungen]
21. Vergleichen Sie die Elektronenstrichformeln von CO und O2 und versuchen Sie
H
O
daraus abzuleiten, weshalb CO ein Blutgift ist. [ ICOI ; <O=O> ; beide Moleküle 19.
H
binden sich mit den freien Elektronenpaaren an das Eisen Fe2+ des Hämins. Bei
CO ist noch ein Dipol vorhanden, der beim Sauerstoff negativ ist. Daher bindet sich das CO stärker an das
positive Eisen als das O2. CO blockiert somit den Transport von Sauerstoff]
22. Was passiert, wenn ein Stoff, wie z. B. Eisenchlorid (FeCl3) in Wasser gegeben wird? [Eisenchlorid ist ein
Salz. Dieses Kristallgitter löst sich in Wasser in die Ionen Fe3+ und 3 Cl- auf. Die Lösung wird somit
elektrisch leitfähig]
23. Ein Ionenkristall besteht aus doppelt negativen Anionen und einfach positiven Kationen. Die
Koordinationszahl der positiven Ionen sei 4. Wie gross ist die Koordinationszahl (KZ) der negativen Ionen,
wie lautet die Niggli- Formel? [K1+, A2- K2A 4/2 G]
24. Welches sind die kleinsten Teilchen des elementaren Chlors, die Edelgaskonfiguration besitzen? Zeichnen
Sie die Elektronenstrichformel dieses Teilchens. [Cl2; Cl-Cl mit je drei freien EP]
25. Welche Arten von Legierungen kennen Sie, und wie unterscheiden sich diese? [Intermetallische
Verbindung: genaue stöchiometrische Verhältnisse, setzen ganz bestimmte Eigenschaften beider Partner
voraus, Substitutionskristalle: beliebige Verhältnisse möglich, Kristallgitter müssen gleich sein, die
Atomradien bis auf 10% gleich, Einlagerungsmischkristalle: Ein Element muss viel grösser sein als das
andere. Das zweite Atom ist meist ein Nichtmetall (C, N, H)].
KSH, Bz, 75805388,5/14/2016
10
Aggregatzustände, Gase, Osmose
F
V
o
o
r
lu
M
m
m
a
g
e
s
e
g
e
b
e
n
Zt U S T Ђ
n E R b K e E s N t N imU N mG
s
e
b
e
s
t
im
m
t
F
e
s
t
:
F
lџ
s
s
ig
:
f
љ
GN
B
Da E s
e
s
o
s
n
d
l
r
F
e
k
A
p
*
V
/
p
R
M
o
lm
V
T
a
a
s
=
=
*
:
s
.
k
n
b
o
o
n
n
s
R
s
t
t
E
G
A
T
T
.
e
m
.
a
e
s
s
t
k
im
o
n
m
s
t
a
u
n
n
g
t
e
:
n
=
m
r
r
m
s
h
it
S
ig
s
e
is
Z
m
o
le
n
is
e
G
e
r
a
t
u
la
r
e
e
lz
e
n
p
f
e
s
t
e
n
m
s
ie
d
e
n
v
e r
M
e r
d
a
m
d
u
n
A N G
t
S
1. Erklären Sie die Aggregatzustände und deren Eigenschaften am Beispiel des Wassers. [Gasförmig:
Wasserdampf, Temp.>100°C, flüssig: Wasser, Temp. >1°C, fest: Eis, Temp. <1°C, Eis hat eine kleinere
Dichte als Wasser, weshalb es schwimmt. Eis bildet 6- eckige Kristalle als Schnee, Wasser hat die grösste
Dichte bei 4°C, weshalb in gefrorenen Seen mit einer Eisdecke immer noch Fische leben können, ebenso
unter den Polkappen]
2. Wie ist der absolute Nullpunkt definiert? Wäre es mit genügend grossem Aufwand möglich, z.B. eine
Temperatur von -20K zu erreichen? [Bewegung = 0 0°K, weniger als keine Bewegung ist nicht möglich,
folgedessen sind Temperaturen unterhalb 0° nicht diskutabel]
3. Sie machen eine Reise mit dem Flugzeug und müssen ihr Velo verladen. Woran müssen Sie denken? [Viel
Luft aus den Pneus zu lassen, weil im Frachtraum praktisch der Luftdruck der entsprechenden Flüghöhe
herrscht. Die Pneus könnten sonst platzen]
4. Wie könnte man die Molekularmasse eines Gases bestimmen? [pV = nRT; n=m/M; M=mRT/(pV); Die
Substanz in den gasförmigen Zustand bringen, Bestimmen der Masse m, Experiment bei Temperatur T, und
Druck p (z.B. Luftdruck) im Volumen V]
5. Wieviel Liter Luft benötigt die Verbrennung von 1 Liter Propan (C3H8; Dichte 0. 7 g/cm3) bei
Standardbedingungen (20°C, 1bar). [C3H8 + 5O2 3CO2 + 4H2O; 1 Liter = 0.7 kg, V = mRT/(pM);
M=44.0 g/mol, V=.388 m3 O2; 21% O2 in der Luft; V=1.85 m3 Luft]
6. Sie lassen 1 Gramm Natrium mit Wasser reagieren. Wieviel cm 3 Wasserstoff erwarten Sie bei 25°C und 1
bar? [2 Na + H2O 2 NaOH + H2; pV = nRT; V=m/(Mp) RT; m=1 g; M =23 g/mol; p=105 Pa;
R=8.31441; T= 298.15 K; V= 1.0810-3 m3 = 1.08 l = 1080 cm3]
7. Bei mittlerer Arbeit werden vom Menschen etwa 67 Liter Sauerstoff (Normalbedingungen) pro Stunde für
die Atmung verbraucht. Wieviel Traubenzucker wird also pro Stunde verbraucht? [C6H12O6 + 6O2 6CO2
+ 6H2O; M(C6H12O6): 180.0 g/mol, M(6O2): 192.0 g/mol; m = V pM /(RT); m=0.528 kg Glucose]
8. Wie könnte der Dampfdruck einer Flüssigkeit gemessen werden? [Flüssigkeit in einen Kolben geben,
Vakuum ansetzen, der tiefste mit der Vakuumpumpe erreichbare Druck ist der Dampfdruck der Flüssigkeit]
9. Welchen Zusammenhang zwischen dem Siedepunkt und dem Atom- resp, Molekülbau einer Substanz
kann man finden? [Je schwerer die Moleküle, desto höher Schmelz- und Siedepunkt. Je polarer eine
Substanz und je stärker die intermolekularen Bindungen, desto höher Schmelz- und Siedepunkt]
10. Wie könnten Sie die Atommasse von Calcium bestimmen? Beschreiben Sie das Experiment.; Temperatur:
20°C; Druck: 96’000 Pa [Ca + 2 HCl CaCl2 + H2; das H2 wird aufgefangen, das Volumen bestimmt und so
die Anzahl Mole berechnet. n=m/M; M=m/n; Hat man die Masse des verwendeten Calciums und die Anzahl
Mole n, dann lässt sich M berechnen]
11. Um welchen Faktor nimmt das Volumen von Wasser bei Normalbedingungen zu, wenn es vom flüssigen in
den gasförmigen Zustand übergeht? [Normalbedingungen; 0°C, 1 bar; 18 cm3 Wasser (= 1 Mol = 18
Gramm) werden zu 22.4 Litern= 22400 cm3; Das Volumen nimmt um den Faktor 1244 zu!!]
12. Sie haben sicher schon von den Gasgesetzen gehört. Gelten diese Gesetze auch für “Eisengas”? [Das
Gasgesetz gilt nur, wenn sich die Temperatur des Gases nicht nahe dem Siedepunkt befindet. Für Eisen
wäre dies möglichst hoch über dem Siedepunkt, z.B. über 2800 °C]
13. Stellen Sie sich vor, es würde Ihnen gelingen, ein Gas auf den absoluten Nullpunkt abzukühlen. Was würde
dann nach dem Gasgesetz mit dem Gas passieren? [p und V wären unbestimmt, wenn T=0 ist!!]
14. Sie machen eine Fahrt mit einem Gasballon. Womit ist der Ballon gefüllt? [Heute sind die Ballone und die
Zeppeline mit Helium und nicht mit dem reaktiven und leicht brennbaren Wasserstoff gefüllt]
KSH, Bz, 75805388,5/14/2016
e
h
g
r
k
h
/
it
c
:
k
p
c
v
ig
U
s
En S E* T ZR E P* H AT S E N † B E R G
G
e
G
k
G
=
V
lg
G
lџ
u
r
B
n
11
15. Wenn sie den Start eines Wetterballons beobachten, wird Ihnen sicher auffallen, dass dieser mit wesentlich
weniger H2 gefüllt ist, als die Ballonhülle aufnehmen könnte. Geschieht dies aus Spargründen? [Nein, da
sich das Gas in der Höhe infolge des tieferen Luftdrucks ausdehnt, würde der Ballon bei ganzer Füllung am
Boden platzen]
S
t
B
L
e
b
I
o
l
e
s
u
u
t
f
r
r
r
p
s
e
r
Bi
Et
Dt
Ee Ul
i
s
c
h
D
i
a
l
y
s
e
t
i
n
l
m
o
ö
n
n
m
j
l
e
g
k
.
V
a
Hn
=
s
s
a
e
n
c
/E
e
r
G
t
E
e
kT oU n
G
s
g
n
Ns
e
l
VR
e
x
L
x
b
h
n
c
o
t
nO e Sn M
=
=
p
e
o
G
x
c
l
a
o
p
o
r
g
k
s
p
M
t
t
I
A
T
n
o
f
E
IV
t
i
S
c
m
t
d
e
c
k
u
t
u
d
i
e
n
:
HM
h
u
n
T
A
N
UG
T
m
I e Cs Hs
uT
nE
g
n
g
e
n
.
:
u
n
g
s
K
S
E
G
g
e
m
o
n
S
E
i
c
i
z
T
n
l
Z
s
e
=
p
e
c
r
t
i
t
U
e
i
e
n
m
h
N
g
/
m
r
a
G
i
g
e
(
16. Zeigen Sie, wie man von der allgemeinen Gasgleichung auf die Gleichung für gelöste Stoffe, also die
Osmose kommen kann. [pV=nRT; p=n/VRT; c= n/V; p=cRT]
17. Wieviel Gramm Salz pro Liter benötigen Sie um ein leichtes Wachstum von Mikroorganismen auf
Nahrungsmitteln bei 20°C zu unterbinden? (Druck<18 bar). [p= R*T*c; c= p/(R*T); c=n/V=m/(M*V);
m=p*V*M/(R*T); M= 58.45*10-3 kg/mol; p= 105 Pa; V= 0.001 m3; R= 8.31441; T=293.15 K; m=0.0024 kg= 2.4
Gramm/Liter]
18. Warum haben Bonbons nie Pilze? Kennen Sie andere Lebensmittel, die auf dieselbe Art konserviert sind?
[Sie haben soviel Zucker, dass der osmotische Druck zu gross ist für Einzeller. Diesen wird das Wasser
entzogen, kandierte Früchte, gesalzene Fische, getrocknete Lebensmittel, Maripan etc.]
19. Sie finden einen Schwerverletzten mit grossem Blutverlust. Wäre es da nicht gut, Sie würden das Blut mit
etwas keimfreiem, destilliertem Wasser verdünnen? [Nein, auf keinen Fall!! Die roten Blutkörperchen
würden das Wasser wegen der Osmose sofort aufnehmen und platzen. Eine 0.9%ige Kochsalzlösung wäre
als kurzzeitiger Ersatz möglich]
KSH, Bz, 75805388,5/14/2016
1
M
E
x
TO U R
x
n
S
u
n
g
e
n
eG r
v B i e e r r e u c n h g n
N
o
b
e
l
p
r
e
i
s
:
r
ä
n
k
e
O
i
C
R
R
s
S
E
e
a
t
i
e
w
M
i
12
Redoxreaktionen
E
U
S
B
E
d
l
e
n
e
d
p
a
a
l
n
t
e
M
l
e
E
u
n
t
k
e
t
e
a
M
L
n
r
r
t
E
g
i
o
e
K
s
e
l
l
,
y
t
T
r
R
e
A
e
s
l
e
a
l
O
i
k
u
U
l
R
e
h C e H
k
m
u
k
,
E
E
e
D
M
h
U
.
k
e
h
r
EK
lT
m
eI
kO
t
Nr
o
n
P
S
h
P
o
A
t
N
o N s
y
U
k
e
h
r
kO t
Nr
o
U
r
O
X
I
m
D EA l T e I
A
A
l
E
l
E
u
m
e
k
i
T
s
i
e
i
t
t
n
t
c
r
i
u
o
eM
n e
a
n
y
t
a
B
P
i
r
r
o
o
g
a
a
u
b
s
e
l
e
g
i
i
r
r
i
i
=
l
e
r
e
e
w
w
b
b
t
z
w
w
A
s
l
B
e
A
u
g
E
e
c
s
h
s
A
s
w
n
u
o
i
n
R
n
E
u
n
l
g
o
e
g
n
sO
i
A
n
P R I E E D L OE
S
n
e
u
g
n
g
t
r
n
n
a
nN t
h
G
eE sN e
n
v
o
n
e
n
a
(
V
e
u
t
f
e
a
l
T
I
K
e
k
i
n
O
e
e
e
g
d
a
u
t
z
i
i
v
e
n
n
u
a
s
h
c
m
h
e
N
e
f
R
b
r
g
b
o
n
e
n
a
u
L
a
d
u
n
g
c Xh I e D
A
T
f
i
k
r
ö
m
E
I
e
r
r
t
-
>
G
N
e
N
E
N
D
U
A
n
d
i
-
v
i
s
c
h
e
s
t
ä
r
k
s
c
h
w
N
-
N
E
IN - N ->
O
t
S
Z
s
e
t
z
-
S
t
ä
r
-
S
c
h
w
N
e
r
G
e
A
E
e
ä
d
e
k
s
N
g
H
L
Z
r
c
h
s
t
e
ä
c
h
l
e
i
1. Bei einer Redoxreaktion nimmt ein Metall und ein Nichtmetall teil. In welcher Richtung erfolgt der
Elektronenübergang? [Vom Metallatom zum Nichtmetallatom, da Metalle Elektronen abgeben]
2. Sie haben in Ihrem Labor Benzin nur unvollständig verbrannt. Können Sie Auskunft über die entstandenen
Substanzen geben? [Russ, unverbranntes und teilverbranntes Benzin und CO und zusätzlich die normalen
Verbrennungsprodukte CO2, H2O]
3. Sie verbrennen C8H18. Wie lautet die Reaktionsgleichung? [2 C8H18 + 25 O2 16 CO2 + 18 H2O]
4. Wie kann man mit der Oxidationszahl beurteilen, ob ein Stoff gefährlich ist oder nicht? Geben Sie ein
Beispiel. [Eine ungewöhnliche Oxidationszahl weist immer auf eine erhöhte chemische Reaktivität hin. NO:
N hat die Oxidationszahl 2+, statt 3- oder vielleicht noch 5+ (ist schon schlechter)]
5. Schreiben Sie die Oxidationszahlen zum Element Chlor in folgenden Verbindungen : CI2, HOCl, HCl, KClO3,
KClO4; Was sagen diese Oxidationszahlen aus? [CI2,: 0, ist reaktiv, will noch 1 e aufnehmen, HOCl: 1+; ist
sehr reaktiv, sucht Elektronen, HCl: 1-, ist stabil , KClO3,: 5+, ist nicht stabil, sucht Elektronen; KClO4: 7+, ist
nicht stabil, möchte viel lieber 1 e aufnehmen, als 7 e abgeben. Sucht Elektronen bei einem schwächeren
Partner]
6. Zeigen Sie, wer bei der Verbrennung von Erdgas (CH4) oxidiert und wer reduziert wird, indem Sie die
chemische Gleichung für die Verbrennung aufschreiben und ausgleichen. [CH4 +2 O2 CO2 + 2 H2O; C4 C4+ : wird positiver, wird oxidiert, H1+ H1+ : bleibt; O 0 O2- : wird negativer, wird reduziert]
7. Schreiben Sie die Oxidations-, die Reduktions- und die Redoxgleichung auf für die Photosynthese.
Interpretieren Sie. [6 CO2 + 6 H2O C6H12O6 + 6 O2: Reduktion: C4+ C0 - 4e; Oxidation: 2 O2- O2 0 +
4e; Kohlendioxid wird aufgespalten. Der nicht reaktionsfähige Kohlenstoff C4+ wird zum reaktionsfähigeren
C0, ebenso wird der unreaktive O2- zum reaktiven O0, dazu braucht es Energie, die Sonnenenergie]
8. Welche Redoxreaktion läuft bei der Herstellung von Aluminium aus Aluminiumoxid ab? Weshalb ist
Aluminium ein so besonderer Werkstoff? [2 Al2O3 4 Al + 3 O2; Al3+ Al0 -3e; 2 O2- O20 +4e; Al ist
eigentlich sehr reaktiv. Es überzieht sich aber mit einer dünnen Schicht von Aluminiumoxid, welches
dieselbe Gitterstruktur hat, und daher genau passt. Aluminiumoxid ist sehr stabil, damit ist dieser Werkstoff
korrosionsbeständig gegen viele Einflüsse. Aluminium ist sehr leicht, es leitet den elektrischen Strom sehr
gut und ist relativ billig]
9. Zeigen Sie das Prinzip der Herstellung von Aluminium? [2 Al2O3 4 Al + 3 O2 ; mittels einer elektrischen
Spannung werden jedem Sauerstoff in Al2O3 an der Anode je 2 Elektronen weggenommen, und dem Al3+ an
der Kathode gegeben. Dabei bildet sich Aluminium und Sauerstoff. Der Prozess spielt sich in der Schmelze
von Aluminiumoxid ab. Die Elektroden sind aus Graphit (C). Diese werden vom 900°C heissen Sauerstoff
angegriffen und bilden CO2]
10. Wie können Sie aus Kochsalz Chlor herstellen? [NaCl muss in Form von Na+ und Cl- vorliegen. In der
Schmelze mit elektrischem Strom: 2 NaCl 2 Na + Cl2 ; oder in einer wässrigen Lösung, dabei entsteht
nicht Natrium sondern NaOH, weil Natrium sehr reaktiv ist]
11. Wie könnte man elektrische Energie mit Hilfe von Wasser auf chemischem Wege speichern? [Elektrolyse
von Wasser: 2 H2O 2 H2 + O2 ; wird die Energie wieder benötigt, so lässt man die Reaktion umgekehrt
KSH, Bz, 75805388,5/14/2016
O
u
X
E p L o E s K i T t R i VO v E e
NR r BE
Ao Ux
T iA e
U r St C H
iS
d
h
E
K
E
n
r
d
d
c
e
I
n
d
d
r
r
i
m
o
e
m
l
.
V
t
v
13
laufen, entweder man gewinnt direkt elektrischen Strom (Brennstoffzelle), oder man verbrennt den
Wasserstoff und gewinnt damit Wärmeenergie]
12. Wie könnte man sich vorstellen, dass man Rost (Fe2O3) auf einer alten Rüstung wieder in Eisen
zurückverwandeln könnte? [Fe2O3 + 3 H2 2 Fe + 3 H2O; man stellt die Rüstung in einen Schrank mit
Wasserstoff und heizt solange auf, bis die Reaktion einsetzt. Dabei entsteht reines Eisen. Das Wasser muss
abgefangen werden.]
13. Welche Prozesse laufen ab, wenn sie Gleichstrom durch eine wässrige Lösung von Calciumchlorid leiten?
[CaCl2 in Wasser löst sich auf zu Ca2+ und 2 Cl- ; Kathode: Ca2+ + 2e Ca0 ; Anode: 2 Cl- -2e Cl2;
Calcium ist sehr reaktiv, es reagiert sofort mit dem Wasser: Ca + 2H2O Ca(OH)2 + H2;]
14. Wieviel Milligramm Gold Au3+ wird in 30 Minuten an der Kathode abgeschieden, wenn die Stromstärke 30
Milliampere beträgt? [I =Q/t; Q= n*F*z; n=m/M; I=m*F*z/(M*t); m=I*M*t/(F*z); M=196.966*103 mg; ); I=
30*10-3 A; t= 1800 s; F=9.648*104 C/mol; z=3; m=3675 mg]
15. Beschreiben Sie die Herstellung von Eisen im Hochofen. [Fe2O3 + 3 C 2 Fe + 3 CO2; Eisenerz wird mit
Kohle zusammen aufgeheizt. Dabei wird auch CO gebildet, welches als Gas überall mit dem Eisenerz
reagieren kann. Das Eisenerz wird zu Eisen reduziert, der Kohlenstoff wird zu Kohlendioxid oxidiert]
16. Nennen Sie zwei Voraussetzungen, damit ein elektrischer Strom fliesst! [Es müssen Ladungen vorhanden
sein. Diese Ladungen müssen beweglich sein]
KSH, Bz, 75805388,5/14/2016
14
Thermodynamik
e
e
x
e
a
M
l
s
d
e
l
G
s
e
a
t
g
e
(
b
s
l
r
d
G
s
e
n
i
o
n
i
A
U
o
n
i
s
i
b
b
s
-
E
t F äR nE
f
ü
r
s
G
g
T
n
g
r
e
o
e
i
t
e
dI
d
r
c
e
l
iE
G
t
d
h
t
e
g
l
A
=
Eg Na
l
c
g
n
e
H
u
S
h
n
e
E
gR i
E N T EH R
eE rN
A Pb
e
i
c
h D g
b
l
E
n
g
t T sR z O u
n
z
a
a
h
c
r
d
T
"
s
r
e
t
R
o
k
m
e
i
b
n
.
e
S vA oT nZ
"
S
c
h
d
e Ge
rl A
i e
u
k
a ) Ik
oaL duP
f wf
e
i
o
kE t
c
h
r
e
n
s
e
tn
z
a
b
O
-
D
Y
t
N
*
A
M
k
t
d
e
I
l
t
a
a
K
Ea
l
e
n
d
n
R
e
a
(
eA l L
GV O
l
eN i
c H
h
u
nS g
B Ei
n
l
e
i
c
h
w
e
g
e
B
i
l
A
b
s
N
T
H
Hd
H
tP
Sd e
"
d
c
aI
u
u
h
e
i
n
e
o
x
n
n
o
s
d
e
a
t
)
n
n
ä
g
g
t
s
s
z
e
e
u
E H
t
o
w
n
n
n
1. Was sagt Ihnen ein stark negatives H° einer Reaktion aus? [Es wird viel Energie in Form von Wärme, bei
konstantem Druck frei]
2. Im Bach, in Ihnen, in der Luft, im Zwieback, fast überall findet man Wasser. Warum kommt Wasser an so
vielen Orten und in solchen Mengen vor? [Wasser ist eine Verbindung, die energetisch ungemein tief liegt.
So ist es ausserordentlich stabil]
3. Wie kann die Reaktionsenthalpie z. B. der Reaktion :2 Fe + 2 H2O + O2 2 FeOOH + H2 abgeschätzt
werden. Welcher Prozess ist mit dieser Reaktion beschrieben? [EN: Fe: 0; 2 H2O: 2*2*1.4=5.6; O2: 0;
FeOOH: 2*(2*1.7+1.4)=9.6; = 4.0; die Produkte sind viel polarer, als die Edukte, H°<0, es wird warm; Das
ist das Rosten von Eisen!! Es braucht Wasser und Sauerstoff]
1. Was sagt der Satz von Hess aus? Geben Sie die Erklärungen an
folgendem Beispiel: Berechnen Sie das H° für die Reaktion: CaO
+ CO2 CaCO3. Folgende Gleichungen sind gegeben: a)CaO
Ca + 1/2 O2; H°=+635 kJ/mol ; b)CO2 C + O2; H°=+393
kJ/mol; c)Ca + C + 3/2 O2 CaCO3; Hf°=+208 kJ/mol; Zeichnen
Sie das Diagramm. [a)+b)+c); H°=+1236 kJ, die Edukte liegen
energetisch tiefer, als das Produkt, das Produkt ist weniger stabil
als die Edukte]
Energie
Produkte
Edukte
Reaktionsablauf
2. Beurteilen Sie die Assimilation der grünen Pflanzen von Kohlendioxid und Wasser zu Traubenzucker(I) und
Sauerstoff mit Hilfe der Gleichung von Gibbs. [6 CO2(g) + 6 H2O(l) C6H12O6(s) + 6 O2(g): H°>0, es
handelt sich um die Umkehrreaktion einer Verbrennung, kann aber auch mit dem EN abgeschätzt werden,
S°<0, da eine Flüssigkeit zu einem Festkörper wird und zusätzlich noch die Anzahl Teilchen abnimmt;
G°=H°+T*S°>0; ist immer grösser 0, d.h. diese Reaktion braucht immer Energie, Sonnenenergie]
3. Was haben Abfälle mit Entropie zu tun? [In den Abfällen sind eigentlich noch alle wertvollen Rohstoffe
vorhanden. Sie sind aber in einer derart ungünstigen Form vorhanden, verteilt, verschmutzt, vermischt etc.
dass der Aufwand diese erneut zu nutzen sehr gross ist. Die Energie, um diese Unordnung zu Ordnung zu
bringen ist gross]
4. Berechnen Sie die minimale oder maximale Temperatur für die Oxidation von Eisen zu Eisenoxid.
Gegeben: Fe2O3: Hf°=-824, S°=87; Fe: Hf°=0, S°=27; O2: Hf°=0, S°=205; H° in kJ/mol, S° in J/mol K.
[4Fe + 3O2 2Fe2O3; Fe: H°: 2*(-824) - 3*0-4*0= -1648 kJ; S°= 2*87-3*205-4*27= -549 j/K; T=H°/S°=
(-1648*103)/(-549)= 3001 K; oberhalb dieser Temperatur kann die Reaktion nicht mehr selbständig laufen]
5. Beurteilen Sie das G° der folgenden Reaktion: 2 Na (I) + S (I) Na2S (I). Können Sie sich vorstellen, dass
diese Reaktion zur Energieerzeugung eingesetzt werden könnte? Weshalb muss die Reaktion oberhalb
einer bestimmten Temperatur durchgeführt werden? [H°<0, die Produkte sind polarer, als die Edukte;
S°<0; es bilden sich weniger Teilchen (3 1); T darf nicht zu gross sein. Nun sind aber alles Festkörper.
Will man diese zur Reaktion bringen, so muss mindestens eine Substanz flüssig oder gasförmig sein. Hier
ist es der Schwefel, der geschmolzen werden muss. Diese Reaktion ist für wiederaufladbare Batterien
vorgesehen]
6. Zeigen Sie qualitativ, dass man das Salzen der Strassen die Eisbildung nur bis zu einer gewissen
Temperatur unterdrücken kann. [NaCl(s) Na+(l) + Cl-(l); das Salzgitter wird beim Salzen aufgelöst; [
H°>0; S°>0; ein Festkörper wird zu Flüssigkeiten, und zusätzlich bilden sich mehr Teilchen; wenn [G°<0
KSH, Bz, 75805388,5/14/2016
l
t
H
M
t
Et I
uf
ie
"
E
K
i
a
Ps I t
h
r
h
e
ä
h
t
e
e
g
r
r
e
r
r
:
15
sein soll, muss T eine gewisse Temperatur überschreiten, oder anders, wenn es zu kalt ist, funktioniert das
Salzen mit Kochsalz nicht mehr]
7. Als Kältespray wird z. B. Dichlorethan, eine Flüssigkeit, die sehr schnell verdunstet, verwendet. Erklären Sie
den Prozess, der für die Kältewirkung verantwortlich ist. [Eine Flüssigkeit wird zu einem Gas. Es braucht
Energie für die Verdunstung. Diese Energie wird über die Haut dem Körper entzogen]
8. Erklären Sie die Vorteile des Dampfkochtopfs für die Zubereitung von Gemüse, und brauchen Sie dabei
auch Aussagen über die Enthalpie und die Entropie. [Es lassen sich höhere Temperaturen erreichen, weil
der Druck grösser ist - es geht rascher. Das Wasser verdunstet nicht, somit muss diese
Verdampfungswärme nicht zugeführt werden - es braucht weniger Energie]
9. Gleichen Sie die Gleichung aus, und beurteilen Sie das G folgender Reaktion und geben Sie an, welche
Substanzen reaktiv sind: KI(s) + KMnO4(s) + H2O(l) I2(s) + MnO2(s) + KOH(s) [6,2,4;3,2,8] [Mn7+, I2,]
10. Gleichen Sie die Gleichung aus, und beurteilen Sie das G folgender Reaktion und geben Sie an, welche
Substanzen reaktiv sind: H2S(g) + HNO3 (l) S(s) + NO(g) + H2O(l) [3,2;3,2,4; N5+ etwas, NO]
11. Gleichen Sie die Gleichung aus, und beurteilen Sie das G folgender Reaktion und geben Sie an, welche
Substanzen reaktiv sind: NH3(g) + O2(g) NO(g) + H2O(l) [4,5;4,6; O20 elektroneg., NO]
12. Gleichen Sie die Gleichung aus, und beurteilen Sie das G folgender Reaktion: Brom mit Barium [Br2(g) +
Ba(s) BaBr2(s) ; H<0 es wird warm, S<0 g s; G<0 unterhalb best. Temp.]
13. Gleichen Sie die Gleichung aus, und beurteilen Sie das G folgender Reaktion: Stickstoff mit Calcium [N2(g)
+ 3Ca(s) Ca3N2(s) H<0 es wird warm, S<0 g s; G<0 unterhalb best. Temp.]
14. Gleichen Sie die Gleichung aus, und beurteilen Sie das G folgender Reaktion: Schwefel mit Sauerstoff
[2S(s) + 3O2(g) 2SO3(g); H<0 es wird warm, S>0 sg; G<0 bei allen Temp.]
15. Gleichen Sie die Gleichung aus, und beurteilen Sie das G folgender Reaktion: Lithium mit Phosphor [3Li(s)
+ P(s) Li3P(s); H<0 es wird warm, S<0 4T 1T; G<0 unterhalb best. Temp.]
G < 0
H < 0
H > 0
KSH, Bz, 75805388,5/14/2016
S < 0
S > 0
bis maximale Temperatur
nie
alle Temperaturen
oberhalb minimaler Temperatur
16
Reaktionsgeschwindigkeit
e
x
o
t
h
e
r
m
p
o
s
i
t
i
v
e
R
F
u
e
n
u
R
a
e
Ü
e
w
r
R
R
s
e
a
k
t
iR
C
K
K
p
r
u
n
y
c
R
a
o
g
n
e
F
W
C
h
r
L
i
i
e
e
n
m
P
u
e
n
b
A b Ne
t
e
.
o
g
e
n
r
W
s
m
E
N
r
s
c
h
P
r
o
d
1
0
°
t
e
n
-
z
F
>
A
d
i
Gl
u
U
e
R
D
t
t
e
l
t
i
o
n
E
U
AN K G
T
C H
aE fS
k
2
s
S
-
T
3
s
na
leI
G
N
e
k
nt
n
I E ON
W
I
x
R F E AG K
t
ö
O
c
R
E
T
h
R
N
N
i
usT
ncI
ghO
w
=
S
tZ
ou
G
g
V
L
v
oe
Dk E k F o I p G
Np
O
P
P
L
U
a
ü
A
S
D
U
I
G
G
(
G
o
n
=
S
t
o
f
N
i
n
d
i
g
k
fs
e
S
E
fa
s
S
n
e
E
o
g
i
Z e Ut
m
N
r
k
t
i
v
i
A
k
t
i
v
i
e
r
K
E
g
I
g
r
e
a
t
o
n
z
e v n = t
k r
G
TL
O
O.
eN
K
a
t
a
l
y
s
a
L
ö
s
u
n
g
s
m
pN e
ar
kf
r
tl
a
oä
T
s
z
* a [ t
t
rc
u
sh
t
u
Ai
t
r
o
i
s
] o * n
e
r
t
1. Was verstehen Sie unter der Reaktionsgeschwindigkeit in der Chemie? [Stoffumsatz pro Zeit]
2. Durch welche Grössen ist die Reaktionsgeschwindigkeit bestimmt? [T, Konz., Reaktivität der Teilchen,
Oberfläche, Katalysatoren, Stabilisatoren]
3. Sie nehmen zwei Kerzen und vergleichen die Flammen in reinem Sauerstoff und in Luft. Was werden Sie
feststellen? [Die Kerze in reinem Sauerstoff brennt ungemein viel rascher, die Konzentration ist 5 mal höher]
4. Welche Faustregel für den Zusammenhang zwischen Temperatur und Reaktionsgeschwindigkeit kennen
Sie? Geben Sie eine praktische Anwendung dieser Formel im Alltag. [Erhöhung um 10°C Beschleunigung
um ca. Faktor 2-3]
5. Wie könnte die Verwitterung von Kalksteinbauten durch saure Stoffe, wie z. B. Salpetersäure im Regen,
verlangsamt werden? [Oberfläche versiegeln, Oberfläche trocken halten, weniger sauren Regen,
Stabilisatoren]
6. Weshalb rostet ein Auto im Winter weniger, wenn es im Freien anstatt in der warmen Garage steht? [T,
kleiner Luftfeuchtigkeit in der Kälte]
7. Wie kann man sich erklären, dass wechselwarme Tiere im Winter schlafen? Was ist der Vorteil dieser
Überwinterung? [geringerer Stoffwechsel, dadurch tiefere Temperatur, damit weniger Stoffverbrauch]
8. Weshalb sind Reaktionen mit sehr negativem G° nicht automatisch sehr schnell? Geben Sie ein Beispiel [
G° hat nichts mit der Reaktionsgeschwindigkeit zu tun, da dort die Aktivierungsenergie eine Reaktion am
Starten hindern kann, Beispiel : Erdgas mit Luft ohne Zündung].
9. Was haben Konservierungsmittel in Lebensmitteln mit chemischen Reaktionsgeschwindigkeiten zu tun?
[Verlangsamung der Oxidation und der Zersetzung durch Mikroorganismen]
10. Weshalb brennen Holzspäne schneller als ein Holzscheit? [Späne haben eine viel grössere Oberfläche]
11. Weshalb reifen die Trauben im Herbst bei Föhnwetter viel rascher? [Das warme Wetter beschleunigt die
Umwandlung in Zucker]
12. Erklären Sie den Begriff Aktivierungsenergie am Beispiel von Benzin (Hexan) und Luft in einem Automotor.
[Ein Benzin - Luft- Gemisch muss gezündet werden, damit es explodiert, die Zündung ist die
Aktivierungsenergie]
13. Sie titrieren eine Säure mit einer Base. Der Indikator zeigt bei jedem Tropfen Base kurz eine rote Farbe, die
wieder verschwindet. Kurz bevor die Neutralisation vollständig ist, bleibt die Farbe während längerer Zeit
bestehen, bevor sie verschwindet. Wie kann man sich diese Beobachtung erklären? [Kurz vor der
Neutralisation hat es nur noch ganz wenig Säure, damit ist diese Konzentration klein. Die Basenteilchen
brauchen lange, bis sie ein Säureteilchen gefunden haben]
14. Interpretieren Sie die Beobachtung, dass wechselwarme Tiere (wie z.B. Schlangen, Eidechsen..)
besonders munter sind, wenn sie den Sonnenstrahlen ausgesetzt sind. Geben Sie eine Begründung mit
chemischen Argumenten. [raschere biochemische Prozesse]
15. Weshalb ist es heute möglich, auch bei langen Transportwegen und Schiffstransport, verderbliche Früchte
über sehr grosse Distanzen zu bringen, was früher undenkbar gewesen wäre? [Kühlung, Inertgase]
KSH, Bz, 75805388,5/14/2016
i
e
a
g
Fe
T
r
s e a
w
e
K
Rm E
e
m m
h
R
A
b
um
c
e
t
n
e
17
n
e
e
A
L
e
K
b
u
M
K
e
n
e
ü
n
s
d
h
g
r
k
i
l
ö
i
s
t
A
k
w
.
h
t
K
n
a
a
t
w
m
a
n
e
r
u
i
St
Tt
Ae
Bl
o
s
e
e
f
s
n
n
d
t
K
A
s
g
a
s
g
T
e
A
l
o
n
u
r
e
n
E
n
z
y
m
/
e
r
L
Y
E
S
I
a
A
s
K
e
A
G
n
g
i
h
e
h
o
GR
n
e
B
e
T R OE
e
ä
r
e
GA
A p R l T e E x RN eE
m
t
e
LA I G S
l
z
y
n
n
a
l
l
I
u
e
t
a
o
e
r
e
S
K
f
e
M
S
t
e
i
m
s
a
h
v
T
n
O
v
E
N
e
t
A
m
i
Re
b
i
i
s
e
T
S
r
o
g
m
S
r
l
o
Z
e
m
C
ä
d
t
H
e
n
S
t
n
d
e
t
u
n
v
A
e
F
s
A
e
k
n
t
k
i
t
v
i
e
r
u
n
b
R
e
e
s
a
c
k
h
t
l
i
e
o
u
n
n
i
r
k
t
t
i
k
o
e
n
i
s
n
e
E
a
i
s
n
d
f
d
l
e
s
Rn
k
a
T
p
e
e
u
I
a
a
i
f
O
N
n
1. Was bewirken Katalysatoren, wie sie für die Abgase der Autos vorgesehen sind? z. B. für folgende Reaktion
: 2 CO + O2 2 CO. [Vermindern die Aktivierungsenergie] Wann verliert der Katalysator seine Wirkung?
[Wenn Bleibenzin verwendet wird, oder die Oberfläche irgendwie sonst verschmutzt wird]
2. Welche Aufgabe haben Katalysatoren, die bei Autos eingebaut werden ? Geben Sie die Erklärungen mit
den Reaktionsgleichungen. [CnHm + O2 CO2 + H2O; CO +O2 CO2 ;NO + CO CO2 +N2; toxische
Gase werden entgiftet]
3. Welche Eigenschaften haben Enzyme? [Es sind Biokatalysatoren, grosse Eiweisse, sehr spezifisch, sehr
wirksam, aber hitzeempfindlich]
4. Welchen Einfluss hat die erhöhte Temperatur bei einem Fieber auf den Stoffwechsel unseres Körpers?
Machen Sie quantitative Angaben über einen Anstieg der Temperatur von 36°C auf 40°C [Faktor 1,4 bis 2,
da Temperaturerhöhung um 10°C einen Faktor 2 bis 3 bewirkt].
5. Ein Betrieb hat eine chemische Reaktion A + B C entwickelt, die bei Raumtemperatur (20°C) und den
Konzentrationen: A= 1 M, B= 2M, 20 Stunden dauert. Welche Möglichkeiten bestehen, diese Reaktion in
einem Arbeitstag von 8 Stunden laufen zu lassen? Geben Sie konkrete, auch quantitative Angaben.
[Katalysator, Faktor je nach Wirksamkeit, Konzentration A um 20/8 oder B um 20/8, oder A und B
zusammen um 20/8 erhöhen, Temperatur um ca. 8 bis 12°C erhöhen]
6. Welchen Einfluss haben die Autokatalysatoren auf die Bildung von saurem Regen? [Es bilden sich weniger
Stickoxide, und damit weniger Salpetersäure]
7. Wo werden im täglichen Leben Stabilisatoren verwendet? [Bei Lebensmitteln und reaktiven chemischen
Stoffen während dem Transport]
KSH, Bz, 75805388,5/14/2016
g
U
18
Chemisches Gleichgewicht
K
g
K
E
d
P
e
T
u
r
K
d
o
x
k
t
o
u
o
t
e
W
h
e
A
z
g
u
g
s
r
t
e
a
g
n
a
d
l
r
E
h
c
u
c
t
a
e
b
b
h
m
h
s
ä
p
ä
ä
r
n
m
r
L
t
n
e
n
a
k
(
t
n
K
e
a
g
o
r
n
i
n
a
g
i
M
i
H
E
G
E
o
e
f
f
e
n
n
e
r
g
i
e
nR
A
n
K
e
ee ga ak t t
p
t
G T o Ie s O
o i mN
K
o
i
l
e
n
O
n
K
a
p
h
i
H
L
E
I
C
)
=
R
G
n
i
n
)
/
k
H
t
a
d
y
n
(
-
Mt
O
a
r
u
n
-
D t E eRL GL
o
R
e
T R e ü
S
Ke
u
i
E
n
ü
a
z
c
k
mc
b
g
e
k
t
kp
s
e
G
K
o
n
s
t
t
a
i
n
t
r
a
l
a
Ae
r
t
i
s
Ta
Ek
e
a
k
I
C
H
n
)
i
t
r
a
t
i
v
i
t
ä
t
r
a
a
n
c
u
b
e
b
n
T
t
z
h
b
h
m
h
t
u
a
s
ä
e
p
ä
1. Auf welche drei Arten wird das chemische Gleichgewicht erreicht? [Von oben, von unten, einpendelnd]
2. Sie habe ein chemisches Gleichgewicht vorliegen. Was können Sie über die Geschwindigkeit der Hin- und
der Rückreaktion sagen? [Die beiden Geschwindigkeiten müssen gleich gross sein, da sich sonst kein
chemisches Gleichgewicht einstellen würde]
3. Wie wird experimentell gezeigt, dass es sich bei der Dissoziation des Wassers um eine
Gleichgewichtsreaktion handelt? [Destilliertes Wasser leitet den elektrischen Strom ganz wenig, es wird
also in Ionen (H3O+ und OH-) zerlegt. Dieser Prozess würde immer weiterlaufen, bis alles Wasser als Ionen
vorliegen würde. Nun reagieren die Ionen wieder miteinander und bilden wieder Wasser]
4. Früchte veratmen beim Lagern Traubenzucker mit Sauerstoff, und geben dabei Kohlendioxid und Wasser
ab. Was könnte man alles unternehmen, um die Lagerdauer ohne Qualitätseinbusse zu verlängern? [tiefe
Temperatur, wenig Luft, wenig Sauerstoff mit Inertgas, hoher Kohlendioxidgehalt, hohe Luftfeuchtigkeit,
keine Reifungskatalysatoren (z.B. Ethen)]
5. Wie hängen die G° und die Gleichgewichtskonstante K zusammen? Zeigen Sie diesen Zusammenhang
am Beispiel der Bildung von Kalk in Wasserleitungen: Ca(HCO3)2(l) CaCO3(s) + H2O(l) + CO2(g).
H°>0; Löslichkeit von Ca(HCO3)2 ca. 1700 mg./, von CaCO3(s) ca. 14 mg/l [Grosses K bedeutet stark
negatives G°; H°>0; S°>0 (mehr Teilchen); Die Reaktion läuft nur oberhalb einer bestimmten
Temperatur selbständig, K ist also nicht sehr gross; K= [CaCO3(s)][H2O(l)][CO2(g)]/[ Ca(HCO3)2(l)];
[CaCO3(s)] ist als Festkörper konstant. Damit wird: °; K’= [H2O(l)][CO2(g)]/[ Ca(HCO3)2(l)]; [CO2(g)] ist
gross bei grossem Druck und kleiner Temperatur (Mineralwasserflasche), ist viel CO 2 vorhanden, dann
bildet sich auch viel Ca(HCO3)2, also wenig Kalk. In den Leitungen bildet sich somit viel Kalk an heissen
Stellen (Heizstäbe) und dort wo der Druck klein ist (beim Austritt)]
6. Unter welchen Bedingungen würde in einem Automotor am wenigsten CO gebildet? Geben Sie detaillierte
Begründungen (verbrennen von C8H18). [2 C8H18 (l) + 25 O2 16 CO2(g) + 18 H2O(l); 2 C8H18 (l) + 17 O2 (g)
16 CO(g) + 18 H2O(g); möglichst viel Sauerstoff, 2 CO(g) + O2 (g) 2 CO2;(g) H°<0 (verbrennen);
S°<0 ( Abnahme der Teilchenzahl) G°<0 unterhalb einer gewissen Temperatur, folgedessen sollte die
Temperatur nicht zu hoch sein]
7. Weshalb ist im Mineralwasser unter Druck mehr CO2 gelöst, als nach dem öffnen der Flasche? (Gleichung
der Bildung von Kohlensäure ) [H2O(l) + CO2(g) H2CO3(g); K= [H2CO3]/{[ H2O][CO2]}; je grösser der
Druck von CO2, desto grösser die Konzentration von CO2 im Wasser. Damit muss bei konstantem K auch
die Konzentration von H2CO3 steigen]
8. Kennen Sie einen Zusammenhang zwischen den Reaktionsgeschwindigkeiten der Reaktion: SO 2+ H2O
H2SO3 und der Gleichgewichtskonstante K? [Beide sind temperaturabhängig]
9. Sie möchten möglichst viel Chlorwasserstoff aus den Elementen herstellen, was müsste man machen? Die
Gleichgewichtskonstante ist 1032. Was bedeutet das? [H2 + Cl2 2 HCl; Man muss die beiden Gase im
KSH, Bz, 75805388,5/14/2016
c
s
m
k
t
ä
y
Tr
a
s
s
a
r
a
)e
t
n
i
vt
f
Sn
W
vv
l
c
g
W
r
ü
i i
ie
e
e
D EH Y R i
G
K
(
R
z
b
R
o
a
z
g
s
t
G
A ST T E EL AI
-
H
I
R
t
C
G
=
G
>
r
E
e
E
r
z
(
>
R
-
r
m
m
-
E
n
t
s
t
n
G
K
u
b
e
e
s
N
i
k
R
s
a
r
s
E
e
z
t
d
i
h
e
n
D
t
n
k
o
l
e
e
o
r
k
T
r
f
t
n
t
a
g
e
n
r
g
19
Verhältnis 1:1 zusammenbringen und die Aktivierungsenergie überwinden (hier z.B. mit Licht). K=1032
bedeutet, dass praktisch alle Edukte zu Produkten umgewandelt werden!!]
10. Wie könnten Sie bei einer Verbrennung ein Minimum von Stickoxiden erhalten. Geben Sie die
Reaktionsbedingungen. Welche Eigenschaften und Auswirkungen haben Stickoxide? [Bei jeder
Verbrennung mit Luft läuft die Reaktion: N2 (g) + 2 O2 (g) 2 NO2;(g) ; H°<0 (verbrennen); S°<0 (
Abnahme der Teilchenzahl) G°<0 unterhalb einer gewissen Temperatur, folgedessen sollte die
Temperatur nicht zu hoch sein; Stickoxide sind gasförmig und reaktiv, da der Stickstoff ungewöhnliche
Oxidationszahlen aufweist, sie sind daher auch giftig]
11. Welche Reaktionsbedingungen müssen erfüllt sein, um möglichst rasch und möglichst viel Ammoniak aus
Wasserstoff und Stickstoff herzustellen? Wodurch ist das Optimum bestimmt? Wo sind die
technologischen Schwierigkeiten in diesem Prozess? [3 H2(g) + N2(g) 2 NH3(g); ; Möglichst viel: H°<0
(EN); S°<0 ( Abnahme der Teilchenzahl) G°<0 unterhalb einer gewissen Temperatur, folgedessen
sollte die Temperatur nicht zu hoch sein; hoher Druck, weil die Teilchenzahl bei der Reaktion abnimmt und
somit die Reaktion dann nach rechts läuft, entfernen der Produkte, da das Gleichgewicht beibehalten
werden will und neues NH3(g) gebildet wird. Möglichst rasch: Hohe Konzentrationen der Edukte, also hohe
Drücke, hohe Temperaturen, Katalysatoren; Optimum: hohe Drücke, nicht zu hohe Temperaturen;
Technologische Schwierigkeiten: Anlagen die sehr hohen Drücken standhalten, gute Katalysatoren,
Anlagen, welche gegenüber H2 und NH3 stabil sind]
KSH, Bz, 75805388,5/14/2016
20
Säuren, Basen
N a h r u n g
S t o f f w e c h s e l
VO
RKO
M
MN aEt Nu r
T e c h n ik
p H - W
e r t
S c h a d s t o f f e
P UF F E R
K a p a z it Љ
t
G
s c h w a c h e
F a r b u m
S Љ
ESCHM
s a u e r
ACK
s e if ig
u r e n / B a s e n
I NDI KAT O
s c h la g
REN
P r o t o n e n s p e n d e r
2 p H
n e u t r a lis ie r t
c < =
p H =
S Ђ URE NBAS E N
1 M
- lo g ( H 3 O
p H = 7 :
L …
+ )
SUNG
n e u t r a l
q u a d r a t .
G
S Љ
REAKT I O
EN
u r e
lљ
s t
u n e d l.
lљ
s t
K a lk
N
le ic h u n g
B a s e
R e a k t iv it Љ
p K s - W
e r t
p K b - W
e r t
t
STЂ
M
e t
1 - , 2 , - 3 - p r o t o n ig
P r o t o n e n f Љ
n g e r
n e u t r a lis ie r t
S Љ
lљ
s t
u
E iw e is s e
1 - , 2 - , 3 - b a s ig
RKE
S ig m
o id e
N E U T R A L I S A T I KOip pN e f f e k t
p K w = p K s + p K b = 1 4
S Љ
c s
u r e + B a s e - > S a z
l
N a m
S AL Z
e : M
e t a l+ S Љ
x
V s
S Љ
s t a r k e
B a s e - > s c h w a c h e
B a s e
k o n j.
S Љ
c b
u r e r e s t
s t a r k e
k o n j.
=
u r e - > s c h w a c h e
u r e
s a u e r / b a s is c h
1. Was ist eine Säure, was ist eine Base? Wie kann man diese beiden Stoffklassen praktisch erkennen?
Geben Sie Beispiele. [Säure: Protonenspender CH3COOH; Base: Protonenfänger: NH3; Bei Lebensmitteln
mit der Zunge: Säuren sauer; Basen seifig; mit Indikatoren oder Beerensäften]
2. Wie heisst die Regel beim Verdünnen der Säuren? [Erst das Wasser, dann die Säure, sonst geschieht das
Ungeheure]
3. Welche Körpersäfte reagieren sauer? [Der Magensaft und der Schweiss sind Säuren]
4. Was haben Säure- und Basenstärken mit dem chemischen Gleichgewicht zu tun? [Ks und Kb sind die
Gleichgewichtskonstanten, bei welchen die Wasserkonzentration konstant angenommen wird]
5. Für wen gilt pKw = pKs + pKb =14 [Nur für konjugierte Säure-Basen-Paare, bei 25°C]
6. Was ist ein pH-Wert? Was sagt die Feststellung aus, dass das Regenwasser in der Schweiz einen mittleren
pH-Wert von 4.3 aufweist? [pH=-log[H3O+]; unser Regen ist sauer, zum Teil sicher auch durch das gelöste
CO2]
7. Wodurch zeichnet sich eine starke Säure oder Base praktisch aus? Geben Sie die Entkalkung z. B. einer
Kaffeemaschine (Kalk + Säure. . ). Welche Säure verwenden Sie? Warum? [Eine starke Säure reagiert
rasch, eine schwache langsam, auch wenn sie die gleiche Konzentration haben. Für eine Kaffeemaschine
nimmt man am besten eine Säure, deren Rückstände in der Maschine keine Probleme und deren Abfälle
nicht problematisch sind, z.B. Essigsäure, Citronensäure, Weinsäure, Milchsäure, der Preis spricht für
Essigsäure: 2 CH3COOH + CaCO3 Ca(CH3COO)2 + CO2 + H2O]
8. Schreiben Sie die Reaktionsgleichungen auf für die Reaktion von saurem Regen (Schwefelsäure und
Salpetersäure) mit dem Kalk unserer Voralpen. [H2SO4 + CaCO3 CaSO4 + H2O + CO2; 2 HNO3 + CaCO3
Ca(NO3)2 + H2O + CO2]
9. Schreiben Sie die chemischen Reaktionsgleichungen auf für die Herstellung aus einer Säure und einer
Base von:
a) Magnesiumdihydrogenphosphit
Mg(OH)2 + 2H3PO3 Mg(H2PO3)2 + 2H2O
b) Aluminiumchlorat
Al(OH)3 + 3HClO3 Al(ClO3)3 + 3H2O
c) Ammoniumhydrogensulfid
NH3 + H2S NH4HS
d) Nickel(II)-formiat
Ni(OH)2 + 2HCOOH Ni(HCOO)2 + 2H2O
e) Eisen(III)-nitrit
Fe(OH)3 + 3HNO2 Fe(NO2)3 + 3H2O
f) Cadmium(II)-sulfid
Cd(OH)2 + H2S CdS + 2H2O
KSH, Bz, 75805388,5/14/2016
B a s e
x
V
21
8. Wieviel Milligramm H3O+ hat es in einem Kubikmeter destilliertem Wasser? Wieviel in einem m 3 Wasser
mit pH=2? [Dest. Wasser: pH=7 d.h. [H3O+]=10-7 mol/l 1.9 mg/ m3; pH=2 d.h. [H3O+]=10-2 mol/l 190 g/
m3]
9. Was entsteht meistens, wenn man zu einer Säure eine Base gibt? Geben Sie ein Beispiel? Welche
bekannte Base macht da beispielsweise eine Ausnahme? [Säure + Base = Salz + Wasser; HCOOH + LiOH
LiHCOO + H2O; Ausnahme: NH3 und alle Amine]
10. Wie würden Sie das für die Fotografie wichtige Silberbromid aus Silbernitrat herstellen? [AgNO3 + KBr
AgBr + KNO3; AgBr ist ein schwerlösliches Salz!! KNO3 ist leichtlöslich]
11. Was sagt Ihnen der Ks-Wert aus? [Der Ks-Wert ist ein Mass für die Säurestärke, er sagt aus, wie leicht eine
Säure Protonen abgeben kann]
12. Wie gross ist die Konzentration der Säure HX, welche für 20 ml Säure, 13 ml 0.25 M (mol/l) NaOH für die
Neutralisation benötigt? [cs*Vs=cb*Vb; cs= cb*Vb/Vs; cs= 0.25*0.013/0.020 = 0.16 M]
13. Zeigen Sie am Beispiel der Blausäure, was man unter konjugierten Säure-Basen-Paaren versteht.
[Blausäure: HCN ist eine schwache Säure; konjugierte oder korrespondierende Base CN- ist eine relativ
starke Base]
14. Berechnen Sie die pH-Werte einer 0.01 M Lösung von Schwefelsäure und einer gleichkonzentrierten
Kohlensäurelösung. Vergleichen Sie die pH-Werte und erklären Sie, warum ein Unterschied in den
pH-Werten auftritt. [H2SO4: pH=1.69, H2CO3: pH=4.23, H2SO4: starke Säure, H2CO3: schwache Säure]
15. Erwarten Sie eine saure oder eine basische Lösung, wenn Ammoniumnitrat in Wasser gegeben wird?
Begründung? [NH4NO3: NH4+ : konj. Säure einer schwachen Base ist stark, NO3-: konj. Base einer sehr
starken Säure ist schwach; das Salz ist sauer]
16. Wie kann man eine starke und eine schwache Säure experimentell voneinander unterscheiden? Geben Sie
je ein Beispiel und die zugehörige Interpretation. [z.B. Zugabe zu einem unedlen Metall wie z.B. Eisen oder
Kalk. Konzentration von 1 M: die starke Säure z.B. HClO4 (pKs<<0) reagiert sehr rasch, die schwache
Säure, z.B. Milchsäure (pKs= 3.8) reagiert langsam, CaCO3 + 2HX -> CaX2 + CO2 + H2O]
17. Beim sauren Regen konnte festgestellt werden, dass die Schwefelsäure zu 80% für den tiefen pH-Wert
verantwortlich ist. Wieviel Gramm Schwefelsäure hat es in einem Liter Regenwasser, wenn der pH-Wert
des Regenwassers in der Schweiz 4.2 beträgt und alle Säure als Schwefelsäure gerechnet wird? [pH=4.2;
[H3O+]=10-4.2= 6.31.10-5; Jedes Schwefelsäureteilchen kann zwei H3O+ bilden, damit ist [H2SO4]= 3.15.10-5
M; Molmasse von H2SO4== 98 g/mol; c= 3.09 mg/l]
18. Wie funktioniert ein Säure-Basen-Indikator? [Ein Säure-Basen-Indikator ist eine schwache Säure oder
Base, bei welcher die Säure und die konj. Base eine unterschiedliche Farbe aufweisen]
19. Vitamin C hat einen pKs-Wert von 4.21. In Brausetabletten liegt oft das Natriumsalz dieser Säure vor. Wie
wird der pH-Wert der Lösung sein, wenn die Konzentration c=0.1 mol/l beträgt? [Quadratische Gleichung:
pH = 2.61]
20. Was verstehen Sie unter einer Titration? Geben Sie ein Beispiel. Was ist eine Titrationskurve?
[Mengenbestimmung einer Base mit einer Säure oder umgekehrt. Funktion von pH-Wert gegen die Menge
von Säure oder Base bei einer Neutralisation]
21. Warum ist Kalk basisch? [CO32- ist die konjugierte Base einer schwachen Säure, Ca2+ ist die konjugierte
Säure einer starken Base]
22. Was ist ein Puffer? [Eine Lösung welche bei Zugabe von Säure oder Base den pH-Wert nur wenig ändert,
sie besteht aus einer schwächeren Säure(Base) und ihrer konjugierten Base(Säure)].
23. Glasscheibenreiniger enthalten 1% (Gewichtsprozent) Ammoniak (Dichte ca. 1 g/ml. Wie gross ist der
pH-Wert dieser Lösung? [M=17 g/mol; 1% m=10 g/l; c= 10/17 = 5.88.10-1 M; pKb=4.79; [OH-]=3.08.10-3
M; pH = 11.49]
24. Der pH-Wert der Gehirnflüssigkeit (Liquor cerebrospinalis) darf höchstens zwischen pH = 7.25 und pH =
7.45 schwanken. Um wieviele Mole ändert sich der Gehalt an H30+ Teilchen, wenn die Flüssigkeit ein
Volumen von 0.2 Liter hat. Um wieviel Gramm ändert sich die Masse von H3O+ wenn der pH vom Minimum
bis zum Maximum schwankt? [10-7.25 5.623.10-8 M; 10-7.45 3.546.10-8 M; Differenz 2.0753.10-8 M; M=19
g/mol 3.94.10-7 g]
25. Warum können wir einen Salat mit einer Essigsauce essen, ohne, dass sich der pH-Wert des Blutes sehr
stark ändert? [Im Blut und im Liquor hat es Puffersubstanzen. Puffer sind aus einer schwachen Säure und
ihrer konjugierten Base aufgebaut].
KSH, Bz, 75805388,5/14/2016
22
G
"
H
D
F
ü
s
s
i
g
e
y
d
r
a
u
l
i
s
c
r
u
c
k
f
eE
sI
tG
,
S
U
l
n
u
t
l
e
f
a
t
r
e
W
r
h
a
s
e
E
Nn
p
f
m
s
E
S
cC
n
B
i
t
Z E M
B E T
Z
W
e
a
K
m
s
i
e
S
e
s
e
s
,
n
a
e
r
z
ö
g
e
F
l
i
e
s
s
m
a
r
b
e
i
c Rh o
w
T
6
%
)
C
e
H
e
n
Z
t
d
tK
t
oT
b
s
n
S
d
ea
m
N
r
e
i
H
t
E
r
t
R
e
S
l
TH E
B
M
e
a
i
T
r
mL
e
a
n
l
n
l
e
z
o
d
i
g
e
l
r
s
g
s
c
i
e
a
n
1
e
r
a
l
c
i
i
e
l
c
n
c
a
s
i
l
e
u
c
l
c
i
u
t
m
u
i
z
m
m
a
u
u
a
l
m
n
l
b
r
e
c
h
e
n
Gn
i
s
i
e
r
e
n
gN
e
e
n
n
1. Was ist der Unterschied in Zusammensetzung und Anwendung von Mörtel und Zement? [Mörtel: CaO mit
Wasser wird zu Ca(OH)2, dieser muss sich zum Aushärten mit CO2 zu CaCO3 verbinden und trocknen.
Zement bindet mit Wasser ab, er benötigt 26% Wasser zum Aushärten]
2. Welches sind die Gesteine, die als Rohmaterial für Zement dienen? [Kalk, Ton, Mergel]
3. Mit welchen chemischen Bindungen halten die kleinen Teilchen im Zement zusammen?
[Wasserstoffbrücken von Ca(OH)2]
4. Ist Zement ein natürliches Baumaterial? Begründen Sie Ihre Aussage ausführlich. [Die Rohmaterialien sind
Gesteine, die gebrannt werden, wie beispielsweise auch Ziegelsteine]
5. Beim Betonieren im heissen, trockenen Sommer müssen besondere Massnahmen getroffen werden.
Welche? [Man muss den Beton feucht halten, damit er nicht trocknet. Er benötigt zum aushärten Wasser –
hydraulisches Bindemittel]
KSH, Bz, 75805388,5/14/2016
l
n
e
e
e
Uo
n
h
fn
a
e
z
p
k
r
a
m
C
a
i
h
oL
r
ll
fo
D
u
s
e
W
a
t
M
P
A
a E r n
T
u
(
E
s Mt
s
N
T
h
e
h
e
E
r
p
i
Tu Eg Nf
M
N
N
s
m
Fz
E
O
2
O
V
F
e
m
C
(
aB hE l T
t
d
A
r
E
I
t
r
S
n
e
Z
ö
H
n J" o
l
v
R
C
i
hH
d
r
S
e
s
iS
i
e
t
23
Molekülmodelle
k
Ü
l
c
1
h
s
C
R
i
a
h
0
i
n
g
k
s
ü
i
k
k
n
w
e
9
s
0
-d
k
s
1
t
u
8
f
a
c
h
l
i
t
ä
t
e
k
l
e
e
n
r
i
i
e
k
-
t
N
p
a
g
l
z
r
°
I
rp
i
s
L
r
E
K
W
a
n
Ü
s
L
2
N3
4
6
I
M
O
K
B
B
E
B
B
E
D
B
D
R
i
o
A
r
i
e
eL
e
e
o
v
a
t
n
e
l
r
n
B
r
e
e
i
D
E
L
L
E
r
r
r
r
e
e
e
e
i
i
i
i
c
c
c
c
h
h
h
h
U
t
e
e
i
D
G
D
r
r
f
N
E
N
sl
R
E
t
t
a
c
H
n
p
R
e
n
f
p
K
i
g
a
e
E
f
e
c
Il
a
:
h
Tb
c
h
1. Wie stellt man sich vor, dass die Atomkerne und die Atomhüllen aufgebaut sind? [Atomkern: Protonen,
Neutronen; die Neutronen sind der “Kitt”, diese Nukleonen sind sehr dicht gepackt und schwer; die Hülle
hat ebensoviel Elektronen, wie der Kern Protonen, sie sind auf Schalen mit unterschiedlichen Energien
angeordnet, die äusserste Schale ist für die chemischen Reaktionen verantwortlich]
2. Geben Sie genauere Angaben über die Kräfte, die im Atom wirken, und machen Sie dabei auch Aussagen
über die Grössenordnungen dieser Kräfte. [Die Kräfte, welche die Kerne zusammenhalten sind die starke
und die schwache Kraft, ihre Reichweite ist ausserordentlich kurz, sie sind aber rund 1 Million mal stärker
als die elektromagnetische Kraft, welche die Elektronen an den Kern bindet]
3. Ist es denkbar, dass mit chemischen Reaktionen Atomkerne gespalten werden könnten, oder dass
radioaktive Zerfälle gebremst werden könnten? Erläutern Sie ihre Aussagen. [Nein, die chemischen Kräfte
sind rund 10’000 mal zu schwach um einen radioaktiven Zerfall aufzuhalten]
4. Wie ist das Molekül P4 räumlich aufgebaut? [als Tetraeder mit einem P-Atom in jeder Ecke]
5. Wie kommt der Kohlenstoff zu seiner bekanntesten Anordnung, dem Tetraeder? [wenn der Kohlenstoff 4
gleiche Bindungen macht, dann haben die Elektronen, wegen der elektromagnetischen Abstossung, das
Bestreben auf maximalen Abstand zueinander zu gehen. Dies ist im Raum beim Tetraeder der Fall]
7. Zeichnen Sie das Molekülmodell von Ameisensäure, und zeigen Sie, wo
O
welche Bindungen und Winkel auftreten. [Das C-Atom, welches eine
Doppelbindung macht, hat Winkel von 120°, der Sauerstoff, der
H C
Einfachbindungen macht, Winkel von 109° (Tetraeder). Der Wasserstoff ist
O H
kugelsymmetrisch, also 360°, die Doppelbindung ist kürzer, als die
planar
Einfachbindungen]
H
C
6.
H
Tetraeder
H
H
C
H
H
H
9. Weshalb glaubt man, dass das Molekül Benzol eben
H
C
C
C
C
sei, Cyclohexan aber nicht? [Benzol: Cyclohexatrien;
C
C H
H
drei konjugierte (abwechslungsweise)
C
C
H C
H
H
Doppelbindungen im Ring, Cyclohexan hat nur
H
H
C
Einfachbindungen, also alles Winkel von 109°,
H
H
8.
Tetraederwinkel]
10. Wie kann man Bindungswinkel, Bindungslängen und Bindungsstärken zwischen einzelnen Atomen in
einem Molekül experimentell feststellen? [Aus den Untersuchungen der Kristalle (Röntgenstrukturanalyse)
und den Schwingungsspektren, z.B. Infrarotspektren]
KSH, Bz, 75805388,5/14/2016
e
r
B
u
u
r
d
a
0
r
e
°
to
j
O
n
i
E
l
e
k
t
r
n
e
g
a
t
i
F B A U
am l al x e i
m
G
e
o
m
e
BD EB N A U
g
s
m
e
t
M
h
c
z
r
o
n
m
c
:
r
ä
o
u
a
°i
a
r
2
s
e
n F j A. R
r
g
a
n
g
e
t
1
i
c
b
o
b
i
h
u
e
e
e
e
24
12. Wann treten links- und rechts- Formen (Chiralität) bei Molekülen auf? Ist diese rechts- links Unterscheidung für unseren Stoffwechsel wichtig? Kennen Sie Moleküle, die chiral sind? [Immer, wenn 4
verschiedene Gruppen an einem Kohlenstoffatom angehängt sind. Diese Unterscheidung ist für uns
überall dort sehr wichtig, wo die Rezeptoren mindestens 3 Bindungsstellen haben. Beispiel: Glucose,
Aminosäuren]
Cl
13. Zeichnen Sie Dichlorpropadien. Zeichnen Sie die
Cl
Bindungen ein und zeigen Sie die Isomerien auf.
Cl
Cl
Cl
14. Zeigen Sie den Zusammenhang zwischen
Cl
cis
Bindungsstärke, Bindungswinkel, Bindungslänge und
trans
Frequenz von Einfach-, Doppel und Dreifachbindungen.
Cl
Cl
[Dreifachbindung: sehr stark, grosse Energie, Winkel
180°, sehr kurz, hohe Frequenz, Doppelbindung: stark,
Cl
mittlere Energie, Winkel 120°, kurz, mittlere Frequenz,
Cl
Einfachbindung: nicht sehr stark, kleine Energie, Winkel 11.
109°, lang, kleine Frequenz]
15. Welche Unterschiede erwarten Sie zwischen den Winkeln H-C-H in den Molekülen CH2F2, CH2Cl2,
CH2Br2? Begründen Sie Ihre Aussagen. [Es kommt scheinbar auf die anderen Substituenten, nicht auf das
H an. F: EN 3.98; Cl: EN: 3.16; Br: EN: 2.96, das Fluor zieht die Elektronen am stärksten und weitesten zu
sich hin, diese Bindung wird am längsten, sie erhält am meisten p-Charakter. Damit erhalten die C-H Bindungen mehr s-Charakter, die Winkel sind also bei CH2F2 zwischen H-C-H am grössten, dann CH2Cl2
und schliesslich CH2Br2]
16. Weshalb ist der Winkel H-O-H in Wasser kleiner als der Tetraederwinkel 109°28'? [Der Sauerstoff in H2O
hat noch zwei freie Elektronenpaare. Diese werden von keinem anderen Atom beansprucht. Sie sind daher
ganz nahe beim O, haben viel s-Charakter, einen grossen Winkel. Somit hat H-O mehr p-Charakter und
einen kleineren Winkel, also kleiner als 109°]
KSH, Bz, 75805388,5/14/2016
25
Organische Chemie
D
e
s
C
u
w
f
n
t
r
i
a
l
a
r
s
t
e
l
l
l
u
c
i
s
/
t
r I as nosm
r
n
a
r
ö
E
g
I
E
P
e
t
h
t
h
-
r
B
P
o
u
p
t
e
n
H
t
e
H
e
l
ö
i
c
G
r
i
E
e
n
E
e
W
z
s
h
n
e
l
I
i
N
N
N
U
N
D E F
I
G
K
A
c
S
o
C
h
H
m
m
N C I - T V I e Or
n
u
s
n
a
F
T
E
N
B
E
O
-
o
r
t
t
B
S
O
N
b
e
c
n
f
a
o
p
p
eBl i : n
h
:
E
N
-
c
h
:
S
1
t
-
e
,
l
S
a
D
E
ä
H
L
E
N
E
N
N
U
N
G
A
d
l
i
u
b
l
2
d
s
i
u
-
i
m
e
i
Ri
En
i
n
n
t
t
n
V
g
.
W
o
A
a
t
u
E
R
B
I
N
i
o
d
i
o
r
n
p
e
f
p
i
a
e
f
v
i
e
l
e
l
i
p
i
c
l
a
o
h
c
a
r
o
m
l
e
S
ä
u
r
e
n
E
s
t
e
r
E
N
d
e
i N n Ge
o
n
e
a
t
OH
OH
OH
HO
OH
HO
n
i
s
l
c
F
s
c
h
s
v
e
r
b
i
n
e
h
y
i
d
e
l
o
g
e
n
HO
HO
HO
OH
6. Welche Verbindungsklasse erhalten Sie, wenn Sie einen Alkohol mit einer Säure zur Reaktion bringen?
Geben Sie ein Beispiel. [Ester; Methanol + Salicylsäure Wintergrünöl + Wasser]
7. Was ist ein Aromat? Geben Sie ein Beispiel. [eine ringförmige Verbindung mit konjugierten
Doppelbindungen und besonderen Voraussetzungen; Benzol]
KSH, Bz, 75805388,5/14/2016
i
g
r
HO
HO
b
ö
e
OH
HO
O
s
HO
OH
V
s
OH
HO
o
a
HO
HO
n
V
n
h
i
n
HO
e
n
-
t
1. Gibt es Verbindungen des Kohlenstoffs, die nicht zur organischen Chemie gezählt werden? Welche?
[Kohlensäure, Oxide des Kohlenstoffs, Cyanide..]
2. Was wissen Sie über Erdöl? Wie stellt man Benzin her? [Erdöl hat sich aus ehemaligen Lebewesen
gebildet. Es besteht aus allen Atomen, die in Lebewesen vorkommen. Nach der Häufigkeit (ohne das
Wasser, das hier fehlt) in folgender Reihenfolge: C, H, O, N, S, P und Spurenelemente. Es ist kein reiner
Stoff, sondern ein Gemisch von Verbindungen, die sich teilweise erst unter dem hohen Druck und der
Temperatur in der Erdkruste gebildet haben. Benzin wird aus Erdöl destilliert oder aus grossen Molekülen
nach Cracken mit Katalysatoren gewonnen]
3. Für verschiedene Produkte, die aus Erdöl hergestellt werden, ist ein Verfahren unumgänglich: “cracken”
Erläutern Sie diesen Prozess! [Beim Cracken werden langkettige Moleküle in kleinere zerlegt, da wir nicht
so viel langkettige Paraffine brauchen können, dafür mehr kleine Moleküle wie Benzin]
4. Schauen Sie das Molekül Desoxyribose nach und versuchen Sie möglichst viele seiner Eigenschaften
selbst herzuleiten. [gross: hoher Siede- und Schmelzpunkt, Isolator, farblos,
OH H
O
polar, gut wasserlöslich, brennbar, gut abbaubar, keine Aufnahme über die
C
C H
Haut, eher sauer, als basisch, ein Polyalkohol und ein Ether, Transport im
H H
C
C H
Blut, Ausscheidung über Niere und Blase, wird aber vorher leicht abgebaut,
C
keine Anreicherung zu erwarten, muss ständig eingenommen werden, ...]
H
H
OH
5. Wieviele Isomeren erwarten Sie von C4H6(OH)2? [nur einige Beispiele]
OH
HO
o
M
h
w
a
t
C
g
cA y S cS l E i R s S cT hO
o
H
a
E
D
D
n
d
t
s
h
m
N
e
e
l
E
g
o
A
N
i
l
A
O
n
f
k
n
Io
u
h
t
Ti
n
i
a
n
,
u
l
e
C
d
o
AD mU
(
n
A
K
K
t
n
g
e
i
K
:
.
r
g
B
x
a
O
e
O
n
H e Ed I u Tk Et Ni
R
n
n
d- u en ng
a
E
m
O
R
E
-
i
f
l
n
u
a
-
D
i
i
K
E
e
s
o
d
h
R G
A N
I S C H
C H
E M I E
-
p
c
-
v
n
h
,
A
t
bN i
4
n
-
V
x
e
O
r
n
l
l
o
l
M
D
,
u
s
G
ra
o
s
a t
i
d ö l
al
p
t
n
h
nP bf
a
r
o
n
e
l
e
K
e
e
i
E
r
t
h
k
b
S
c
l
c
26
8. Welche Eigenschaften erwarten Sie von Ethin? [H-CC-H; klein, gasförmig, farblos, Isolator, reaktiv,
unpolar, fettlöslich, brennbar, nucleophil, rel. gut abbaubar, möglicherweise narkotisch]
9. Können Sie die Farbe eines Moleküls grob abschätzen? Wie? [konjugierte Doppelbindungen, je länger das
System, desto länger ist die absorbierte Wellenlänge. Bei Ringen braucht es weniger grosse Systeme]
10. Wie könnte man Chlorethan entgiften? [Verbrennen, dabei entsteht CO2, H2O und HCl. HCl muss mit einer
Base, z.B. mit Kalk neutralisiert werden]
11. Wie kann man praktisch zwischen Cyclohexan und Hexen -2 unterscheiden? [man gibt Bromwasser dazu.
Die Verbindung mit der Doppelbindung entfärbt das orange-gelbe Bromwasser]
12. Zeigen Sie, wie man experimentell feststellen kann, wo sich in einem Penten die Doppelbindung befindet.
[Oxidieren mit Ozon, spalten mit Säure und dann die Fragmente untersuchen, z.B. destillieren und die
Siedepunkte bestimmen]
14. Zeichnen Sie mit 4 Kohlenstoffatomen einen primären, einen
sekundären und einen tertiären Alkohol. Wie könnte man diese
OH
drei Alkohole experimentell unterscheiden? [oxidieren, z.B. mit
OH
prim.
Kaliumdichromat. Primärer Alkohol liefert zuerst Acetaldehyd,
dann Essigsäure, die am Geruch erkannt werden können, sek.
Alkohol liefert Aceton, tert. Alkohol wird nicht verändert]
sec.
tert.
16. Wieviel Isomeren existieren von 2-Hydroxy-butan? Was
OH
13.
geschieht, wenn man zu dieser Substanz heisse
OH
Schwefelsäure zusetzt? [Zwei Isomeren, die sich
H SO
2
4
wie die linke und die rechte Hand unterscheiden,
+ H 2O
chirale Moleküle]
18. Wie würden Sie Essigsäureethylester herstellen? 15.
[Aus Essigsäure und Ethanol mit Schwefelsäure als Katalysator und
in der Hitze]
19. Welche Isomeren sind denkbar mit der Formel C4H8?
20. Welche Arten von Kunststoffen kennen Sie? Welches sind deren
besondere Eigenschaften? [Thermoplaste, sind mit Wärme
verformbar, Duroplaste, sind mit Wärme nicht verformbar]
21. Wie können Sie ein klares durchsichtiges Nylonrohr herstellen? [Ein
Nylon welches sperrige Seitenketten enthält und rasch abgekühlt
wird ist amorph]
22. Welche natürlichen Makromoleküle sind Ihnen bekannt? [Cellulose,
17.
Stärke, Seide, Wolle, Collagen, Chitin]
23. Welche der natürlichen Makromoleküle sind Polyamide? Welche der künstlichen Makromoleküle?
[Natürlich: alle Eiweisse wie Seide, Wolle, Leder, Künstlich: Nylon]
24. Was ist der Unterschied zwischen Polymerisation und Polykondensation? [Bei der Polykondensation
reagieren die Teile zusammen, wobei noch ein kleines Molekül freigesetzt wird. Bei der Polymerisation wird
kein Nebenprodukt frei]
25. Was ist ein Polyester? Wie können bei einem Polyester die Eigenschaften so geändert werden, dass er
besser oder schlechter benetzbar ist? [Ein Kunststoff, der aus Estergruppierungen von kleinen Molekülen
aufgebaut ist. Je mehr polare Gruppen im Kunststoff vorhanden sind, desto besser ist er benetzbar]
26. Was ist ein Kohlehydrat? [Eine Substanz, welche die Zusammensetzung {CH2O}n aufweisen, also die man
sich aus Kohlenstoff und Wasser aufgebaut vorstellen kann]
28. Wie sieht die Konstitutionsformel von Glucose aus? Welche Eigenschaften
OH
OH
hat Glucose? Zeigen Sie, wie Glucose in unserem Körper "verbrannt" wird.
OH
Geben Sie möglichst viele Eigenschaften von Glucose. [C6H12O6 + 6 O2
O
6 CO2 + 6 H2O; diese Oxidation geschieht nicht in einem Schritt, sondern
über viele Oxidationsstufen]
29. Was sind Lipide? Wie ist die molekulare Funktionsweise der Seifen?
OH
[Lipide sind Fette. Seifen haben einen polaren Kopf und einen unpolaren
O
H
27.
Schwanz. Dieser lipophile Teil verbindet sich mit den Fetten. Der polare
Teil ist dann aussen an den Fetttröpfchen und vom Wasser benetzbar. Damit werden die Fetttröpfchen
“wasserlöslich”]
30. Was ist eine Aminosäure (AMCS)? [Besteht aus einem Amin und einer Säure. Normalerweise sind unsere
AMCS alpha- Aminosäuren, d.h. das Amin ist am selben Kohlenstoff angehängt, wie die Säure.
H2N-CH-R-COOH, die meisten AMCS sind chiral]
KSH, Bz, 75805388,5/14/2016
27
Dosis-Wirkung
R
e
p
a
r
D
o
s
Ci
a
t
e
n
z
D
o
s
i
s
L
t
h
M
K
e
A
o
r
K
n
e
A
t
p
n
e
A
u
r
C
z
I
N
e
.
t
i
B
r
m
u
u
t
O
r
f
f
a
r
n
n
t
a
a
a
h
Z
h
i
c
k
h
r
h
S
e
p
u
o
D
t
I
R
U
o
T
Ä
e
n
x
Z
e
K
i
N
a
ON
Ma
t
S
m
e
I
e
d
T
z
a
e
u
i
e
t
h
c
n
h
E
S
t
l
i
i
r
D
o
D
,
ö
=
1
a
l
s
i
L
c
h
W
-
>
e
s
I
u
n
R K S T
P
k
O
H
t
F
Y
F
O
S
i
o
r
I
p
E
e
f
D
t
i
t
o
t
i
(
E
I
s
c
h
o
f
f
i
f
t
u
u E r N
f
f
r
n
5
i
d
0
k
D
t
e
U
i
i
=
N
t
I
c
K
h
d
k
R
u
u
e
s
e
A
u
f
n
a
h
m
V
e
r
t
e
i
l
S
p
e
i
c
i L rO k
b
b
m
u
G
s
e
D
b
a
u
s
c
h
a
n
g
dG u
n
g
A
s
l
s
u
i
E
c
L
c
L
u
z
p
a
t
i
E
t
-
P
r
o
d
u
S
i
n
r
u
w
a
l
S
o
n
u
d
o
i
r
e
k
t
n
g
g
l
e
e
s
m
h
e
R
e
s
o
e
z
e
p
n
R
z
t
g
R
d
m
g
n
g
(
i
e
y
e
z
t
o
r
p
t
g
D
a
t
(
H
h
o
,
e
p
W
o
e
i
i
s
a
t
i
r
r
o
d
v
1. Welche Eigenschaften muss ein Molekül haben, damit man vermuten könnte, dass es physiologisch
wirksam ist? [entweder reaktiv oder eine schwache Base oder sehr lipophil. Salze sind meist nur in grossen
Konzentrationen wirksam]
2. Wann wird eine Substanz in unserem Körper eingelagert? [Wenn sie wenig reaktiv, schlecht abbaubar und
sehr lipophil ist]
3. Würden Sie erwarten, dass eine Lösung von KNO2 über die Haut aufgenommen wird? [Nein, die Haut hat
eine dünne Fettschicht, KNO2 ist aber sehr polar, es bildet in Lösung die Ionen K+ und NO2- und kann diese
nicht durchdringen]
4. Welche Eigenschaften muss ein Rezeptor aufweisen? Welche muss er sicher haben, damit er zwischen
chiralen (links- und rechts) Molekülen unterscheiden kann? [Er muss Wirkstoffe binden und einen Effekt
weiterleiten. Er muss die Wirkstoffe an mindestens 3 Stellen gleichzeitig binden]
5. Erklären Sie Wirksamkeit, Empfindlichkeit und maximalen Effekt an einem Beispiel mit Skizze.
[Wirksamkeit: Lage der Dosis-Wirkungskurve, je mehr gegen kleine Dosen verschoben, desto wirksamer.
Empfindlichkeit: um wieviel nimmt der Effekt zu, wenn die Dosis z.B. um 10% erhöht wird. Maximaler Effekt:
Es gibt einen Effekt, der auch mit grösseren Dosen nicht mehr übertroffen werden kann. Verschiedene
Wirkstoffe können aber unterschiedliche maximale Effekte zeigen]
6. Beschreiben Sie den Weg eines Lithiumsalzes als Medikament welches oral aufgenommen wird bis zur
Ausscheidung. [Auflösen im Wasser zu Li+ und Cl-. Aufnahme des Lithiumions im Magen, das Chloridion
wird nicht aufgenommen, sonst würde die Salzsäure des Magens von diesem selbst resorbiert. Übergang
ins Blut. Wirkung im Elektrolythaushalt der Zellen. Ausscheidung über Niere, Blase]
7. Ein Medikament hat für die Wirkung einen ED(50)-Wert von 0. 01, die toxische Wirkung von diesem
Medikament hat einen ED(50)-Wert von 10. Beurteilen Sie die Sicherheit von diesem Medikament mit Hilfe
der Dosis-Wirkungskurven (a=1) [Der Abstand ist 1000. Das ist viel, die Sicherheit ist gross]
8. Was hat die Dosis-Wirkungskurve mit dem chemischen Gleichgewicht zu tun? [Die Rezeptortheorie,
welche für die Berechnung des Kd-Wertes gebraucht wird, ist eine Gleichgewichtstheorie. Das chemische
Gleichgewicht hat als Gleichgewichtskonstante K eine Assoziationskonstante, die Dosis-Wirkungskurve mit
Kd eine Dissoziationskonstante]
9. Kennen Sie den Zusammenhang zwischen den Giftklassen nach unserem Giftgesetz und den
Dosis-Wirkungskurven? [Die LD(50) der Ratte oral ist die Basis für die Beurteilung der Giftklassen; z.B.
LD(50)< 5 mg/kg führt zu Giftklasse 1]
10. Erklären Sie die LD(50) am Beispiel vom Gift der Kartoffel Solanin mit ca. 120 mg/kg. Dieses ist etwa zu
0.08%(Gewicht) in der Kartoffel enthalten. Wie beurteilen Sie die Situation? [120 mg/kg entspricht
Giftklasse 3, für einen Menschen mit 50 kg Körpergewicht ist die LD(50) 50*120 mg= 6 g. Man müsste rasch
7500 g (7,5 kg) Kartoffeln essen, um die LD(50) zu erreichen. Das Gift könne für das Ungeborene kritisch
sein, da es das Gift wahrscheinlich besser aufnimmt und ein wesentlich geringeres Körpergewicht, aber
einen rascheren Stoffwechsel aufweist]
KSH, Bz, 75805388,5/14/2016
s
t
,
u
tE
e
u
n
t
c
s
e
.
t
e
e
rI
u
g
ö
h
Go
a
N
n
O
O
o
s
s
d
h
K BU i
u
n
t
WO
D
s
i
r
R
M
e
l
)
e
W
e
a
n
A
e
ä
i
d
t
f
t
A
S
k
s
a
m
K Bd I
N
m
m
S
z
S
S
d
M
t
U
t
n
e
i
,
D
i
E
a
a
c
y
r
p
Z
ä
T
A
l
l
e
i
n
m D aS cA hT tZ ,
e
i
n
G
i
N
RM D EU K VN O G R
W
a
N
e
E
m
E
G
e
i
t
G
t
G M E I F KÄ , H
,
z
A
a
a
As R
i
G
r
e
e
b
s
i
r
e
r
-
28
11. Natriumkarbonat (Soda) zeigt einen LD(50) Wert von 30 g/kg. Wie beurteilen Sie die Gefährlichkeit von
Soda? [Für einen Menschen mit 50 kg Körpergewicht sind das 1500 g. Niemand wird auch nur einen
Bruchteil dieser Menge mit einer Dosis einnehmen. Es gibt aber Leute, die wesentlich weniger Natrium
ertragen!! Herzkranke]
12. Was verstehen Sie unter einem MAK-Wert? Er beträgt für Butanon-2, 200 ppm, was heisst das? Wie gross
dürfte der MIK-Wert sein? [Maximale Arbeitsplatzkonzentration für 8 Stunden pro Tag, 5 Tage pro Woche
für die überwiegende Anzahl gesunder Personen. 200 ppm heisst: 200 ml Butanon-2 als Gas in 1
Kubikmeter Luft. Der MIK ist für 168 Stunden mit einem Sicherheitsfaktor 5 etwa 1/20 MAK, also hier etwa
10 ppm]
13. Was ist ein MIK-, MEK- und MOK- Wert? [Maximale Immissions- Konzentration, Maximale EmissionsKonzentration, Maximale Organ- Konzentration]
14. Eine europäische Viper hat etwa 6-18 mg Gift. Die LD(50) von diesem Gift beträgt 0.55 mg/kg. Welche
minimale Letalität erwarten Sie für einen Menschen mit 60 kg Körpergewicht? [Für einen Menschen von 60
kg ist die LD(50) 33 mg = Kd. 6 mg entspr. LD(15), 18 mg entspr. LD(35)]
15. Weshalb wird die Dosis normalerweise in mg/kg und nicht einfach in mg angegeben? Geben Sie die
Erklärung am Beispiel von Nikotin mit eine LD(50) von 10 mg/kg. Wie muss man den Satz von Paracelsus
verstehen: Allein die Dosis macht, dass etwas ein Gift ist? [Das Gift verteilt sich im Körper. Je mehr
Verteilvolumen vorhanden ist, desto geringer ist die Konzentration. Das Körpergewicht ist dazu ein gutes
Mass, das Volumen abzuschätzen. Bei Kindern nimmt man besser die Körperoberfläche, weil damit die
Geschwindigkeit des Stoffwechsels besser erfasst wird. Eine Person von 50 kg Körpergewicht hat dann
eine LD(50) für Nikotin von 50*10 mg= 500 mg. Sehr kleine Dosen haben, wie dies die DosisWirkungskurve zeigt, nur noch für ausserordentlich empfindliche Leute eine Wirkung. Bei guten
Medikamenten sind die schädlichen Wirkungen geringer, als die nützlichen]
16. Ein Beruhigungsmittel zeigt bei einer Dosis von 0.1 mg/kg eine 50%ige Wirkung, wie gross müsste die
Dosis sein, um eine 80%ige Wirkung zu erreichen? [E/Em= 0.8; D=0.4 mg/kg]
17. Was verstehen Sie unter therapeutischer Breite? [Abstand zwischen ED(50) und LD(50)]
18. Was verstehen Sie unter Chronopharmakologie? [Die Lehre von der Abhängigkeit der Wirkungen von
Pharmakas von der Zeit (Chronos) z.B. Tageszeit; die meisten Wirkstoffe wirken am Morgen anders als am
Abend]
19. Was wissen Sie über Aspirin? [Acetylsalicylsäure, ein Ester von Salicylsäure und Essigsäure. Wirkt
entzündungshemmend, fiebersenkend und schmerzstillend. Unterdrückt die Thrombozytenaggregation. Ist
farblos, fest, ziemlich lipophil]
20. Kommen Nebenwirkungen auch bei "biologischen" Heilmitteln zustande? [Aber sicher. Wenn ein Stoff wirkt,
dann kann er auch an einer falschen Stelle wirken oder bei empfindlichen Personen Überreaktionen
hervorrufen. Es sind ja auch Allergien gegen normalerweise gesunde Nahrungsmittel bekannt Bsp.
Tomaten, Erdbeeren etc. Die gefährlichste Nebenwirkung ist aber meist, dass die Substanz nicht wirkt und
dann die Krankheit den grössten Schaden anrichtet]
21. Welche Eigenschaften muss ein Stoff aufweisen, damit die Möglichkeit gross ist, in der biologischen Kette
angereichert zu werden? [Lipophil, schlecht abbaubar]
KSH, Bz, 75805388,5/14/2016
29
Elektrochemie
S
S
p
a
p
n
a
n
n
u
n
g
s
E
i
g
e
n
s
c
n
u
n
g
<
0
;
d
h
i
f
tn
l
ä
u
f
t
A
k
k
u
r
f
e
r
a
n
o
p
a
n
n
u
n
g
N
e
M
e
u
s
p
n
o
e
s
.
R
e
g
.
O
B
S
p
a
u
n
A
x
y
d
a
t
t
n
u
e
n
s
e
l
b
s
t
n
k
t
r
o
l
y
s
e
l
v
a
n
i
s
i
e
r
n
n
K
d
i
o
r
e
s
o
r
d
z
o
n
n
e r
i
e
E l
e k t
n g s q u
=
m
e
i
h
a
n
o
q
/
i
g
n
l D l U e Nn
-
e
M
l
n
l
*
t
a
d
g
0
G
u
e
K
5
9
S
'
S
U
P
n
-
/
n
E
e
K
e
:
A
K
e
e
T
n
*
a
n
C
S
N
u
*
m
N
N
E
H
*
h
O
A
U
p
d
G
o
g
L
A
e
Y S E
S T R
I
g
s
o
f
r
o
n
e
n
d
E
l
e
k
t
r
o
n
e
n
s
uN n
G
e
dS l R e E
e
l
e
d
o
e
o
r
i
n
m
h
z
I EH l
E
l
e
a
l
p
e
.
m
=
Ee
m
1
m
e
o
i
U
N
R EI lS eC kH t Er
E
IG o E n Ne n
a
M
=
d
u
Q
n
=
g
/
p
z
*
r
o
t
l
1. Was ist ein Elektrolyt? [Ein Leiter 2.Ordnung. Leitet nicht mit Elektronen, sondern mit Ionen als
Ladungstransporter, z.B. ein gelöstes oder geschmolzenes Salz]
2. Wie lange müssten Sie einen Strom von 10 Ampere durch Wasser (mit Schwefelsäure) leiten, damit Sie 1
Liter Sauerstoff erhalten? [1 Liter n=4.46.10-2 Mol; I =Q/t; Q= n*F*z; n=m/M; I=m*F*z/(M*t); t= n*F*z/I;
M=32 g;; I= 10 A; F=9.648*104 C/mol; z=2; t= 861 Sec. = 14.4 Min.]
3. Wieviel Energie brauchen Sie, um ein Kilogramm Aluminium aus AlCl3 herzustellen? [ 2 AlCl3 2 Al + 3 Cl2;
W = U*Q; Al3+ Al0: E°= +1.71V; Cl- Cl0: E°=+1.36 V; U=+3.07V; Q= m*F*z/M; m= 1 kg; M= 26.98 g/mol=
0.02698 kg/mol; F=9.648*104 C/mol; z=3; W=U*Q= 3.07*1.07*107= 3.29*107 J]
4. Was haben Halbleiterelemente, wie z. B. Dioden, mit Redoxreaktionen zu tun? [In der p-Schicht hat es
Metalle dotiert, in der n-Schicht Nichtmetalle. Metalle geben gerne Elektronen ab, Nichtmetalle nehmen
gerne auf. Wird nun eine Spannung so angelegt, dass die Metalle Elektronen aufnehmen müssen und die
Nichtmetalle abgeben, so sperrt die Diode - umgekehrt leitet sie. Elektronenaufnahme bezeichnet man als
Reduktion, Abgabe als Oxidation]
5. Erklären Sie den Prozess der Fotografie. [In AgBr, dem lichtempfindlichen Material wird die Bindung
zwischen Ag und Br durch Licht (Photonen) gespalten. Dabei bildet sich reines Silber, dieses wird also
reduziert. Der Entwickler reduziert nun alle Silberbromidkristalle zu Silber, bei welchen mehr als 2 AgBr
durch Licht gespalten worden sind]
6. Zeichnen Sie das Element aus Kupfer und Eisen, wie es manchmal bei Sanitärinstallationen in Häusern
vorkommt. Was geschieht? [Cu2+ Cu0: E°= -0.34V; Fe0 Fe2+: E°= -0.41 V; Total E°= -0.74 V; Ist E° der
Reaktion negativ, so ist auch G negativ, die Reaktion liefert Energie und läuft selbständig, die
Gleichgewichtskonstante ist grösser als 0]
7. Was kann passieren, wenn Gold- und Silberlegierungen gleichzeitig bei Zahnreparaturen eingesetzt
werden? Was sind die Voraussetzungen, dass keine Probleme auftreten? [Es kann sich mit dem Speichel
als Elektrolyt ein elektrochemisches Element bilden. Voraussetzung, das das nicht auftritt ist eine
elektrische Isolation, d.h. eine isolierende Unterfüllung gegenüber den Nerven]
8. Erklären Sie das Prinzip des Bleiakkumulators. [Entladen: Pb + SO42- Pb2+SO42- : E°= -0.36V; PbO2 + 4
H3O+ + 2 SO42- PbSO4 + 6 H2O; E°= -1.69 V; E°= -2.04 V; der Ladevorgang läuft umgekehrt]
9. Welche Reaktion hat die grössere Gleichgewichtskonstante : Mg + Cl2 oder Ca + Br2? [Mg0 Mg2+ E°=
-2.38V; Cl0 Cl- E°= -1.36V; E°= -3.74V; Ca0 Ca2+ E°= -2.76V; Br0 Br- E°=-1.06V; E°= -3.82V; Die
Spannung von Ca + Br2 ist negativer, damit ist K grösser]
10. Wenn man Aluminiumbleche, die der Witterung ausgesetzt sind, mit Kupfernieten verbindet, so fallen die
Nieten sehr bald heraus. Warum? [Es bildet sich ein Lokalelement, sobald noch ein Elektrolyt dazukommt,
z.B. saurer Regen. Das Aluminium, als das unedlere Metall löst sich dabei auf]
KSH, Bz, 75805388,5/14/2016
t
t
t
e
t
M
)
D
L
n
r
k
Q
O
u
e
e
e
L
n
s
l
C EH L EE MK TI
d
e
K
n
s
E
R
K
(
a
a
N
°
E
l
o
p
N
?
N
n
o
R
p
n
t
g
>
E L E K T R O
E
z
h
i
N0 S T
I
C H
+
:
L
e
c
.
l
o
o
l
l
n
0
E
r
e
z
E# R
L E
G
n
P
n
d
n
S
.N
e
o
:
e
P
e
Ez Ne
n
W
i
n
z
n
n i
o n
p o s .
a t
i
o
=
n
+
a t
i
o
n e g .
k t
i
o
Q
n
s
e
ä
n
r
i
°
fWf
e
n
m
E
No
o
e
i
At
r
v
m
=
K
d
z
i
e
K
E
n
r
a
d
a
e
l
e
p
Z
e
te
D
S
r
at
E
O
e
Bf
G
B
f
a
o
q
n
e
e
Z
e
30
11. Wie stellt man sich vor, dass ein Nervenpotential aufgebaut wird? [Im Zellinnern hat es eine höhere
Konzentration an Kaliumionen, aber eine tiefere Konzentration an Natriumionen als aussen. Diese
Konzentrationsunterschiede führen zu einem Potential: E°=0; E=0.05916*log(Konz.aussen/Konz.innen)]
12. Was verstehen Sie unter Normalpotential? [Das ist das Potential einer Halbzelle gemessen gegenüber der
Wasserstoff-Normalzelle (H2; 1 bar, H3O+ 1M)]
13. Wie wird das Zink-Chlor-Element, ein möglicher, zukünftiger Energiespeicher, aufgebaut sein? Wie gross
ist dessen Spannung? Was sind seine Nachteile? [Eine Elektrode aus Zink, eine mit Chlor, Zn0 Zn2+
E°=-0.76V; Cl0 Cl- E°= -1.36V; E°=-2.13V; liefert eine recht grosse Spannung. Die Elektrode, welche mit
Chlor umspült wird ist nicht einfach zu bauen, denn erstens ist Chlor bei Raumtemperatur ein Gas und
zweitens ist Chlor ein schlechter Leiter. Chlor ist gasförmig und sehr giftig. Darum sind solche Batterien
gefährlich]
14. Wie könnte man den Zusammenhang zwischen osmotischem Druck und Nervenpotential in der Niere
zeigen? [Osmot. Druck ist der Ausgleich von Konzentrationen. Die hohe Konzentration wird verdünnt, die
Entropie nimmt zu, G wird negativ. Dasselbe gilt für die Spannung, diese wird negativ, somit ist auch G
negativ. Bei beiden ist somit die Gleichgewichtskonstante>0. Osmot. Druck= mechanische Spannung]
15. Wie kann man eine Silbermünze galvanisch vergolden? [Au (E°=1.42V) ist edler als Ag (E°= 0.80V). Somit
kann man eine Silbermünze in eine Lösung von Goldionen eintauchen. Besser funktioniert es, wenn die
Silbermünze an den negativen Pol (Kathode) gehängt wird]
16. Weshalb überzieht sich ein Eisennagel mit Kupfer, wenn er in eine Kupfersulfatlösung eingetaucht wird?
[Kupfer ist edler als Eisen. Somit scheidet sich das edlere der Metalle, das Kupfer ab, während das
unedlere, das Eisen aufgelöst wird]
KSH, Bz, 75805388,5/14/2016
31
Komplexe
A
S
N
C
P
u
i
a
h
r
o
H
M
C
e
h
t
l
K
a
u
a
o
m
Br
l
o
l
K
t
p
a
aB
i o op
e
a
t
k
o
m
p
l
e
x
e
t
t
r
a
o
m
b
o
n
s
p
h
ä
l
q
f
l
t
t E
mh
x
I
a
l
y
s
n
PV
S
yo
ll
le
O P
nK
i
a
e
a
i
IO
k
Mr
t
o
n
E RL AE
ü
e
eE
U"
E
f
oP
l
t L
eE
i X
o
r
e
n
nd
kS
P
r
nE
e
oS
e
e
l
mE
L
i
n
1. Was ist ein Aquokomplex? [Das ist eine chemische Verbindung, bei welcher sich Wassermoleküle an ein
Zentralatom oder Zentralion gebunden haben. Diese treten praktisch immer bei Ionen in einer Lösung auf]
2. In einem Mineralwasser ist Gips (Calciumsulfat) gelöst. Wie liegt dieser Gips in der Lösung vor? [Als Ionen.
Ca2+ ist von Wasser als Aquokomplex umgeben, ebenso SO42-]
3. Was wissen Sie über die Komplexbildner in Waschmitteln? [In Waschmitteln bindet man die Calciumionen
Ca2+ als Komplexe, damit sie sich nicht als Seifenverbindung im Gewebe ablagern]
4. Könnte man H3O+ als Komplex bezeichnen? [Ja]
5. Was wissen Sie über Hämin und Chlorophyll als Komplexe? [Im Hämin ist das Fe2+, im Chlorophyll das Mg2+
als Komplex gebunden. Beide Ionen haben damit ganz neue Eigenschaften]
KSH, Bz, 75805388,5/14/2016
g
ü
e
a
Tp
c
s
Z
32
Biochemie
o
M
>
T
A
P
r
i
m
S
F
e
a
k
l
u
t
:
tr
r
tt
ä
aS
d
l
m
,u
e
rt
e
n
r
o
t
r
i
d
ä
n
r
u
:
n
g
F
e
a
n
l
,
t
S
t
r
u
k
t
u
r
p
r
o
t
f
o
S
t
I
m
f
t
u
n
m
o
u
r
N
t
r
A
n
t
i
b
T
o
x
i
a
n
m
a
R
s
l
m
d
,
n
o
g
r
e n
m
e
i
n
e
e
n
0
m
0
b
n
i
e
t
K
i
n
g
O
KSH, Bz, 75805388,5/14/2016
n
n z
m
a
h
l
M
e
f
o
e
e
A
l
s
t
E
n
i
c
O
C O
r e
a u e r
H
u
a
e
e
t
-
F
o
r
m
w
e
n
o
i
t
u
B
g
e
i
a
d
i
e
t
i
b
g
r
e
s
s
t
w
h
p
x
O
k
i
e
k
L
Cm H b Sa Eu L
UE
A
b
b
a
u
A
u
s
s
c
pF
tF
iE d
r
o
t
e
a
r
t
o
r
u
e
S T P Oe
P
h
e
o
o
i
d
u
m
i
t
e
h
n
s
e
n
i
n
e
e
f
t
o
i
m
Sk
c
h
r
r
i
o
x
e
A
i
N
H
R O
U
s
a
d
c
h
n
e
i
p
n
n
e
i
r
d
e
Ö
2
f TI f AS e NO
t B o S
m
o
s
o
n
s
T
S
R
t
c
s
e
n
R
V
i
i
a
g
n
u
d
e
t
K e t
s
l
sP oE m
P Te I n D) E
a
o
b
V
t
e
t
b
s
R E N
S Ä U
S
S
-
ä
s
n
o
b
r
S
C
M
A
e
m W i i t r t ke sr t
k a
i
o t
i
L
t
a
R E N
S Ä U
O
I N
A M
F F W
S T O
D E
s P eE P T I
gP /R m
E
O oT lE I N
r
e
d
i
u
i
H
e
C
n
i
s
a
0
-
o
Ä
K
m
O
N
EI
T E IA NM
A
g
n
u
e
r
n
o
m
r
o
A
B
(
1
l
h
e
M
e
oi
u
F
n
e
r
o
t
M
<
H
db
,
e
m
p
e
z
e
R
nr
x
r Fa un ns kp t o i r ot n
e m
s y s t
y
z
n
E
au
i
P R O
l
i
t
e
k
n
a
i
r
e
t
t
n
o
o
r
K
P
l
S
z
n
e
u
q
H
k
l
o
m
C
M
A
e
e
/
s
g
s
a
0
0
l
e
S
:
r
ä
n
b
0
e
i
V
l
1
E
T
e
M
e
A ZP l ER k NE e
L
e
i
l
i
p
t
h
Nn
o
p
h
n
R
E
P
R
E
O
N
I
E
D
2
M D
o
j
u
g
i
e
r
t
e
B
3
k Rn E ü Ap Kf
ReN S Pn eEE
T u I Tn OEg
4
Dp
i f
a
t
i
o
n
s
e
m
E
n
E
I
s
n
I
sNN
I
t i
t
o
o
p
t
e
s
q
o
u
p
i
s
en
o
rd
p
pl
ä
l
t
33
E
n
e
r
g
i
E
n
e
r
g
i
T
S
r
a
t
n
r
V
s
u
E
p
k
e
l
e
s
R
o
t
i
p
W
r
u
e
e
t
r
E
e
i
r
U D
a
t
U
H
a
n
[
C
h
e
r (
c
AN
m
m
Z
O
K
f
i
t
e
FU
Pt
B NA
r
oe
ll
i
a
p
o
l
a
r
e
i
l
o
x
i
z
.
T
.
r
e
m
e
i
E
s
I
t
G
E
d
c
i
e
r
t
k
t
i
v
N
a
h
i
H
SB CE HI
r
a
l
SA
D
y
o
Y
i
O
IT
D
n
s
EE
R
o
a
c
G
s
F
S
A
r
c
o
l
y
a
LN E E t
S
P
]
n
l
sG
C
KSH, Bz, 75805388,5/14/2016
)
l
o
PF
2
UG
C K E R
L E N
H
M
t
t
a
l
T
u
h
t
a
E
c
h
u
c
a
ä
lc
e
c
c
e
c
t
r
r
yc
l
c
h
r
o
o
i
k
ch
l
h
a
s
s
d
r
v
r
e
e
e
i
o
o
e
oa
u
a
gr
l
ei
o
n
s
