ab 15.12.2005 Abgabe: bi - IAPC

(8) Übungsaufgaben zur Vorlesung Allgemeine Chemie WS 2005/2006
Veranstaltungsnummer: 02-1002
Ausgabe: ab 15.12.2005
Abgabe: bis 12.01.2005 1415
Aufgabe 1: Phasendiagramm des Wassers
A. Zeichnen Sie ein qualitatives Phasendiagramm des Wassers.
B. Bezeichnen Sie in dem Diagramm den Tripelpunkt und den kritischen Punkt.
C. Benennen Sie die Gebiete in denen das Wasser in der festen, flüssigen und gasförmigen Phase
vorliegt.
D. Zeichnen Sie den Schmelz- und Siedepunkt bei einem Druck von 1.013 hPa ein.
Aufgabe 2: Redoxreaktion
Bei der Reaktion von Kaliumdichromat (K2Cr2O7) mit Oxalsäure (H2C2O4) in Gegenwart von
Schwefelsäure entstehen Kohlendioxid (CO2) und Cr3+. Oxalsäure kann in Wasser Protonen abgeben
und das Oxalat-Ion C2O42- bilden.
A. Geben Sie die Teilgleichungen der Oxidation und Reduktion an. Geben Sie außerdem die GesamtReaktionsgleichung in Ionenform an.
B. Eine K2Cr2O7-Lösung unbekannter Konzentration wird mit H2C2O4 umgesetzt. 148.4 mg des
Hydrats der Oxalsäure H2C2O4 • 2 H2O verbrauchen 26.10 mL der K2Cr2O7-Lösung. Berechnen Sie
die Molarität und die Normalität (bezogen auf 1/2 K2Cr2O7) der K2Cr2O7-Lösung.
Aufgabe 3: Kinetische Gastheorie
A. Beschreiben Sie die drei Postulate der kinetischen Gastheorie.
B. Wenden Sie die kinetische Gastheorie an, um den mittleren Abstand der Moleküle in der
Atmosphäre am Erdboden (T =273 K) und in einer Höhe von 15 km (T = -80 °C) zu berechnen.
Verwenden Sie dazu die barometrische Höhenformel: p(h) = p0 * exp(-h / 8.005 km) mit h: Höhe in
km, p(h): Druck in der Höhe h und p0: Druck am Erdboden unter Standardbedingungen.
Aufgabe 4: Maxwell-Verteilung der Teilchengeschwindigkeit
A. Zeichnen Sie die Maxwell-Verteilung der Teilchengeschwindigkeiten für zwei verschiedene
Temperaturen. Markieren Sie die Verteilung für die höhere Geschwindigkeit rot.
B. Berechnen Sie die mittlere Geschwindigkeit, das mittlere Geschwindigkeitsquadrat und die mittlere
kinetische Energie für die Verbindungen H2 und CH4 jeweils für die Temperaturen 100 °C und 1000
°C.
Aufgabe 5: Ozonkonzentrationen
Die Gesamtozonsäule in der Atmosphäre gibt die Anzahl aller Ozonmoleküle in der Atmosphäre vom
Erdboden bis zum Oberrand der Atmosphäre über einer beliebigen Fläche an. Die Gesamtozonsäule
wird häufig in Dobson-Einheiten angegeben. Eine Dobson-Einheit entspricht einer Höhe von 0.01 mm
reinem Ozon bei T = 0 °C und p = 1 atm. Typische Gesamtozonsäulen betragen 300 DobsonEinheiten.
A. Nehmen Sie an, dass das Ozon in den unteren 40 km einheitlich mit der Höhe verteilt ist. Wie hoch
ist die mittlere Ozonkonzentration in Moleküle cm-3?
B. In der Regel sind 80 % des Ozons in der unteren Stratosphäre (Höhenbereich von 10 bis 30 km)
konzentriert. Berechnen Sie für diese Annahme die mittlere Ozonkonzentration der unteren
Stratosphäre.
C. Geben Sie für die untere Stratosphäre für das Ozon ein mittleres Mischungsverhältnis (Anzahl der
Ozonmoleküle geteilt durch die Anzahl aller sonstiger Moleküle) an. Berechnen Sie dazu den mittleren
Druck der unteren Stratosphäre mit Hilfe der barometrischen Höhenformel.
Hinweise: Nehmen Sie an, dass sich alle Gase in der Atmosphäre wie ideale Gase verhalten. Die
mittlere Temperatur der unteren Stratosphäre beträgt –43 °C.
Bitte den eigenen Namen und den Namen des Assistenten angeben!