Musterlösung zur 2. Übung

Lösungen zu 2. Übungszettel zur Vorlesung Nebenfach Chemie für Biologen und
Geoökologen
WS 2014/2015 zu Kapitel II
1) a) Was geschieht wenn man Kohlendioxid in Wasser löst (Reaktionsgleichung)? b)
Wie verändert sich der pH-Wert? c) Was wird gebildet wenn man eine äquimolare
Menge Natriumhydroxid zusetzt (Reaktionsgleichung)? d) Wofür wird dieses
Produkt in der Küche verwendet?
a) Beim Lösen von Kohlendioxid in Wasser wird Kohlensäure gebildet
H2CO3 + H3O+ b) Kohlensäure ist eine schwache Säure, d. h. der
2 H2O + CO2
pH-Wert sinkt, wenn Kohlendioxid in Wasser gelöst wird. c) Wenn einen äquimolare
Menge Natriumhydroxid in einer wässrigen Kohlensäurelösung gelöst wird bildet sich
Natriumhydrogencarbonat und Wasser H2CO3 + NaOH → NaHCO3 + H2O. d)
Natriumhydrogencarbonat wird in der Küche als Treibmittel (Backpulver) eingesetzt.
2) Nennen Sie je 2 Beispiele für Moleküle mit a) unpolaren Atombindungen; b) polaren
Atombindungen und c) nennen Sie 2 Beispiele für ionische Bindungen.
a) Br-Br; H-H b) H-Br, NH3 c) MgCl2 , KCN
3) a) Welche Arten der Kohlenstoff-Kohlenstoffbindungen kennen Sie? b) Nennen Sie je
1 Beispiel für jede Art.
a) Einfachbindungen, Doppelbindung z. B., Dreifachbindung b) Ethan, Ethen (Ethylen),
Ethin (Acetylen)
4) a) Sind Bromatome oder Brommoleküle reaktiver? b) Wie nennt man Bromatome
noch? c) Wer ist elektronegativer Brom oder Phosphor? d) Kennen Sie eine
Phosphor-Bromverbindung (Formel)? e) Welche Art der chemischen Bindung wird
in dieser Verbindung gebildet? f) Wie sind die bindenden Elektronen zwischen Brom
und Phosphor verteilt?
a) Bromatome sind reaktiver. b) Bromradikale. c) Brom ist elektronegativer.
d) Phosphortribromid PBr3. e) Eine polare Atombindung. f) Die Elektronen sind im
zeitlichen Mittel beim Brom.
5) a) Wieviel Liter einer zweimolaren wässrigen Natriumhydroxidlösung benötigt man
um 3 Liter einer 2 molaren wässrigen Phosphorsäurelösung zu neutralisieren. b) Was
wird bei dieser Reaktion als Produkt erhalten (Reaktionsgleichung aufstellen)? c)
Welche Mengen dieses Produktes werden gebildet?
a) 3 L 2 molare H3PO4 = 18 normal. 1 L einer 2 molaren NaOH Lösung = 2 normal. Also
werden 9 L 2 molare NaOH Lösung benötigt um 3 L einer 2 molaren H3PO4 Lösung zu
neutralisieren.
b) H3PO4 + 3 NaOH  Na3PO4 + 3 H2O
(98.00)
(40)
(163.94) (18)
Es wird Natriumphosphat als Produkt erhalten (Achtung: Natriumphosphat liegt oft im
Kristall mit Kristallwasser vor, hier mit 6 oder 12 Molekülen Wasser, die dem Molgewicht
dann zugerechnet werden müssen. Reines Natriumphosphat erhält man nur durch
Entfernen von Wasser aus dem Kristall.
c) 3 L einer 2 molare H3PO4 Lösung enthalten 6 mol des Phosphations – also werden 6 mol
Na3PO4 erhalten = 6 x 163.94 = 983.64 g Na3PO4.
6) a) Wann liegen mesomere Strukturen von Molekülen vor? b) Nennen Sie je 1 Beispiel
eines mesomeren anorganischen und organischen Moleküls und zeichnen Sie die
jeweiligen Grenzstrukturen. c) Ist Butadien oder 1,5-Hexadien chemisch stabiler?
a) Wenn konjugierte Mehrfachbindungen vorliegen. b) anorganisch: Phosphation,
organisch Acrolein. c) Butadien ist chemisch stabiler, da es konjugierte Doppelbindungen
hat und mesomere Strukturen bilden kann.
7) a) Was sind Orbitale? b) Zeichnen Sie die Form eines s-Orbitals und eines p-Orbitals. c)
Ordnen Sie die Orbitale aufsteigend nach Ihrem Energiegehalt: 1s, 3d, 2s, 4f, 2p
a) Orbitale sind Elektronenwolken, die die Aufenthaltwahrscheinlichkeit Elektronen
eines diskreten Energiegehaltes räumlich beschreiben.
b) s Orbital
p Orbital
c) 1s < 2s < 2p <3d < 4f
8) a) Wieviele mol NaOH werden benötigt um je 0,1 mol Bromwasserstoffsäure,
Schwefelsäure und Phosphorsäure zu neutralisieren? b) Was benötigt man in welchen
Mengen um je 1 mol Calciumhydroxid, Ammoniak und Kaliumhydroxid zu
neutralisieren?
a) für Bromwasserstoffsäure (HBr) benötigt man 0,1 mol NaOH, für 0,1 mol
Schwefelsäure (H2SO4) benötigt man 0,2 mol NaOH und für 0,1 mol Phosphorsäure
(H3PO4) benötigt man 0,3 mol NaOH.
b) Für 1 mol Calciumhydroxid (Ca(OH)2 benötigt man zur Neutralisation z. B. 2 mol
Chlorwasserstoffsäure (HCl), für Ammoniak (NH3) 0.5 mol Schwefelsäure und für
Kaliumhydroxid 1 mol HCl.