Übungsaufgaben 29.11.2005 1. Galliumarsenid - staff.uni

Übungsaufgaben 29.11.2005
1. Galliumarsenid, GaAs, findet breite Anwendung als Halbleiter zur Umwandlung
von optischen und elektrischen Signalen in der Lichtleiter-Nachrichtentechnik.
Gallium besteht zu 60% aus 69Ga und zu 40% aus 71Ga. Natürliches Arsen hat nur
ein stabiles Isotop; 75As. Galliumarsenid ist ein polymeres Material, dessen
Massenspektrum jedoch die Fragmente GaAs und Ga2As2 zeigt. Wie würde die
Verteilungen der Massepeaks dieser beiden Fragmente aussehen?
2. Es gibt zwei binäre Verbindungen von Quecksilber mit Sauerstoff. Beim Erhitzung
zersetzen sich die jeweiligen Verbindungen unter Abgabe von Sauerstoff, der in
die Atmosphäre entweicht. Ein Rückstand aus reinem Quecksilber bleibt zurück.
Wenn 0,6498 g der einen Verbindung erhitzt werden, entstehen 0,6018 g
Rückstand. Das Erhitzen von 0,4172 g der anderen Verbindung führt zu einem
Gewichtsverlust von 0,016 g. Bestimmen Sie die empirische Formel dieser beiden
Verbindungen.
3. Zeigen Sie an Hand von graphischen Darstellungen die Abhängigkeit der jeweils
ersten Variablen von der jeweils zweiten. Gegeben seien 1 mol ideales Gas und
die Temperatur in K.
a) p × v vs. v bei konstantem T
b) p vs. T bei konstantem v
c) T vs. v bei konstantem p
d) p vs. v bei konstantem T
e) p vs. 1/v bei konstantem T
f) (p × v)/T bei konstantem p
4. Eine Probe mit Methan (CH4) enthält eine kleine Menge Helium. Berechnen Sie
wie viel Volumenprozent Helium in dieser Probe enthalten sind, wenn ihre Dichte
bei 0,0 oC und 101,3 kPa 0,70902 g/L beträgt.
5. Berechnen Sie die mittlere kinetische Energie von CH4- bzw. N2-Molekülen bei 273
K und 546 K.
6. Ein Gemisch von 0,560 g O2(g) und 0,560 g N2(g) hat einen Druck von 60,0 kPa.
Welchen Partialdruck hat jedes Gas?
7. Ein Gas X effundiert 0,629 mal so schnell wie O2 bei gleichen Bedingungen.
Welche Molmasse hat X?
8. Warum verhalten sich reale Gas nicht immer ideal? Unter welchen Bedingungen
verhält sich ein reales Gas annähernd ideal und warum?
9. Berechnen Sie den Druck, den 1,000 mol O2(g) in einem Volumen von 1,000 L bei
0 oC ausübt:
a) nach dem idealen Gasgesetz,
b) nach der van der Waals-Gleichung (a = 138 kPa L2 mol-2, b = 0,0318 L mol-1).