Klausur zum Anorganisch-Chemischen Grundpraktikum vom 23.03.09 Seite 1 von 12 Punkte: von 105

Studienbegleitende Prüfung – Anorganisch-Chemisches Grundpraktikum –

WS 2008/2009 23.03.2009

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Fachsemester: Diplom Biologie BSc Molekulare

Zellbiologie

Bitte prüfen Sie Ihre Klausur sofort auf Vollständigkeit (Seiten 1-12; Aufgaben 1-13; Anhänge 1 und 2, PSE) und Lesbarkeit. Spätere Beanstandungen werden nicht berücksichtigt!!!! Frage 1 [6P] Geben Sie für folgende Verbindungen die Summenformel an: a) Natriumthiosulfat Na2S2O3 [1P] b) Salpetersäure HNO3 [1P] c) Braunstein MnO2 [1P] d) Kalk CaCO3 [1P] e) Berliner Blau KFe[Fe(CN)6] [1P] f) Kaliumdicyanoargentat(I) K[Ag(CN)2] [1P]

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Frage 2 [6P] Wie lautet die jeweilige Reaktionsgleichung für den im Praktikum durchgeführten qualitativen Nachweis von a) Calcium-Ionen,

Ca2+

+ C2O4

2- → CaC2O4 [2P]

b) Blei-Ionen?

Pb2+

+ S2-

→ PbS2 oder [2P]

Pb2+

+ CrO4

2- → PbCrO

4

oder PbCl2 c) Ammonium-Ionen, NH4

+ + OH- → NH3 ↑ + H2O [2P] Frage 3 [5P] Bei welchen der nachfolgend angegebenen Systeme handelt es sich nicht um Puffergemische (Bitte ankreuzen)? a) Ammoniumacetat / Ammoniak [1P] b) Natriumoxalat / Essigsäure [1P] c) Natriumhydrogencarbonat / Natriumcarbonat [1P] d) Kohlensäure / Natriumhydrogenphosphat [1P] e) Natriumhydrogensulfat / Schwefelsäure [1P]

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Frage 4 [7P] Aus 2,5 g Natriumacetat sollen 250 ml eines Puffers für pH = 4,9 hergestellt werden. Welche Konzentration muss die zum Auffüllen verwendete Essigsäure aufweisen? Geben Sie ihren Rechenweg an! MCH3COONa = 82,03 g / mol [1P]

[1P]

- [1P]

- - - [1P]

- → [CH3COOH] = 0,122mol/l × 10-0,14 [2P]

[CH3COOH] = 0,088 mol/l [1P] Frage 5 [5P] Beim Auflösen von KNO3 in Wasser kann eine Temperaturerniedrigung der Lösung gemessen werden. Erklären Sie diesen Sachverhalt! Lösungsenthalpie = Gitterenergie + Solvatationsenergie (Hydratationsenergie) [1P] Gitterenergie muß aufgewendet werden, Ionenkristall muß aufgebrochen werden; d.h. Gitterenergie ist > 0 [1P] Solvatationsenergie bedeutet Energiegewinn durch Solvatation gelöster Ionen; d.h. Solvatationsenergie ist <0 [1P] bei KNO3 ist die Gitterenergie größer als der Energiegewinn durch Solvatation [1P] → Lösungsenthalpie > 0 → Temperatur sinkt (da Energie aus der Umgebung „abgezogen“ wird [1P]

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Frage 6 [5P] Welche Aussage(n) zur Reaktionsgeschwindigkeit trifft (treffen) nicht zu (bitte ankreuzen)? a) Die Geschwindigkeitskonstante ist temperaturabhängig [1P] b) Je höher die Aktivierungsenergie einer Reaktion ist, desto schneller läuft die Reaktion ab [1P] c) Zwischen Reaktionsgeschwindigkeit und Temperatur besteht ein linearer Zusammenhang [1P] d) Die Reaktionsgeschwindigkeit bei gekoppelten Systemen wird durch diejenige Reaktion bestimmt, bei der die [1P] Geschwindigkeit am kleinsten ist e) Bei einer Reaktion 0. Ordnung ist die Reaktionsgeschwindigkeit konzentrationsunabhängig [1P] Frage 7 [9P] Geben Sie je ein Beispiel für einen 1-, 2- und 6-zähnigen Liganden! Geben Sie hierbei je den vollständigen Namen der Verbindung (keine Abkürzung!) sowie die zugehörige Struktur inklusive aller freien Elektronenpaare in Lewis-Schreibweise an! 1-zähnig: Wasser, Ammoniak, Cyanid, Chlorid,… [1P] Struktur [2P] 2-zähnig: Diacetyldioxim, Ethylendiamin, … [1P] Struktur [2P] 6-zähnig: Ethylendiamminteraessigsäure, -tetraacetat, … [1P] Struktur [2P]

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Frage 8 [16P] Im Praktikum wurde der Anionentrennungsgang der Halogenide durchgeführt. Erklären Sie die genaue Vorgehensweise und geben Sie zu den jeweiligen Beobachtungen die Reaktionsgleichung(en) an! ● Sodaauszug durchführen [1P] ●Sodaauszug mit HNO3 ansäuern, dann bis zu vollständigen Fällung AgNO3-Lösung

zugeben [1P] → Niederschlag setzt sich zusammen aus den Silberhalogeniden: Cl- + AgNO3 → AgCl ↓ + NO3

- [1P] Br- + AgNO3 → AgBr ↓ + NO3

- [1P] I- + AgNO3 → AgI ↓ + NO3

- [1P] ● Niederschlag mit (NH4)2CO3-Lösung versetzen [1P] → nur AgCl geht in Lösung: [1P] AgCl + (NH4)2CO3 → [Ag(NH3)2]Cl + H2CO3 [1P] ● abgetrennte Lösung wird mit KBr-Lösung versetzt, war Cl- im Sodaauszug zugegen entsteht ein gelblicher Niederschlag von AgBr: [1P] [Ag(NH3)2]Cl + KBr → AgBr ↓ + KCl + 2 NH3 [1P] ● verbliebener Niederschlag wird mit konz. NH3 versetzt [1P] → nur AgBr geht in Lösung: [1P] AgBr + 2 NH3 → [Ag(NH3)2]Br [1P] ● abgetrennte Lösung wird mit KI-Lösung versetzt, war Br- im Sodaauszug zugegen entsteht ein gelber Niederschlag von AgI: [1P] [Ag(NH3)2]Br + KI → AgI ↓ + KBr + 2 NH3 [1P] ● sollte sich auch in konz. NH3 nicht alles lösen, so war im Sodaauszug aus I- vorhanden, welches hier als KI vorliegt. [1P]

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Frage 9 [11P] Während Ihres Praktikums wurde Aluminium komplexometrisch bestimmt. a) Um welche Art der Bestimmung handelt es sich hierbei? Beschreiben Sie das Vorgehen bei der Bestimmung! indirekte Bestimmung ≡ Rücktitration [1P] Probe wird mit EDTA-Maßlösung im Überschuß versetzt; [1P] nach Einstellen des pH-Wertes (5-6) und Zugabe des Indikators wird der Überschuß an EDTA mit ZnSO4-Maßlösung (zurück)titriert [1P] b) Geben Sie die alle Reaktionsgleichungen an! Al3+ + Na2H2EDTA → Na[Al(EDTA)] + Na+ + 2 H+ [2P] Na2H2EDTA (Überschuß) + ZnSO4 → Na2[Zn(EDTA)] + 2 H+ + SO4

2- [2P] Ind(aq) + Zn2+ → [Zn(Ind)]2+ [2P] c) Welcher Indikator wird verwendet und welche Beobachtung wurde am Äquivalenzpunkt gemacht? Xylenolorange [1P] Farbumschlag gelb – rot [1P]

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Frage 10 [10P] a) Skizzieren Sie die Titrationskurve einer Essigsäurelösung mit Natriumhydroxid- lösung! Beschriften Sie die Achsen und kennzeichnen Sie Äquivalenzpunkt, Neutralpunkt und Pufferbereich. Geben Sie die Reaktionsgleichung an! [7P] CH3COOH + NaOH → Na+ + CH3COO- + H2O b) Welchen Indikator haben Sie für diese Titration verwenden und warum? Welche Beobachtung wurde am Äquivalenzpunkt gemacht? [3P] Phenolphthalein weil ÄP im basischen liegt Farbumschlag: farblos - violett

pH

VNaOH

7

14

Äquivalenzpunkt

Neutralpunkt

Pufferbereich

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Frage 11 [5P] Gegeben sind folgende Redoxpaare: Zn/Zn2+, Cr3+/Cr2O7

2-, Fe/Fe2+, Br-/Br2, Mn2+/MnO4-.

Welche der folgenden Aussagen trifft auf obige Redoxpaare in saurer Lösung zu (bitte ankreuzen)? a) MnO4

- wird von Eisen reduziert [1P] b) Cr3+ wird von MnO4

- zu Cr2O72- oxidiert [1P]

c) Br2 läßt sich mit Cr3+ zu Br- reduzieren [1P] d) Eisen reduziert Brom zu Bromid [1P] e) Mn2+ ist das stärkste Oxidationsmittel [1P] Frage 12 [5] Welche Reaktionen treten bei der Umsetzung folgender Verbindungen auf und warum? a) Cl- + Br2 keine Reaktion [1P] aufgrund der Redoxpotentiale (Cl2/Cl- ist positiver, wäre demnach Oxidationsmittel) [1P] b) I- + Br2

2 I- + Br

2 → I

2 + 2 Br

- [2P]

Br2/Br

- hat positiveres Redoxpotential als I

2/I

- und Br

2 wirkt daher als Oxidationsmittel [1P]

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Frage 13 [15P] Wie lauten folgende Gleichungen? Was bedeuten alle Konstanten und Parameter in der Arrhenius-Gleichung und im Lambert-Beerschen Gesetz? a) Nernst-Gleichung

[2P] b) Lambert-Beersches Gesetz E = ε c d [2P] E: Extinktion [1P] ε: Extinktionskoeffizient [1P] c: Konzentration [1P] d: Schichtdicke [1P] d) Arrhenius-Gleichung k = A exp (-Ea/RT) [2P] k: Reaktionsgeschwindigkeit [1P] A: präexponentieller Faktor (von mir aus auch Z) [1P] Ea: Aktivierungsenergie [1P] R: allgemeine Gaskonstante (im Leben KEINE Rydberg-Konstante) [1P] T: Temperatur [1P]

logQn

0,059ΔEΔE 0 ⋅−= logQFn

TR2,303ΔEΔE 0 ⋅⋅

⋅⋅−=

[ ][ ]RedOxlog

n0,059EE 0 ⋅+=

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Anhang 1: Säurekonstanten

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Anhang 2: Redoxpotentiale

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