Studienbegleitende Prüfung Modul 12 – Anorganisch-Chemisches Grundpraktikum

SS 2003

20.10.2003 Name: Vorname: Matrikelnummer: Fachsemester: Punkte: Note: Frage 1 [6P] Bei 25 °C lösen sich 0,02869 g CuBr in einem Liter Wasser. Wie groß ist das

Löslichkeitssprodukt? Entnehmen Sie bitte die Werte für die Atomgewichte von dem

beigefügten Periodensystem.

CuBr ⇄ Cu+ + Br-

0,02869 g 0,02869 g ÷ 143,45 g/mol = 2 • 10-4 mol CuBr

L = c(Cu+) • c(Br-)

c(Cu+) = c(Br-) = 2 • 10-4 mol/l L = (2• 10-4) • (2 • 10-4) = 4 • 10-8 (mol/l)2 pL = 7,4

Frage 2 [8P] Welche Reaktion läuft ab, wenn Sie

a) eine Ammoniumchlorid-Lösung mit Natronlauge versetzen?

NH4+ + OH- → NH3 + H2O

b) eine Cu2+-Lösung mit Kaliumiodid-Lösung versetzen?

2 Cu2+ + 4 I- → 2 CuI + I2 c) eine Zink-Granalie mit Cu2+-Lösung übergießen?

Zn + CuSO4 → Cu + ZnSO4

d) zu einer Lösung von Natriumsulfit verdünnte Salzsäure tropfen?

Na2SO3 + 2 HCl → 2 NaCl + SO2 + H2O

1

Frage 3 [8P] Skizzieren Sie qualitativ den grafischen Verlauf des pH-Wertes folgender

Neutralisationreaktion: CH3COOH + NaOH →

Markieren Sie den Äquivalenzpunkt und den Puffer Bereich

Puffer Bereich

Äquivalenzpunkt

pH

VNaOH (mL)

Frage 4 [6P] Berechnen Sie das Potential einer Wasserstoffelektrode bei pH = 8 und geben Sie

den Namen der verwendeten Gleichung an.

Nernstsche Gleichung

[ ][ ]RedOxlog

n0,059EE 0 ⋅+=logQ

FnTR2,303∆E∆E 0 ⋅

⋅⋅⋅

−= logQn

0,059∆E∆E 0 ⋅−=

( )( )

( ) V-0,472=⋅+=⋅+=⋅+=+

110log

20,0590

HcHclog

20,0590logQ

n0,059EE

28-

2

02

Frage 5 [7P] Geben Sie die Summenformel der gegebenen Verbindungen an

a) Braunstein MnO2

b) Natriumthiosulfat Na2S2O3

c) Kaliumbromat

2

KBrO3

d) Dichromat anion Cr2O7

2-

Bestimmen Sie auch die Oxidationsstufe von Mn in a) und geben Sie die Lewis

Formeln mit alle Valenzelektronen von d)

O Cr O

O

O

Cr

O

O

OMn(IV)

Frage 6 [6P] Welche der folgenden Metallkationen bilden Amminkomplexen. (bei Fehler 1P

Abzug)

Al3+, Cu2+, Ni2+, K+, Co3+

Cu2+, Ni2+, Co3+

Schreiben Sie die Formeln für die entsprechenden Komplexe auf.

[Cu(NH3)4]2+ [Co(NH3)6]3+ [Ni(NH3)6]2+

Frage 7 [4P] Welche der aufgeführten wässrigen Lösungen hat einen pH-Wert, der kleiner als 7

ist? Formulieren Sie die Reaktion, die zu diesem Ergebnis führt.

Ammoniumchloridlösung (x) NH4

+ + H2O NH3 + H3O+

Natriumcarbonatlösung

Natriumacetatlösung

Natriumchloridlösung

Natriumhydroxidlösung

3

Frage 8 [6P] Verwenden Sie die Henderson-Hasselbalch-Gleichung um den pH-Wert einer

Pufferlösung aus 100 ml CH3CO2H (c = 0,5 mol/l) und 250 ml CH3CO2- (c = 0,20

mol/l) nach Zugabe von 0,008 mol H+ Ionen (HCl) zu berechnen:

0,008 mol H+:

CH3CO2H ⇄ H+ + CH3CO2-

Mol 0,100 • 0,5 0,250 • 0,2

0,05 0,05

Nach der Zugabe von H+ 0,05 + 0,008 0,05 - 0,008

Vol. = 350 mL

( )( ) 4,62=

−

+

−=−= −

0,3500,0080,05

0,3500,0080,05

log4,76AcHAclogpKpH s

Frage 9 [9P] Wie lautet die Gibbs-Helmoltz Gleichung? Was bedeuten alle Parameter? Zeichnen

Sie das Energieprofil einer exothermen und einer endothermen Reaktion mit je einem

Übergangszustand.

E

Gibbs-Helmoltz Gleichung

∆G = ∆H - T∆S

G = freie Enthalpie H = Enthalpie

T = Temperatur S = Entropie

endoth

exoth

Frage 10 [6P] Skizzieren Sie qualitativ den grafischen Verlauf der Titration einer schwachen Base

mit einer starken Säure.

4

5

Bei welchem Konzentrationsverhältnis liegt das optimum eines Puffers vor?

Schwache Säure (HA) und Konjugierte Base (A-)

c(HA) / c(A-) = 10

c(HA) / c(A-) = 1 x

c(HA) / c(A-) = 0,1

Frage 11 [6P] Welche der Folgenden Aussagen sind richtig (bei Fehler 1P Abzug)?

Entnehmen Sie bitte die Werte für die Redoxpotentiale von der beigefügten Tabelle

a) Eine Kupfer(II)-Lösung scheidet metallisches Kupfer an einem Silberblech ab.

b) Eine Kupfer(II)-Lösung scheidet metallisches Kupfer an einem Eisennagel ab. x

c) Eine Kupfer(II)-Lösung scheidet metallisches Kupfer an einem Zinkblech ab. x

d) Eine Silber(I)-Lösung scheidet metallisches Silber an einem Zinkblech ab. x

Frage 12 [6P] Zeichnen Sie die Kristallfeldaufspaltung eines oktaedrischen Metallkomplexes mit

den entsprechenden Namen der d-Orbitalen.

Puffer Bereich

pH

[Säure]

dx2-y2 dz2

dxy dyz dxz

Frage 13 [8P] eine C mplexe?

iacetylglyoxim) (bei

nd Ammoniak

elche Geometrie hat dieser Metallkomplex?

rage 14

Welche der folgenden Liganden bilden k helatko

EDTA, Chlorid, Ethylendiamin, Ammoniak, Wasser, DAD (D

Fehler 1P Abzug)

Wasser, Chlorid uZeichnen Sie die Struktur des folgenden Metallkomplexes: Ni(DAD)2

NiN N

O

N N

OH O

HO

W

Quadratisch-planar F [14P]

Bes

Titer

Bei der Manganometrische timmung von Eisen(II) musste man den Titer der

KMnO4-Lösung bestimmen. Wie und warum haben Sie ihn bestimmt? Erklären Sie

dies mit Reaktionsgleichungen.

(x 5) 5 H2C 10 CO2 + 10 H+ + 10 e-

2O4 →

(x 2) 2 MnO4- + 16 H+ + 10 e- → 2 Mn2+ + 8 H2O

2 O2

eschreiben Sie die Bestimmung von Eisen(II) mit Reaktionsgleichungen. Um

Bestimmung

MnO4- + 5 H2C2O4 + 6 H+ → 2 Mn2+ + 8 H2O + 10 C

B

welche Art von Reaktion handelt es sich?

Es handelt sich um eine Redox Reaktion.

(x 5) 5 + 5 e Fe2+ → 5 Fe3+ -

MnO4- + 8 H+ + 5 e- → Mn2+ + 4 H2O

MnO4- 3+ + 5 Fe2+ + 8 H+ → Mn2+ + 4 H O + 5 Fe2

6

Mn

O

O

OO

eichnen Sie die Lewis Formel (mit alle Valenzelektronen) von MnO4- . Z

7

Anhang 1: Säurekonstanten

8

9

Anhang 2: Löslichkeitsprodukte

9

Anhang 3: Stabilitätskonstanten

10 10

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Anhang 4: Redoxpotentiale

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