Chemisches Praktikum für Biologen

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1 Chemisches Praktikum für Biologen Klausur am Name: Vorname: Matrikelnummer: Aufgabe Maximale Punktzahl Erreichte Punktzahl Gesamt 24 Bestanden: Die Klausur besteht aus 10 Seiten. Bitte bei den folgenden Aufgaben jeweils die korrekte Antwort (A, B,...) bzw. den berechneten Wert (ohne Maßeinheit) in das vorgesehene Feld eintragen. Der Rechenweg wird nicht bewertet. Nur dokumentenechte Stifte (blau oder schwarz) verwenden. Erlaubtes Hilfsmittel: nicht-programmierbarer Taschenrechner. Zum Bestehen der Klausur müssen mindestens 12 Punkte erreicht werden. 1

2 1. Aufgaben zu Versuchstag 1: Säure-Base-Titrationen Aufgabe 1.1 Welche der folgenden Aussagen ist falsch? A) Säuren sind Verbindungen, welche Protonen abgeben können. B) Schwefelsäure ist eine zweiprotonige Säure. C) Der ph-wert ist definiert als der negative dekadische Logarithmus der Konzentration an Hydroxidionen (OH-). D) Wässrige Lösungen von Säuren weisen einen ph-wert < 7 auf. Aufgabe 1.2 Mit welcher Näherungsformel können Sie den ph-wert der wässrigen Lösung einer schwachen Säure (Säurestärke: pks) berechnen? Die Konzentration der Säure sei cs. A) ph = 14 - pks B) ph = ½ (pks log cs) C) ph = - log cs D) ph = 14 - cs Aufgabe 1.3 Bei der Titration einer Probe verdünnter Salzsäure (HCl) wurden 10 ml 0.5 molare Kalilauge (KOH) mit dem Faktor 1.1 verbraucht. Geben Sie die Masse (in g) der enthaltenen reinen Salzsäure an. 2

3 2. Aufgaben zu Versuchstag 2: Puffer und Ionenaustauscher Aufgabe 2.1 Welche der folgenden Aussagen ist falsch? A) Der ph-wert von Pufferlösungen ändert sich auch bei Zusatz recht erheblicher Mengen von Säuren oder Basen nicht. B) Puffer werden durch Mischung einer starken Säure (z.b. HCl) mit einer starken Base (z.b. NaOH) hergestellt. C) Die Pufferkapazität gibt die Menge an Säure der Base an, die durch einen Puffer abgefangen werden kann. D) Aminosäuren können zur Herstellung von Puffern verwendet werden. Aufgabe 2.2 Welche der folgenden Aussagen zur Funktionsweise eines Kationentauschers ist falsch? A) Kationentauscher tauschen die an der Matrix gebundenen Kationen gegen andere Kationen aus der Flüssigkeit aus. B) Bei Austausch von doppelt geladenen Ionen (z.b. Ca 2+ ) werden pro ausgetauschtem Metall-Ion zwei H + -Ionen (bzw. H3O + -Ionen) in die Lösung abgegeben. C) Kationentauscher können Calciumionen gegen Hydroxidionen tauschen. D) Um einen Kationentauscher zu regenerieren, muss man diesen mit konzentrierter Salzsäure spülen. Aufgabe 2.3 In welchem Verhältnis (Natriumacetat:Essigsäure) müssen die Konzentrationen von Essigsäure und Natriumacetat zueinander stehen, um einen Essigsäure/Acetatpuffer mit dem ph-wert 5.0 zu erhalten? (pks(essigsäure) = 4.76) 3

4 3. Aufgaben zu Versuchstag 3: Komplexometrie Aufgabe 3.1 Welche der folgenden Aussagen ist falsch? A) Metallkomplexe bestehen aus einem zentralen Metallatom und daran gebundenen Liganden. B) Mehrzähnige Liganden binden deutlich schwächer an das gleiche Metall als vergleichbare einzähnige Liganden. C) Je stabiler ein Komplex ist, desto größer ist seine Komplexbildungskonstante. D) Die Komplexometrie ist ein quantitatives Verfahren zur Bestimmung der Konzentration von Metallionen in Lösung. Aufgabe 3.2 Welche Ladung besitzt das zentrale Metallatom im Komplex [Ag(CN)2] -? A) -1 B) 0 C) +1 D) +2 Aufgabe 3.3 Welche Gesamtladung besitzt ein Komplex aus einem Cu 2+ -Zentralatom mit vier Ammoniakliganden (NH3)? A) -2 B) 0 C) +1 D) +2 4

5 4. Aufgaben zu Versuchstag 4: Analytik Aufgabe 4.1 Mit welchem Reagenz können Sie Sulfat-Ionen (SO4 2- ) nachweisen? A) Bariumchlorid, BaCl2. B) Silbernitrat, AgNO3. C) Salzsäure, HCl. D) Ammoniaklösung, NH3. Aufgabe 4.2 Wie lautet das Löslichkeitsprodukt für Na2SO4? A) LP(Na2SO4) = 2 * [Na + ] * [SO4 2- ] B) LP(Na2SO4) = [Na + ] 2 * [SO4 2- ] C) LP(Na2SO4) = [Na + ] 2 * [S] * [O 2- ] 4 D) LP(Na2SO4) = [Na + ] * [SO4 2- ] Aufgabe 4.3 Aus einer 20%-igen Ammoniaklösung sollen durch Verdünnung mit destilliertem Wasser 10 ml einer 5%-igen Ammoniaklösung hergestellt werden. Welches Volumen der 20%-igen Lösung ist einzusetzen? 5

6 5. Aufgaben zu Versuchstag 5: Redox-Reaktionen Aufgabe 5.1 Welche der folgenden Aussagen ist richtig? A) Oxidationsmittel sind Verbindungen, die als Elektronendonoren fungieren. B) Oxidationszahlen sind immer positiv. C) Ein Reduktionsprozess entspricht einer Elektronenaufnahme. D) Folgende Reaktion ist eine Redox-Reaktion: H + + OH - H2O. Aufgabe 5.2 Welche Oxidationszahl besitzt das Schwefelatom in Schwefelsäure (H2SO4)? A) 0. B) +II. C) +IV. D) +VI. Aufgabe 5.3 Wie groß ist das Elektrodenpotential (in V) einer Fe 2+ /Fe-Elektrode, bei der eine Fe 2+ -Konzentration von 0.2 mol l -1 vorliegt? (E0(Fe/Fe 2+ ) = V) 6

7 6. Aufgaben zu Versuchstag 6: Präparative Organische Chemie Aufgabe 6.1 Bei der Hydrolyse eines Carbonsäureesters erhält man als Produkte A) einen Aldehyd und einen Alkohol. B) eine Carbonsäure und einen Alkohol. C) eine Carbonsäure und Wasser. D) einen Alkohol und Wasser. Aufgabe 6.2 Bei welchen der folgenden Verbindungen handelt es sich um Carbonsäurederivate? A) Bei allen gezeigten Verbindungen. B) Bei Verbindungen 1, 2 und 4. C) Bei Verbindungen 1 und 2. D) Bei Verbindungen 3 und 4. Aufgabe 6.3 Welche drei funktionellen Gruppen enthält folgendes Molekül? A) Amid, Ester, primären Alkohol. B) Tertiäres Amin, Ester, primären Alkohol. C) Amid, Ether, sekundären Alkohol. D) Tertiäres Amin, Ether, sekundären Alkohol. 7

8 7. Aufgaben zu Versuchstag 7: Analytische Organische Chemie Aufgabe 7.1 Mit welchem Reagenz können Sie Ketone von Aldehyden unterscheiden? A) Cerammoniumnitrat. B) Fehling-Lösung. C) 2,4-Dinitrophenylhydrazin. D) Eisen(III)chlorid. Aufgabe 7.2 Welche der folgenden Verbindungen lassen sich durch Entfärbung von Bromwasser nachweisen? A) Verbindungen 1, 2 und 3. B) Verbindungen 2 und 3. C) Verbindungen 1, 2 und 4. D) Keine der gezeigten Verbindungen. Aufgabe 7.3 Wieviele Chiralitätszentren besitzt folgendes Molekül? A) 1. B) 2. C) 3. D) 4. 8

9 8. Aufgaben zu Versuchstag 8: Adsorption und Chromatographie Aufgabe 8.1 Welche Aussage ist falsch? A) Trennungen durch Extraktion beruhen auf der unterschiedlichen Löslichkeit der zu trennenden Verbindungen in zwei nicht mischbaren Lösungsmitteln. B) Chromatographische Trennungen beruhen auf der unterschiedlichen Dichte der zu trennenden Flüssigkeiten. C) Der log P-Wert dient in der Medizin und Pharmazie zur Quantifizierung der Lipophilie eines Moleküls. D) Ethanol ist polarer als Hexan. Aufgabe 8.2 Welchen Rf-Wert hat eine Substanz (Molmasse: 85 g/mol), die bei einer Dünnschichtchromatographie eine Strecke von 5 cm zurückgelegt hat, während die Laufmittelfront bei einem Wert von 8 cm liegt? Die Dichte des Lösungsmittels beträgt 0.85 g/cm -3. Aufgabe 8.3 Der Verteilungskoeffizient einer Substanz zwischen den beiden Phasen 1-Octanol und Wasser betrage K1-Octanol/Wasser = 2. Sie geben 3 g der Substanz in ein Gemisch aus 100 ml 1-Octanol und 100 ml Wasser. Welche Menge (in g) der Substanz befindet sich nach der Gleichgewichtseinstellung in der 1-Octanol-Phase? 9

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