Musterprüfung Wie nennt man einen elektrisch ungeladenen Körper mit einer Ansammlung von positiver und einer Ansammlung von negativer Ladung?

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1 1 Musterprüfung 1. Modul: Wasser 1.1. In Wassermolekülen gibt es Ansammlungen von Ladungen. Wo befinden sich in einem Wassermolekül Ansammlungen von positiven und negativen Ladungen? 1.2. Wie nennt man elektrisch geladene kleine Partikel? 1.3. Wie nennt man einen elektrisch ungeladenen Körper mit einer Ansammlung von positiver und einer Ansammlung von negativer Ladung? 1.4. Wie nennt man intermolekulare Bindungen wie sie in Wasser vorkommen? 1.5. Beschreibe das normale Verhalten eines Körpers, wenn er erwärmt wird? 1.6. Was versteht man unter der Dichteanomalie des Wassers? 1.7. Wie nennt man den Zusammenhalt von Teilchen in einem Körper? 1.8. Auf welchem Effekt beruht die Haftung von Körpern aneinander, z.b. Schmutz an Textilfasern. (Nur Bezeichnung, keine Erklärung!) Verschüttete Flüssigkeit wird mit einem Lappen aufgewischt. Welcher Effekt bewirkt, dass die Flüssigkeit vom Lappen aufgesogen wird? Erkläre für den Begriff Fluidität auf was er sich bezieht und was er bedeutet Erkläre für entmineralisiertes Wasser wie a) man es herstellt. b) das Wasser sich beim Entmineralisieren verändert Skizziere eine Destillationsapparatur und kennzeichne (mit Beschriftung) drei essentielle Komponenten Nenne einen Grund, warum viele wechselwarme Tiere beim Überwintern in unseren Breitegraden keine Temperaturen unter dem Gefrierpunkt ertragen können. 2. Modul: Lösungen und Stoffmengen 2.1. Wie nennt man die maximale Menge eines Stoffs, die man in einer Flüssigkeit auflösen kann? 2.2. Wie verändert sich üblicherweise die maximale Menge eines Stoffes, die man in einer Flüssigkeit lösen kann, wenn man die Temperatur erhöht?

2 Wie nennt man das Ausfällen von unlöslichen Stoffen und wie kann man das Absetzen von kleinen Schwebeteilchen in einer Flüssigkeit beschleunigen? 2.4. Wenn sich Stoffe mit geladenen Teilchen (Salze, Mineralien) in Wasser auflösen, so werden die geladenen Teilchen von Wassermolekülen umhüllt. a) Wie nennt man die Hülle aus Wasser? b) Beschreibe die Hüllen aus Wasser, die positiv und negativ geladene in Wasser gelöste Teilchen umgeben Was kennzeichnet Tenside in ihrer Wirkung und in ihrer chemischen Struktur? 2.6. Fett wird mithilfe von Seife in Wasser emulgiert. Beschreibe die Struktur von Fetttröpfchen in dieser Emulsion? 2.7. Was verhindert, dass die in Seife emulgierten Fetttröpfchen sich zu grossen Fettklumpen vereinigen? 2.8. Wie bezeichnet man ein heterogenes fein verteiltes Gemisch von Stoffen, die sich nicht ineinander lösen? 2.9. Ein Bademeister hat ein 50m langes, 25m breites und 2m tiefes Schwimmbecken mit frischem Wasser gefüllt. a) Wie viele Liter Wasser hat es im Schwimmbecken? (1m 3 = 1000dm 3, 1dm 3 = 1 Liter) b) Wie viele Kilogramm Chlor muss der Bademeister ins Schwimmbecken einleiten, wenn das Wasser eine Chlorkonzentration von 0.5 Milligramm / Liter aufweisen soll? (1 Gramm = 1000 Milligramm) Das Salzwasser im Toten Meer enthält rund 28 Massen-% Meersalze und hat eine Dichte von 1.25 kg / dm 3. Wie viele Milliliter Wasser verdunsten, wenn man einen Liter Salzwasser des toten Meeres eintrocknen lässt? Ein Fahrzeuglenker wiegt 60kg. Es gibt eine Regel wonach die gesamte Menge Blut in Liter gleich einem Zwölftel des Körpergewichts in Kilogramm ist. a) Wie viele Milliliter reinen Alkohol muss der Fahrzeuglenker trinken, damit sein Blut 0.5 (Volumenanteil!) Alkohol enthält? b) Wie viele Milliliter Wein mit 6 Vol.-% Alkohol muss der Fahrzeuglenker hierfür zu sich nehmen? Wie viel wiegen ein 0.3 mol Methanol (CH 4 O)? [Siehe PSE auf ] Wie viele Gramm Kochsalz muss ich in Wasser auflösen, um drei Liter Kochsalz (entspricht 3kg) isotonische Kochsalzlösung mit 0.9 Massen-% Kochsalz (NaCl) zu erhalten und wie gross ist die Molarität einer isotonischen Kochsalzlösung?

3 3 3. Modul: Diffusion und Osmose 3.1. Ein Körper besteht aus Molekülen. Diese Moleküle sind fortwährend in Bewegung. Wie wird diese Bewegung bezeichnet? 3.2. Durch die Bewegung von Molekülen können sich gelöste Stoffe in einer Flüssigkeit oder in einem Gas ausbreiten und durchmischen. Wie bezeichnet man diesen Effekt? 3.3. Welche Gase spielen beim Gasaustausch in der Lunge eine wichtige Rolle? 3.4. Wie gross ist der ungefähre Durchmesser von Lungenbläschen und wie werden sie auch bezeichnet? 3.5. Wie nennt man die Hülle, die bei einer lebenden Zelle das Zellplasma einschliesst? 3.6. Wie nennt man strukturell abgrenzbare Bereiche einer Zelle, die voneinander durch Membranen abgegrenzt sind? 3.7. Warum entsteht bei einer selektiv durchlässigen Membran auf der Seite höherer Konzentration ein Überdruck und wie wird dieser Überdruck bezeichnet? 3.8. Wie bezeichnet man die Veränderung der Konzentration gelöster Stoffe im Zellplasma zwecks Regulierung des osmotischen Drucks? 3.9. In einem Präparat aus Blut sind die Erythrozyten (rote Blutkörperchen) zur Stechapfelform geschrumpelt. In welcher Art von Lösung befinden sich diese Erythrozyten? Welche Art von Kochsalzlösung muss ich für eine Infusion zubereiten? Ich habe eine Kochsalzlösung und eine Glucoselösung zur Infusion zubereitet. In welchem Sinn sind die Konzentrationen beider Lösungen gleich? Welche Stoffe sind beim aktiven Stofftransport durch Zellmembranen involviert? 4. Modul: Säuren und Basen 4.1. Was kennzeichnet eine Säure? 4.2. Was kennzeichnet eine Base? 4.3. Wann ist eine Säure eine starke Säure und wann ist eine Base eine starke Base? 4.4. Kann eine Säure ein Proton, das sie abgegeben hat, wieder zurück nehmen? 4.5. Was entsteht, wenn eine Säure und eine Base miteinander reagieren?

4 Wie bezeichnet man Stoffe mit unterschiedlicher Farbe je nachdem ob sie sich in einem sauren oder einem basischen Milieu befinden? 4.7. Aus was besteht ein Universalindikator und wie funktioniert er? 4.8. Wie kann man den ph-wert messen? 4.9. Welche Bedeutung hat der ph-wert? Welchen ph-wert hat eine neutrale Lösung? Was versteht man unter neutralisieren? Eine wässrige Lösung hat den ph-wert 9. Ist sie sauer oder basisch? Wenn ich eine Base in eine Lösung giesse, nimmt dann der ph-wert ab oder steigt er? Wie nennt man Salze der Salzsäure? Was ist ein Puffer? Welchen ph-wert hat die Hautoberfläche? Ist der ph-wert der Hautoberfläche bei Frauen und Männern (im Durchschnitt) gleich? Wozu wird auf der Hautoberfläche ein bestimmter ph-wert aufrechterhalten? Wie ist der ph-wert im Magen? Warum ist der ph-wert im Magen speziell, d.h. vom ph-wert im Rest des menschlichen Körpers stark abweichend? Wie ist der ph-wert im Dünndarm (dem Magen anschliessend)? Warum ändert sich der ph-wert drastisch, wenn die Nahrung vom Magen (durch den Pförtner) in den Dünndarm gelangt? Was geschieht bei Sodbrennen? Ist CO 2 und Kohlensäure das Gleiche? In welchem Bereich darf der ph-wert des menschlichen Bluts schwanken? Ist der ph-wert von Harn konstant? Welche Puffersysteme gibt es im menschlichen Blut? Welche Organe sind an der Aufrechterhaltung des Säure-Base- Gleichgewichts beteiligt und wie funktioniert das?

5 5 Musterlösungen: 1.1. Beim Sauerstoffatom befindet sich eine Ansammlung von negativer Ladung. Bei den Wasserstoffatomen befindet sich je eine Ansammlung positiver Ladung Ionen 1.3. Elektrischer Dipol 1.4. Wasserstoffbrückenbindungen 1.5. Er dehnt sich aus Wasser schrumpft beim Erwärmen im Temperaturbereich von 0ºC(Gefrierpunkt) bis 4ºC Kohäsion 1.8. Adhäsion 1.9. Kapillarität Der Begriff bezieht sich auf Flüssigkeiten. Je leichtflüssiger sie sind, desto grösser ist ihre Fluidität a) Das Wasser wird durch Ionenaustauscher geleitet. Davon gibt es zwei Sorten. Beide muss man verwenden. Eine Sorte absorbiert vom Wasser positive Ionen. Die andere Sorte absorbiert negative Ionen. Somit werden dem Wasser alle Ionen (Mineralien) entzogen. b) Dem Wasser werden nur die Ionen entzogen. Organische Verunreinigungen und Keime bleiben im Wasser. Dadurch werden bloss Kalkablagerungen, z.b. in Dampfbügeleisen, verhindert Siehe Skript. S. 10. Wichtige Komponenten sind Destillationskolben, Thermometer und Kühlrohr Beim Gefrieren dehnt sich das Zellplasma aus. Die Zellmembran kann platzen. 2. Modul: Lösungen und Stoffmengen 2.1. Die Löslichkeit 2.2. Mit steigender Temperatur nimmt die Löslichkeit im Allgemeinen zu Sedimentation. Sie kann durch Zentrifugation beschleunigt werden. 2.4.

6 6 a) Hydrathülle b) Bei der Hydrathülle von positiven Ionen befinden sich die negativ geladenen Sauerstoffatome innen und die positiv geladenen Wasserstoffatome befinden sich auf der Aussenseite. Bei der Hydrathülle von negativen Ionen ist es umgekehrt Tenside verringern die Oberflächenspannung zwischen hydrophilen und hydrophoben Stoffen. Es handelt sich im Allgemeinen um fadenförmige Moleküle mit einem unpolaren (hydrophoben) und einem polaren (hydrophilen) Ende Die Wasser abstossende Oberfläche der Fetttröpfchen wird von Tensiden verdeckt. Die Moleküle strecken ihr unpolares, hydrophobes Ende den Fetttröpfchen zu. Dem Wasser strecken sie ihr polares, hydrophiles Ende entgegen Die Teilchen der Seife, die als Tenside wirken, sind negativ geladen. Wenn sich diese Teilchen an die Fetttröpfchen lagern, werden diese negativ geladen und stossen sich gegenseitig ab Dispersion 2.9. a) m 3 = 2500 m 3 = 2.5 Mio. Liter. b) 2.5 Mio. 0.5 Milligramm = 1.25 Mio. Milligramm = 1.25Mio. Gramm / 1000 = 1250 g = 1.25 kg (100 28) % von 1250 g = 72% von g = 900 g. Dies entspricht 900 Milliliter Wasser Der Fahrzeuglenker hat 5 Liter Blut. a) 0.5 von 5000 ml = ml / 1000 = 2.5 ml b) 6% entspricht 2.5 ml, 100% entspricht x x = 41.7 ml [ ] g = 9.61g % von 3000 g = 27 g. Ich benötige 27 g Kochsalz. 1 Mol Kochsalz (Na Cl) wiegt ( ) g = g. 27 g / (58.44 g / mol) = mol. So viele Mol verteilt auf drei Liter ergibt eine Molarität von M. 3. Modul: Diffusion und Osmose 3.1. Brownsche Bewegung 3.2. Diffusion 3.3. Sauerstoff (O 2 ) und Kohlendioxid (CO 2 ) mm. Die Lungenbläschen werden auch als Alveolen bezeichnet Zellmembran

7 Organellen 3.7. Die Teilchen, für welche die Membran undurchlässig ist, verstopfen einen Teil der Löcher, durch welche die kleineren Teilchen durch die Membran schlüpfen können Osmoregulation 3.9. Eine hypertonische Lösung Eine isotonische Kochsalzlösung Die Anzahl gelöster Teilchen pro Volumeneinheit (Liter) muss gleich gross sein. Kochsalz besteht aus Ionen. Die Ionen müssen als gelöste Teilchen einzeln gezählt werden Proteine, z.b. Tunnelproteine 4. Modul: Säuren und Basen 4.1. Eine Säure ist ein Protonendonator. D.h., dass die Moleküle einer Säure H- Atome enthalten, dessen Kern (Proton) sie auf andere Moleküle übertragen können Eine Base ist ein Protonenakzeptor. Die Moleküle müssen also Protonen aufnehmen können Eine Säure ist eine starke Säure, wenn sie ihr Proton leicht auf eine Base überträgt. Eine starke Base bindet aufgenommene Protonen stark Eine schwache Säure kann durch eine starke Säure dazu gezwungen werden ihr Proton zurück zu nehmen Ein Salz und Wasser 4.6. Säure-Base-Indikatoren 4.7. Ein Universalindikator besteht aus einer geeigneten Mischung von Indikatoren so, dass sich seine Farbe in Abhängigkeit des ph-werts kontinuierlich ändert. Durch Vergleich mit einer Farbskala kann man den ph-wert bestimmen Z.B. mit einem Universalindikator. Er verändert seine Farbe in Abhängigkeit vom ph-wert kontinuierlich. Durch Vergleich mit einer Farbskala kann man den ph-wert bestimmen. Eine Voraussetzung dafür ist, dass die Lösung nicht allzu stark gefärbt ist. Es gibt handliche elektronische Geräte mit einer so genannten ph-elektrode zur Bestimmung des ph-wertes. Die Elektrode wird in die zu messende Flüssigkeit getaucht.

8 Der ph-wert kennzeichnet das saure oder basische Verhalten einer Lösung. In einer sauren Lösung mit einem ph-wert kleiner als 7, hat es sozusagen freie Protonen, die von Basen aufgenommen werden können. Im Gegensatz dazu hat es in einer basischen Lösung, mit einem ph-wert von mehr als 7, überschüssige OH -Ionen, die gewissermassen Gegenspieler zu den freien Protonen darstellen. In der basischen Lösung können Säuren ihre Protonen an die OH -Ionen abgeben. Dann entsteht Wasser wie folgt: H + + OH H 2 O Wenn man zu einer Säure genau so viel Base gibt, bis ein ph-wert von 7 erreicht ist oder wenn man einer Base genau so viel Säure beifügt, bis sich ein ph-wert von 7 eingestellt hat Sie ist basisch Er steigt Chloride Ein Puffer besteht aus einem Gemisch von einer schwachen Säure und ihrem Salz oder aus einem Gemisch von einer schwachen Base und ihrem Salz. Wenn einem Puffer eine starke Säure oder eine Base beigefügt wird, so ändert sich der ph nur wenig. Eine beigefügte starke Säure kann z.b. die schwache Säure verdrängen oder mit der schwachen Base reagieren Nein, bei Männern (4.9) ist er etwas saurer als bei Frauen (5.6) Die Haut bildet einen so genannten Säureschutzmantel zur Abwehr von schädlichen Keimen Stark sauer, ungef. 2 bis Im stark sauren Milieu werden schädliche Keime in der Nahrung abgetötet. Eiweisse in der Nahrung denaturieren und werden dadurch leichter verdaulich Neutral bis basisch, Durch basische Ausscheidungen der Pankreas (Bauchspeicheldrüse) wird der saure Nahrungsbrei aus dem Magen neutralisiert Saurer Magensaft steigt die Speiseröhre hoch und verätzt sie Aus CO 2 bildet sich im Wasser Kohlensäure, H 2 CO 3. Die Kohlensäure kann wieder in CO 2 und Wasser zerfallen. CO 2 und H 2 CO 3 sind jedoch nicht das Gleiche.

9 Zwischen 7.35 und 7.4. Der ph-wert des Bluts darf nicht stark variieren. Eine Übersäuerung (Azidose) oder Untersäuerung (Alkalose) ist lebensbedrohlich Der ph-wert des Harns variiert stark, denn er dient unter anderem der Regulierung des Säure-Base-Haushalts. Sein ph-wert ist abhängig von der Ernährung Es gibt vier Puffersysteme wie folgt: 1. Bicarbonat-System (CO 2 ). 2. Hämoglobinpuffer. 3. Phosphatpuffer. 4. Proteinpuffer Niere und Lunge. Die Niere greift über die Ausscheidung von Harn in den Säure-Base-Haushalt ein. In der Lunge wird CO 2 ausgeschieden. Dadurch wird das Bicarbonat-System beeinflusst.