Fragen zur Klausurvorbereitung 1 Klausur 2006

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1 Fragen zur Klausurvorbereitung 1 Klausur 2006 Wie berechnet man den isoelektrischen Punkt und wozu benötigt man ihn? 2 R C C R + 3 C C- Zwitterion, inneres Salz intramolekulare eutralisation (a) als Base (-Pol) + R + 3 C C Kation wandert zur Kathode + - / R C C- (b) als Säure (+-Pol) Anion wandert zur Anode -> AS sind Ampholyte isoelektrischer Punkt: p-wert, bei dem nur das Zwitterion vorliegt und keine überschüssigen Anionen oder Kationen ängt ab von pks-werte von Amino und Carboxylgruppe: IP = (pk s1 + pk s2 ) / 2 komplizierter für AS mit protonierbaren oder deprotonierbaren Seitenketten Wenn man den isoelektrischen Punkt kennt, weiß man wie eine Verbindung bei einem bestimmten p-wert geladen ist.

2 Wie formuliert man die mesomeren Grenzformeln der Peptidbindung, durch die sich die Planarität der Peptidbindung erklärt? Bildung von Peptiden 2 R1 + 2 R2-2 2 R1 R2 C Die Peptidbindung ist mesomeriestabilisiert: + -> -Atom der Peptidbindung nicht basisch -> C- -Bindung hat partiellen Doppelbindungscharakter -> Atome an Peptidbindung liegen in einer Ebene cis/trans-isomerie: 2 R1 R2 C und trans übliche Konfiguration und R2 2 R1 R2 C und cis selten (Ausnahme: zu Prolin) da sterische Behinderung zw. R1

3 Wie erklärt man chemisch- physikalisch folgendes Phänomen? Beim Verrühren von zerstoßenem Eis und Kochsalz kann man eine Kältemischung von -20 Grad herstellen. Durch die Zugabe von Salz zum Eis (0 C) wird der Schmelzpunkt abgesenkt (Gefrierpunktserniedrigung, kolligative Eigenschaft). Da die Temperatur des Eises jetzt höher ist als der Gefrierpunkt des Salz/Eis-Gemisches, schmilzt ein Teil des Eises. Dazu muß die Schmelzwärme aufgebracht werden (Schmelzen ist immer ein endothermer Prozeß), d.h. das Gemisch kühlt sich ab bis es den Gefrierpunkt des Salz/Wasser-Gemisches erreicht hat und wieder im Gleichgewicht ist. Auf diese Weise lassen sich mit Eis und Kochsalz Temperaturen von z.b. -20 C erzeugen.

4 Funktionsweise eines Puffersystems (in einer Frage im GK wurde nachgefragt, bei welchem p der Puffer sein ptimum hat, sowie errechnen des Äquivalenz- und albäquivalenzpunktes) Puffer: Gemisch aus schwacher Säure oder Base mit seinem Salz Bsp.: C 3 C + C 3 C - a Cl 2 C 3 + ac 3 K 2 P 4 + K 2 P 4 p = pk s + log ([Salz] / [Säure]) Eine Puffersystem puffert den p-wert bei Zugabe (oder Entstehen) von + oder - ab. Keine starke p-änderung. siehe Titrationskurve Erklärung: + oder - wird abgefangen: C 3 C = C 3 C C 3 C + - = C 3 C - Pufferkapazität Menge an + oder -, die der Puffer abfangen kann Die Pufferkapazität ist bei p=pk s am größten da dort [Salz]=[Säure] (Erklärung Titrationskurve) Pufferkapazität erschöpft wenn [Salz]=0 oder [Säure]=0 Verdünnung eines Puffers: p-wert ändert sicht nicht (s. -- Glg.), beliebte Prüfungsfrage

5 sp 2 und sp 3 -ybridisierung Wie ist die ybridisierung eines C-Atoms?: - vier Einfachbindungen: sp 3 (Methan, Ethan) - eine Doppelbindung: sp 2 (Ethen) - eine Dreifach- oder zwei Doppelbindungen: sp (Ethin) wofür wichtig: (1) Bindungswinkel und Struktur verstehen: sp 3 : Tetraedrische Anordnung der vier Bindungen um C Bindungswinkel 109,5 sp 2 : Drei rbitale in einer Ebene, Winkel 120 sp: Zwei rbitale linear, Winkel 180 (2) Chiralität ur sp 3 -hybridisierte C-Atome mit vier unterschiedlichen Liganden sind chiral

6 Aus Zeeck: Dort hat Cu 2+ eine Koordinationszahl von 4 und geht mit 4 3 Molekülen einen Komplex ein. Die Koordinationszahl hängt ja alleine vom Zentralion ab, und auch nur dieses hat einen Vorteil. Wieso geht Cu 2+ denn genau mit 4 Liganden einen Komplex ein, wenn es wie in dem Bespiel oben, dadurch auch nicht stabiler wird? Es hat nun nicht 18 Valenzelektronen, sondern nur 17. Warum geht es also dann überhaupt den Komplex ein? Wenn es als Cu + eine Koordinationszahl von 4 hätte, wär mir das sinnig. ier nicht. Das gleiche mit Ag +, das eine Koordinationszahl von 2 hat. Bei 4 hätte es eine Edelgaskonfiguration. Wieso also 2? Die Bindungsverhältnisse in Komplexen sind komplex, da die Übergangsmetallionen unvollständig besetzte äußere Schalen und unvollständig besetzte innere Schalen (d-rbitale) haben. Die Metallionen sind bestrebt, vollständig besetzte äußere Schalen und ganz oder teilweise besetzte innere Schalen zu erhalten, wobei die optimale Besetzung der inneren Schalen von der Symmetrie der umgebenden Liganden abhängt. Die innere Schale muß nicht voll besetzt sein. Die Edelgasregel gilt streng nur für die erste und zweite Periode. Für schwerere Elemente gibt es viele Ausnahmen, da sie auch innere Schalen benutzen können. Beispiel: S 4 2- Wichtig für Klausur: Koordinationszahl Chelatkomplex Zähnigkeit

7 Wenn man eine 1 molare Essigsäure- Acetat-Pufferlösung mit dem p-wert 4,8 um den Faktor 10 verdünnt, hat die Lösung einen p-wert von (A) 3,8 (B) 4,8 (C) 5,8 (D) 7,0 (E) 0,48 Wenn man eine Salzsäurelösung mit dem p-wert 4,8 um den Faktor 10 verdünnt, hat die Lösung einen p-wert von (A) 3,8 (B) 4,8 (C) 5,8 (D) 7,0 (E) 0,48 Puffer: p = pk s + log ([Salz] / [Säure]) (Salz = konjugierte Base) Säure Base stark p = -lg [Säure] 0 p = -lg [Base] 0 schwach p = (pk s - lg [Säure] 0 ) / 2 pk b = 14 - pk s p = (pk b - lg [Base] 0 ) / 2 p = 14 - p

8 In welchem Fall liegt Konstitutionsisomerie vor? Bei... (A) Benzoesäure und Salicylsäure (B) L-Milchsäure und Brenztraubensäure (C) D-Fructose und D-Glucose (D) D-Glucose und D-Galactose (E) D-Alanin und L-Alanin (A) Salicylsäure hat eine -Gruppe mehr als Benzoesäure -> keine Isomere (B) 3 C-C-C und 3 C-C-C keine Isomere (C) Fructose (Ketose mit 6 C-Atomen) und Glucose (Aldose mit 6 C-Atomen) sind Konstitutionsisomere (D) D-Glucose und D-Galactose sind Isomere mit gleicher Konstitution. Sie unterscheiden sich in der räumlichen Anordnung am C4 und sind Stereoisomere, hier Epimere (E) D-Alanin und L-Alanin sind Stereoisomere, und zwar Enantiomere Das Erhitzen von reinem Wasser beeinflusst dessen Eigenschaften. Wo liegt sein eutralpunkt auf der p-skala und wie reagiert heißes Wasser? (A) p bleibt konstant und Wasser reagiert weiter neutral. (B) eutralpunkt < 7, das Wasser reagiert schwach sauer. (C) eutralpunkt < 7, aber Wasser reagiert weiter neutral. (D) eutralpunkt > 7, das Wasser reagiert leicht basisch. (E) eutralpunkt > 7, aber Wasser reagiert weiter neutral. Wie jedes Gleichgewicht ist auch die Autoprotolyse temperaturabhängig, und zwar nimmt die Dissoziation 2 2 = mit steigender Temperatur zu. Dadurch steigt [ 3 + ] und der p sinkt. Trotzdem bleibt die Lösung neutral, da ja [-] genauso steigt. Also: (C)

9 7. Wählen Sie die richtige Antwort: Eine chemische Reaktion ist thermodynamisch immer freiwillig möglich, wenn gilt... (A) < 0 und S > 0 (B) < 0 und S < 0 (C) > 0 und S < 0 (D) = 0 und S = 0 (E) > 0 und S = 0 G = - T S Reaktion läuft freiwillig ab, wenn G < 0 Das ist immer der Fall wenn < 0 und S > 0 Achtung: falsche Lösung in einer der alten Klausuren Wie sieht die Geschwindigkeitsgleichung für in- bzw. Rückreaktion von 2 + I 2 --> 2 I aus und welcher rdnung sind sie? Wie stellt man denn diese Gleichungen auf? Für eine Elementarreaktion immer Produkt der zusammenstoßenden Teilchen, also: hin: v = k * [ 2 ] * [I 2 ] rück: v = k * [I] 2 Welche 2 Parameter der Arrhenius-Gleichung müssen geändert werden, damit die Reaktion schneller abläuft und wie kann das experimentell geschehen?... T erhöhen oder E A erniedrigen durch Katalysator.

10 2. In welcher Form liegt L-Alanin am isoelektrischen Punkt vor? (Formel) Wie nennt man eine solche Struktur? Aminogruppe protoniert, Carboxylgruppe deprotoniert, Zwitterion 4. Wieso ist eine Ketoform der Enolform eigentlich meistens begünstigt? Bei der Enolform gibts doch immerhin Wasserstoffbrückenbindungen. schwierige Frage. ffensichtlich sind die internen Bindungen der Carbonylfunktion energieärmer als die in der Enolform. 5. Warum darf BaS 4 als Röntgenkontrastmittel eingesetzt werden, weil es so schön schwer löslich ist, BaC3, welches noch schwerer löslich ist jedoch keinesfalls? freie Bariumionen sind giftig. Im sauren Magen löst sich das Carbonat auf und die Bariumionen werden frei. BaC Cl = Ba C Cl -

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