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1 Klausur zur Grundvorlesung Allg. und Anorg. Chemie vom Seite 1 von 9 Punkte: von 100 Matrikelnummer: Name: Vorname: Bitte eintragen: Fachsemester: Studiengang: Bitte ankreuzen: Biologie Molekulare Zellbiologie Andere Bitte prüfen Sie Ihre Klausur sofort auf Vollständigkeit und Lesbarkeit. Spätere Beanstandungen werden nicht berücksichtigt! Frage 1 [7P] Formulieren Sie folgende allgemeingültige Postulate: a) Gesetz der Erhaltung der Masse: während einer chem. Reaktion bleibt die Gesamtmasse immer konstant b) Gesetz der konstanten Proportionen: eine bestimmte chem. Verbindung enthält stets die gleichen Elemente im gleichen Mengenverhältnis c) Gesetz der multiplen Proportionen: die Gewichtsverhältnisse von Elementen, die sich zu verschiedenen chem. Verbindungen vereinigen, stehen immer in einem ganzzahligen Verhältnis zueinander Auf wessen Atomtheorie gehen diese Postulate zurück? Dalton

2 Klausur zur Grundvorlesung Allg. und Anorg. Chemie vom Seite 2 von 9 Frage 2 [6P] a) Definieren Sie den Begriff Nuklid! durch Protonen- und Neutronenzahl charakterisierte Atomsorte b) Was sind Isotope? Nuklide gleicher Protonenzahl (Kernladungszahl) aber unterschiedlicher Neutonenzahl c) Was versteht man unter Reinelementen und Mischelementen? Reinelemente: bestehen aus nur einem Nuklid Mischelemente: bestehen aus mehreren Nukliden gleicher Protonenzahl bzw. weisen Isotope auf Frage 3 [4P] Was besagen folgende Gesetze: a) Pauli-Prinzip Ein Atom darf keine Elektronen enthalten, die in allen 4 Quantenzahlen übereinstimmen. b) Hund sche Regel Elektronen verteilen sich auf energetisch gleichliegende rbitale so, daß maximale Zahl ungepaarter Elektronen mit gleichem Spin resultiert.

3 Klausur zur Grundvorlesung Allg. und Anorg. Chemie vom Seite 3 von 9 Frage 4 [4P] Geben Sie die Valenzelektronenkonfiguration folgender Atome bzw. Ionen an! Ca: 4s 2 Al 3+ : (2s 2 ) 2p 6 Sb: (4d 10 5s 2 ) 5p 3 Pd 2+ : (5s 0 ) 4d 8 Frage 5 [5P] Kupfer(II)oxid reagiert bei 500 C mit H 2 zu elementarem Kupfer. a) Stellen Sie die Reaktionsgleichung auf! Cu + H 2 Cu + H 2 b) Die Atommasse von Kupfer beträgt 64 u, die von Sauerstoff 16 u. Wieviel Liter Wasserstoff (bei Normalbedingungen) werden für die Reduktion von 800 g Kupfer(II)oxid benötigt? M (Cu) = 80 u = 80 g/mol n (Cu) = 10 mol n (H2) = n (Cu) = 10 mol V (H2) = n (H2) V m = 10 mol 22.4 l/mol = 224 l Frage 6 [8P] Zeichnen Sie die Valenzstrichformeln folgender Moleküle und geben Sie die xidationszahlen der einzelnen Atome an! Ammoniak: H I N H H Perchlorsäure: H Cl +VII Carbonat-Ion: V C Ethylendiamin: H 2 C -I NH 2 -I I H 2 N C H2 I

4 Klausur zur Grundvorlesung Allg. und Anorg. Chemie vom Seite 4 von 9 Frage 7 [4P] Welches der folgenden Atome besitzt F Ge Rb I a) den größten Atomradius? b) die höchste Elektronenaffinität? c) die kleinste Elektronegativität? d) den gerinsten Metallcharakter? Bitte ankreuzen! Frage 8 [11P] a) Zeigen Sie mittels der VB-Theorie, welche Geometrien für einen Nickel(II)-Komplex mit der Koordinationszahl 4 möglich sind! Ni 2+ : d 8 3d 4s 4p 3d 4s 4p 1) 2) sp 3 -Hybrid dsp 2 -Hybrid tetraedrisch quadratisch-planar b) Skizzieren Sie die Kristallfeldaufspaltung der d-rbitale für einen Komplex aus a)! Benennen Sie die rbitale und geben Sie die elektronische Besetzung an! xy xz yz x 2 -y 2 xy z 2 x 2 -y 2 z 2 oder xz yz [4P]

5 Klausur zur Grundvorlesung Allg. und Anorg. Chemie vom Seite 5 von 9 Frage 9 [12P] Formulieren Sie die Reaktionsgleichungen (mit xidationszahlen und Redox-Teilgleichungen) für folgende Prozesse: a) xidation von Mangan(II) zu Permanganat mit Blei(IV)oxid x.: Mn H 2 Mn H e - / 2 Red.: Pb e H + Pb H 2 / 5 2 Mn Pb H + 2 Mn Pb H 2 oder 2 Mn Pb H Mn Pb H 2 b) Reduktion von Dichromat zu Chrom(III) mit Chlorid Cr H e - 2 Cr H 2 2 Cl - Cl e - / 3 Cr Cl H + 2 Cr Cl H 2 oder Cr Cl H Cr Cl H 2 Frage 10 [8P] a) Formulieren Sie das Massenwirkungsgesetz für folgende Reaktion! 2A + B 2C + 3D 2 3 [C] [D] = [A] [B] K 2

6 Klausur zur Grundvorlesung Allg. und Anorg. Chemie vom Seite 6 von 9 b) Welchen Einfluß hat Druckerhöhung auf die Lage des Gleichgewichts obiger Reaktion? Wie nennt man das Prinzip, auf dem dieser Effekt beruht? linke Seite (also Edukte) haben kleineres molares Volumen = Lage der Gleichgewichts verschiebt sich zugunsten der Edukte Prinzip des kleinsten Zwanges (Le Chatelier) c) Wie heißt die Gleichung, die die Abhängigkeit der Gleichgewichtskonstanten von der Temperatur beschreibt? Formulieren Sie sie und benennen Sie alle Parameter! van t Hoffsches Gesetz ΔG = RTlnK oder ΔG K = exp RT (Δ)G = (Änderung der) freie(n) Energie R = allg. Gaskonstante K = Gleichgewichtskonstant T = Temperatur Frage 11 [13P] a) Geben Sie die Definitionen für Lewis-Säuren und Basen an! Säure: Elektronenpaarakzeptor Base: Elektronenpaardonor b) Erläutern Sie den Begriff korrespondierendes Säure-Base-Paar anhand eines selbstgewählten Beispiels! NH 3 + H 2 NH 4 + korr. Säure-Base-Paare + H -

7 Klausur zur Grundvorlesung Allg. und Anorg. Chemie vom Seite 7 von 9 c) Berechnen Sie den ph-wert einer 0.1 M HCl-Lösung (pk S = -6) und einer 1 M Essigsäure-Lösung (pk S = 4.76)! 0.1 M HCl: starke Säure ph = - lg[hcl] = 1 1 M CH 3 CH: schwache Säure ph = 0.5 (pk S - lg[ch 3 CH]) = 2.38 d) Was für Lösungen stellen sogenannte Puffersysteme dar? Geben Sie je ein Beispiel für einen sauren und einen basischen Puffer an! Puffer: Lösung aus schwacher Säure (Base) und korrespondierender Base (Säure) im Verhältnis 1:1 Bsp. sauer: CH 3 CH / CH 3 C - Bsp.basisch: NH 3 / NH 4 + Frage 12 [11P] a) Was besagt der 1. Hauptsatz der Thermodynamik? Gesetz der Erhaltung der Energie: Energie kann nur von einer Form in eine andere umgewandelt werden, sie kann weder entstehen noch vernichtet werden b) Formulieren Sie die Gleichung für isobare Zustandsänderungen gemäß dem 1. Hauptsatz! isobar: Δp = 0 ΔH = ΔU + p ΔV

8 Klausur zur Grundvorlesung Allg. und Anorg. Chemie vom Seite 8 von 9 c) Formulieren Sie die mathematische Beziehung, die den 2. Hauptsatz der Thermodynamik beschreibt! Wie heißt diese Gleichung? Benennen Sie alle darin auftretenden Größen! Gibbs-Helmholtz: ΔG = ΔH - T ΔS ΔG: Änderung der freien Enthalpie (Energie) ΔH: Änderung der Reaktionsenthalpie T: Temperatur ΔS: Änderung der Entropie d) Wann bezeichnet man einer Reaktion als exergonisch? wenn ΔG < 0 Frage 13 [7P] Sind folgende Aussagen richtig oder falsch: a) Ein Katalysator beschleunigt eine chemische Reaktion richtig b) Ein Katalysator verschiebt das Gleichgewicht einer Reaktion falsch c) Temperaturänderung verschiebt das Gleichgewicht einer Reaktion richtig d) Die Reaktionsgeschwindigkeit ist abhängig von der Temperatur richtig e) Bei einer Reaktion 1. rdnung ist die Reaktionsgeschwindigkeit konzentrationsunabhängig falsch f) Bei einer Reaktion 1. rdnung ist die Halbwertszeit konzentrationsunabhängig richtig g) Das Auflösen von Ammoniumnitrat in Wasser ist ein endothermer Vorgang, daher ist hier die Gitterenergie größer als die Solvatationsenergie richtig VIEL ERFLG!!!

9 Klausur zur Grundvorlesung Allg. und Anorg. Chemie vom Seite 9 von 9

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