Lösungen zu den Übungen zur Experimentalvorlesung AC

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1 Lösungen zu den Übungen zur Experimentalvorlesung AC 1. Stöchiometrisches Rechnen 1.1. n (S = mol n (S 8 = 0,5 mol 1.. n (P = 8 mol n (P = mol 1.3. m (P =,8 g m (P =,8 g m (P = 1, g 1.. m (1/3 As 3+ = 15 g 1.5. m (H = 0,09 g m (He = 0,18 g 1.6. m (H = 0,09 g m (Ne = 0,9 g 1.7. m (Ar = 1,8 g m (O = 1, g m (He = 0,18 g 1.8. m (N = 1,6 g m (C H = 1,6 g 1.9. V (H =, L V (He =, L m (Ar = 1,8 g δ (O = 1,3 g/l 1.1. δ (Cl = 3,17 g/l M (Th = 0,1 g/mol 1.1. m (P = 6, g n (S 8 = 0,35 mol m (Cr O 3 = 161,1 g m (Al = 5 g m (Fe = 100,8 g m (Al 3+ = 70 mg c (Al 3+ = 0,1 mol/l 1.0. m (Sb S 3 = 6,8 g V (H S = 1,3 L 1.1. V (SO = 8, L 1.. V (CO = 1000 L 1.3. V (H = 10,08 L 1.. V (Cl = 0,18 L 1.5. V (CO = 000 L. Atombau.1. P: 15, 16, 15 Pd: 6, 108, 6 Pr: 59, 59, 59.. V: 3, 8, 3 I : 53, 53, 53 Os : 76, 19, Cr:,, 8 Sr: 38, 88, 38 Zr: 0, 50, 0.. Ar: 18,, 18 Rh: 5, 103, 5 W: 7, 110, 7.5. Nb: 93, 1, 1 Yb: 70, 103, 70 Pb: 8, 07, 8.6. Na: 11, 1, 11 Y: 39, 39, 39 Au: 79, 197, m (Cl = 7,1 g 1

2 Fe + / 58 Fe + : nein, ja 56 Fe + / 58 Fe 3+ : ja, nein 56 Fe + / 59 Co 3+ nein, ja 5 Fe/ 5 Cr: ja, nein.8. 16, 18, 0, , 8,, 0.10., 36, 3, , 8, 5, , 6, 5, , 10, 76, 76.1., 0, 5, , 30, 8, 5.16., 0, 5, Pd + / 106 Pd + : nein, ja, ja 3 Na/ 39 K: nein, nein, ja 3 S / 0 Ca + nein, ja, ja.18. Valenzelektronenkonfiguration: ns²np³; wobei n für die jeweilige Periode steht Es kann 3 e aufnehmen oder 5 abgeben..19. Cl: 3s²3p 5 ; nimmt ein e auf Ar: 3s²3p 6 ; ist inert K: s 1 ; gibt ein e ab.0. ClF 3 : +III I, SbCl 5 : +V I, CaH : +II I, H 3 N: +I III, BaO : +II I OsO : +VIII II, SO : +IV II, KO : +I 0,5, H S: +I II, BaH : +II I P O 10 : +V II, Na 3 P: +I III, S O 6 : +V II, Na S : +I I, N O: +I II.1. NO : +IV III, NO 3 : +V II, NH 3 : III +I, Fe O 3 : +III II, Mg 3 N : +II III O F : +I I, H N : +I II, PO 3 : +V II, N O: +I II, OF : +II I P O 10 : +V II, S O 3 : +II II, S Cl : +I I, ClF 3 : +III I, KO : +I 0,5.. Li O: +I II, Na O : +I I, CsO 3 : +I 1/3, OsO : +VIII II, Cl O 7 : +VII II CO: +II II, Na O: +I II, TiCl 3 : +III I, P O 10 : +V II, S O 6 : +,5 II As O 6 : +III II, SF 6 : +VI I, P O 7 : +V II, ICl : +III I, S F : +I I.3. S O : +III II, AlCl : +III I, AlH : +III I, XeF 6 : +VI I, C O : +III II FeCl : +III I, SO : +IV II, SO : +VI II, PO 3 : +V II, CO 3 : +IV II ClO : +VII II, ClO : +I II, S Cl : +I I, CaH : +II I, SO 3 : +VI II Chemische Bindung 3.1. CO : linear, sphybridisiert NO : gewinkelt, sp²hybridisiert 3.. NO 3 : trigonalplanar, sp²hybridisiert SiF : tetraedrisch, sp³hybridisiert 3.3. Orbitale s, p x, p y, p z sowie Hybridorbitale sp, sp², sp³ 3.. PF 3 : trigonalpyramidal, sp³hybridisiert SF : gewinkelt, sp³hybridisiert

3 3.5. BBR 3 : trigonalplanar, sp²hybridisiert AsBr 3 : trigonalpyramidal, sp³hybridisiert 3.6. Kovalente Bindung, Ionenbindung, Metallische Bindung 3.7. CO 3 : trigonalplanar, sp²hybridisiert SO 3 : trigonalpyramidal, sp³d²hybridisiert 3.8. NO 3 : trigonalplanar, sp²hybridisiert ClO 3 : trigonalpyramidal, sp³d²hybridisiert 3.9. NaCl: Ionenbindung HCl: polarisierte kovalente Bindung. Konzentrationsangaben und Herstellen von Lösungen.1. V (NaOH = 100 ml.. V (HNO 3 =,5 ml.3. V (HCl = 100 ml V (HCl = 10 ml.. m (KMnO = 1,58 g 5. Massenwirkungsgesetz 5.1. K c c²( SO3 = ; c²( SO c( O K p = p²( SO c ( SO p²( SO RT = ( p( O c ( SO c( O Druckerhöhung => Gleichgewicht verschiebt sich nach rechts Temperaturerhöhung => Gleichgewicht verschiebt sich nach links c ( H p ( H c ( H K c = ; K p = = ( RT = K c c ( H O p ( H O c ( H O K c = ; K p = = ( RT c( CO p( CO c( CO 5.. Die Gleichgewichtskonzentration von Ammoniak ändert sich um den Faktor m (Pb + = 0,7 mg 5.6. V (H O = 10 6 m³ 5.7. m (Ba + = 1,37 mg m (Ba + = 1,37 * 10 mg 5.8. m (Ba + = 1,37 mg 5.9. m (Pb + = 0 mg m (Pb + = 0, mg m (Ag + = 1 mg m (Ag + = 10 3 mg 3

4 6. Säure/Base Reaktionen 6.1. H 3 O +, H O, HPO H SO, NH +, HI HSO, NH 3, OH HCO 3, [Al(H O 6 ] 3+, H PO 6.. HSO, HClO, HF PH +, H CO 3, H PO HBrO, H 6 TeO 6, H SO 3 HS, H SO 3, HClO HSO, N 3, [Fe(H O 5 OH] + CO 3, HS, NH 3 H 5 TeO 6, [Fe(H O 5 OH] +, S HSO 3, OH, HCO HPO, H 6 SbO 6, H AsO 3 H PO, [Al(H O 5 OH] +, IO SO, N 3, H O PO 3, S, H 5 TeO HSO : ja, ja, ja H 6 TeO 6 : ja, nein, nein S : nein, ja, nein H O: ja, ja, ja 6.6. O : nein, ja, nein OH : ja, ja, ja HSO 3 : ja, ja, ja H 3 O + : ja, nein, nein 6.7. H 3 PO : ja, nein, nein H PO : ja, ja, ja HPO : ja, ja, ja PO 3 : nein, ja, nein 7. phwert Berechnungen 7.1. Kw = c(h 3 O + c(oh = 10 1 mol²/l² ph = lg c(h 3 O + = lg Kw = starke Säure: ph = lg c(ha = lg c(h 3 O + starke Base: poh = lg c(b = lg c(oh => ph = 1 poh 7.3. mittelstarke/schwache Säure: ph = ½ (pk S lg c(ha mittelstarke/schwache Base: poh = ½ (pk S lg c(b => ph = 1 poh 7.. ph (KCl = 7 ph (KOH = 13 ph (NH 3 = ph (KJ = 7 ph (HCl = 1 ph (HAc = ph (HCN = ph (HCl = ph (HCN = 5, ph = ph = ph = n (HPO = 0,5 mol 7.1. ph = ph = 11, 7.1. ph = ph = 7 8. RedoxReaktionen , 1, 1, 3,, 3 1,, 1, 1, 8.., 5, 3, 6, 5, 1, 3, 5, 6,, 5, , 1, 1, 1,, 3 3, 6, 5, 1, 3

5 8.. 1,, 1 5, 1, 6, 3, 9, 1, 3,, 1, , 3,, 1,, 1, 1, 1,, 1, 1, 8.6., 1,, 6,, 3 1, 5, 6, 3, , 5, 1, 1,, 3, 3,, 5, 8.8., 3,, 5,, 6, 5, 6,, 5, ,, 1, 3, 1,, 1, 5, 6,, 5, , 1, 1,,, 1, 3, 6, 5, 1, ,, 1, 3, 3,, 6 1,,, 1,, , 9, 1, 6, 1, 5, 8, 3, 10, 6, , 1, 1, 1,, 1, 1,,, 1,, , 3,, 3,, 3, 8, 9, NO 3 : OxMittel NH : RedMittel NO : Ox und RedMittel IO : OxMittel I : RedMittel I : Ox und RedMittel HCl: RedMittel HClO : Ox und RedMittel HClO : OxMittel KClO : OxMittel KCl: RedMittel Cl : Ox und RedMittel ClO : Ox und RedMittel NaCl: RedMittel NaClO 3 : Ox und RedMittel NaClO : OxMittel 8.0. H : RedMittel H : Ox und RedMittel H + : OxMittel 8.1. Sym/Komproportionierung 8.. Disproportionierung 8.3. Disproportionierung 8.. Sym/Komproportionierung 8.5. O: s²p 5 ; nimmt 1e auf, Ox Mittel Ne: s²p 6 ; inert Mg: 3s²; gibt e ab, RedMittel 8.6. Br: s²p 5 ; nimmt 1 e auf, Ox Mittel Kr: s²p 6 ; inert Rb: 5s 1 ; gibt 1e ab, RedMittel 8.7. Cl: 3s²3p 5 ; nimmt 1 e auf, Ox Mittel Ar: 3s²3p 6 ; inert K: s 1 ; gibt 1e ab, RedMittel 5

6 9. Komplexchemie 9.1. Hg + hat 5d10 Konfiguration, das I hat voll besetzte 5 p Orbitale. Das Hg + kann als LewisSäure reagieren und freie Orbitale für eine Bindung zur Verfügung stellen. Dies können sowohl 6s, 6p oder 5dz Orbitale sein, die dann zur Bildung eines linearen HgI Komplexes genutzt werden. Das I Teilchen stellt je ein Elektronenpaar zur Verfügung und reagiert als LewisBase. Es entsteht ein Komplex. 9.. BF 3 verfügt über ein nicht besetztes porbital und kann mithin als LewisSäure, das Fluoridion hat freie Elektronenpaare und kann als LewisBase, Elektronenpaardonator, fungieren. Es bildet sich ein BF Komplex. 6

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