Studienbegleitende Prüfung Anorganisch-Chemisches Grundpraktikum WS 2007/

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1 Klausur zum Anorganisch-Chemischen Grundpraktikum vom Seite 1 von 12 Punkte: von 94 Studienbegleitende Prüfung Anorganisch-Chemisches Grundpraktikum WS 2007/ Matrikelnummer: Name: Vorname: Bitte eintragen: Bitte ankreuzen: Fachsemester: Diplom Biologie BSc Molekulare Zellbiologie Bitte prüfen Sie Ihre Klausur sofort auf Vollständigkeit (Seiten 1-11; Aufgaben 1-12; Anhänge 1 und 2, PSE) und Lesbarkeit. Spätere Beanstandungen werden nicht berücksichtigt!!!! Frage 1 [19P] Während des Praktikums wurde die Wasserhärte komplexometrisch bestimmt. a) Vervollständigen Sie hierzu folgende Tabelle! [8P] Titration von: Ca 2+ und Mg 2+ bei ph 10 Ca 2+ allein bei ph 13 ph-einstellung mit: NH + 4 /NH 3 - Puffer NaH Indikator: Eriochromschwarz T Chalconcarbonsäure Farbumschlag von nach: rot - blau rot - blau verwendete Maßlösung (Na 2 H 2 )EDTA (Na 2 H 2 )EDTA b) Weshalb kann Calcium auf diese Weise nicht bei ph-werten < 10 oder > 13 bestimmt werden? bei ph < 10: Stabilität des Ca 2+ - Indikatorkomplexes ist zu klein bei ph > 13: Ca(H) 2 fällt aus

2 Klausur zum Anorganisch-Chemischen Grundpraktikum vom Seite 2 von 12 c) Was versteht man unter temporärer und permanenter Wasserhärte? temporäre Härte (Carbonathärte): in Wasser gelöste Hydrogencarbonate von Calcium und Magnesium Ca(HC 3 ) 2 und Mg(HC 3 ) 2 permanente Härte (Nichtcarbonathärte): alle anderen in Wasser gelösten Salze von Calcium und Magnesium d) Zeichnen Sie die Lewis-Formel des in der Maßlösung enthaltenen Komplexbildners! Na H N N H Na [2P] e) Durch welche der nachfolgend aufgeführten Methoden kann Ca 2+ außerdem quantitativ bestimmt werden? Zutreffende bitte ankreuzen! Neutralisationstitration Redoxtitration Ionenaustauschchromatographie Gravimetrie Photometrie

3 Klausur zum Anorganisch-Chemischen Grundpraktikum vom Seite 3 von 12 Frage 2 [3P] Welche Flammenfärbung zeigen folgende Elemente? a) Lithium rot b) Barium grün c) Kalium violett Frage 3 [13P] Benennen Sie folgende Verbindungen und geben Sie die jeweiligen xidationsstufen des Schwefels an! Verbindung Benennung xidationszahl(en) H 2 S 4 Schwefelsäure +VI [2P] Na 2 S 2 3 Natriumthiosulfat -I / +V [3P] S 2 Schwefeldioxid +IV [2P] Na 2 S 3 Natriumsulfit +IV [2P] Ni 2 S 3 Nickelsulfid -II [2P] S 8 Schwefel 0 [2P]

4 Klausur zum Anorganisch-Chemischen Grundpraktikum vom Seite 4 von 12 Frage 4 [7P] Wie lautet die jeweilige Reaktionsgleichung für den im Praktikum durchgeführten qualitativen Nachweis von a) Ammonium-Ionen, NH H - NH 3 + H 2 [2P] b) Kupfer-Ionen? Cu NH H 2 - [Cu(NH 3 ) 4 (H 2 ) 2 ] 2+ [3P] c) Eisen(II)-Ionen, Fe 2+ + [Fe(CN) 6 ] 3- Fe[Fe(CN) 6 ] - (Berliner Blau) [2P] Frage 5 [8P] Während Ihres Praktikums wurde Kupfer iodometrisch bestimmt. a) Geben Sie die Reaktionsgleichungen an! 2 Cu I - 2 Cu + + I 2 (oder: 2 Cu I - 2 CuI + 2 I 2 ) [2P] I S I - + S [2P]

5 Klausur zum Anorganisch-Chemischen Grundpraktikum vom Seite 5 von 12 b) Welcher Indikator wird verwendet und wodurch wird das Erreichen des Äquivalenzpunktes visualisiert? Stärke Farbumschlag blau farblos c) Welche Verfahrensfehler können auftreten? S Lösung nicht haltbar (Zers. durch C 2, 2, S-Bakterien) Cu 1+ wird durch Luftsauerstoff oxidiert Frage 6 [5P] Bei welchen der nachfolgend angegebenen Systeme handelt es sich um Puffergemische (Bitte ankreuzen)? a) Ammoniumacetat / Essigsäure b) Wasser / Magnesiumhydroxid c) Ammoniumacetat / Ammoniak d) Kohlensäure / Natriumhydrogenphosphat e) Schwefelwasserstoff / Natriumhydrogensulfid

6 Klausur zum Anorganisch-Chemischen Grundpraktikum vom Seite 6 von 12 Frage 7 [4P] Welchen ph-wert besitzt eine Kaliumhydroxid-Lösung, für deren Herstellung 0,6 mg Kaliumhydroxid mit Wasser auf 400 ml aufgefüllt wurden? Geben Sie den Rechenweg an! KH K + + H - [H - ] = [KH] = = - - = 2,67x10-5 mol/l [H 3 + ] [H - ] = K W = mol/l [H 3 + ] = 3,74x10-9 mol/l ph = 9,43 Frage 8 [6P] Wieviel Gramm Natriumacetat müssen Sie mit 0,5 M Essigsäure auffüllen, um 200 ml eines Puffers bei ph = 4,3 zu erhalten? Geben Sie den Rechenweg an! - = pk S - ph = 4,76-4,3 = 0,46 = 10 0,46 [CH 3 CNa] = = 0,173 mol/l [2P] m = c V M = 0,173 mol/l 0,2 l 82 g/mol = 2,84 g

7 Klausur zum Anorganisch-Chemischen Grundpraktikum vom Seite 7 von 12 Frage 9 [6P] Methylorange (pk s = 3.8), Bromthymolblau (pk s = 6.8) und Phenolphthalein (pk s = 9.0) finden häufig Anwendung als Säure-Base-Indikatoren. Entscheiden Sie, welche(r) dieser Indikatoren sich generell für die quantitative Bestimmung von einerseits H 2 S 4 und andererseits von Hydrogenphosphat eignet (Bitte ankreuzen)! H 2 S 4 Hydrogenphosphat Methylorange bei Titr. mit HCl [2P] Bromthymolblau [2P] Phenolphthalein bei Titr. mit NaH [2P] Frage 10 [5P] Beim Auflösen von KN 3 in Wasser kann eine Temperaturerniedrigung der Lösung gemessen werden. Erklären Sie diesen Sachverhalt! Lösungsenthalpie = Gitterenergie + Solvatationsenergie (Hydratationsenergie) Gitterenergie muß aufgewendet werden, Ionenkristall muß aufgebrochen werden; d.h. Gitterenergie ist > 0 Solvatationsenergie bedeutet Energiegewinn durch Solvatation gelöster Ionen; d.h. Solvatationsenergie ist <0 bei KN 3 ist die Gitterenergie größer als der Energiegewinn durch Solvatation Lösungsenthalpie > 0 Temperatur sinkt (da Energie aus der Umgebung abgezogen wird

8 Klausur zum Anorganisch-Chemischen Grundpraktikum vom Seite 8 von 12 Frage 11 [9P] a) Was beobachten Sie, wenn Sie kristallines Kaliumpermanganat mit konzentrierter Salzsäure versetzen? unter Knistern und Erwärmung entsteht ein grünliches, übelriechendes Gas [2P] b) Formulieren Sie die Reaktionsgleichung zu dieser Beobachtung! 2 KMn HCl 5 Cl MnCl KCl + 8 H 2 [2P] c) Was beobachten Sie, wenn Sie ein Stück farbiges Papier über diese Reaktionsmischung bringen? Papier entfärbt sich (wird gebleicht) d) Erklären Sie diese Beobachtung und formulieren Sie die relevante(n) Reaktionsgleichung(en)! Cl 2 + H 2 HCl + HCl HCl (+ Licht) HCl + [2P] unter Lichteinfluß zerfällt die unterchlorige Säure; der entstehende atomare (naszierende) Sauerstoff ist ein sehr starkes xidationsmittel, welcher die Farbstoffe oxidiert; diese xidationsprodukte sind farblos. [2P]

9 Klausur zum Anorganisch-Chemischen Grundpraktikum vom Seite 9 von 12 Frage 12 [9P] Zeichnen Sie die Lewis-Formeln (einschließlich aller Valenzelektronen) von N 3 - und Cr 5. Benennen Sie die Verbindungen und geben Sie für jedes Atom die xidationszahl an! Chrompentoxid (-peroxid) Nitrat [2P] -I -II Cr +VI -I -I -I -II -II N +V -II [2P] xidationszahlen [5P]

10 Klausur zum Anorganisch-Chemischen Grundpraktikum vom Seite 10 von 12 Anhang 1: Säurekonstanten

11 Klausur zum Anorganisch-Chemischen Grundpraktikum vom Seite 11 von 12 Anhang 2: Redoxpotentiale

12 Klausur zum Anorganisch-Chemischen Grundpraktikum vom Seite 12 von 12

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