Studienbegleitende Prüfung Anorganisch-Chemisches Grundpraktikum WS 2005/

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1 Nachklausur zum Anorganisch-Chemischen Grundpraktikum vom Seite 1 von 10 Punkte: von 98 Studienbegleitende Prüfung Anorganisch-Chemisches Grundpraktikum WS 2005/ Matrikelnummer: Name: Vorname: Bitte eintragen: Fachsemester: Bitte ankreuzen: Diplom BSc Biologie Molekulare Zellbiologie Bitte prüfen Sie Ihre Klausur sofort auf Vollständigkeit (Seiten 1-10; Aufgaben 1-13; Anhänge 1 und 2) und Lesbarkeit. Spätere Beanstandungen werden nicht berücksichtigt!!!! Frage 1 [9P] Wie lautet die jeweilige Reaktionsgleichung für den im Praktikum durchgeführten Nachweis von a) Calcium-Ionen, Ca 2+ + C Ca(C 2 4 ) [2P] b) Kupfer-Ionen, Cu NH H 2 [Cu(NH 3 ) 4 (H 2 ) 2 ] 2+ [3P] c) Sulfat-Ionen? S Ba 2+ BaS 4 [2P] d) Um welche Art von Reaktionen handelt es sich jeweils? a) + c): Fällungsreaktion b): Komplexbildungsreaktion [2P]

2 Nachklausur zum Anorganisch-Chemischen Grundpraktikum vom Seite 2 von 10 Frage 2 [11P] 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 Natriumsulfid -II [2P] S 2 Schwefeldioxid +IV [2P] Na 2 S 2 3 Natriumthiosulfat -I / +V [3P] S 2 Schwefel 0 [2P] Frage 3 [6P] Erklären Sie folgende Begriffe und geben Sie je ein Beispiel an! a) Photometrie Konzentrationsbestimmung, die auf der Messung der Absorption einer Lösung bei einer bestimmten Wellenlänge beruht Bsp. Fe + Bathophenanthrolin (λ = 536 nm) Cu + Cuprizon 1 (λ = 595 nm) Mn + Formaldoxim (λ = 450 nm) b) Konduktometrie Konzentrationsbestimmung, die auf der Änderung der Leitfähigkeit einer Lösung nach portionsweiser Zugabe einer Maßlösung beruht Bsp. H 2 S 4 + NaH

3 Nachklausur zum Anorganisch-Chemischen Grundpraktikum vom Seite 3 von 10 c) Komplexometrie Komplexbildungstitration; Titrationsmethode, die auf der Bildung von löslichen, wenig dissoziierten Komplexen beruht Bsp. Mg, Ca, (+ EDTA) Frage 4 [6P] Wie lautet die jeweilige Reaktionsgleichung für den im Praktikum durchgeführten qualitativen Nachweis von a) Ammonium-Ionen, NH H - NH 3 + H 2 [2P] b) Blei-Ionen? Pb 2+ + S 2- PbS 2 oder [2P] Pb 2+ + Cr 4 2- PbCr 4 c) Eisen(II)-Ionen, Fe 2+ + [Fe(CN) 6 ] 3- Fe[Fe(CN) 6 ] - (Berliner Blau) [2P] Frage 5 [4P] Welche Reaktionen treten bei der Umsetzung folgender Verbindungen auf (Reaktionsgleichung) und warum? a) I - + Cl 2 2 I - + Cl 2 I Cl - Cl 2 /Cl - hat positiveres Redoxpotential als I 2 /I - und Cl 2 wirkt daher als xidationsmittel

4 Nachklausur zum Anorganisch-Chemischen Grundpraktikum vom Seite 4 von 10 b) Cl keine Reaktion Cl 2 /Cl - hat positiveres Redoxpotential Cl 2 ist daher das stärkere xidationsmittel Frage 6 [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] 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

5 Nachklausur zum Anorganisch-Chemischen Grundpraktikum vom Seite 5 von 10 Frage 7 [5P] In einen Messkolben wird festes Magnesiumhydroxid (M 60 g/mol) gegeben und mit Wasser auf einen Liter aufgefüllt. Der ph-wert dieser Lösung ist 9. Wieviel Magnesiumhydroxid wurde eingewogen? Mg(H) 2 Mg H - [H 3 + ] [H - ] = K W = mol/l [H 3 + ] = 10-9 mol/l [H - ] = 10-5 mol/l [H - ] = 2 [Mg(H) 2 ] [Mg(H) 2 ] = 0.5 [H - ] = mm m = 0.3 mg Frage 8 [5P] Wieviel Gramm Ammoniumacetat (M = 77 g/mol) müssen Sie mit 0,05 M wäßriger Ammoniaklösung auffüllen, um 1l eines Puffers bei ph = zu erhalten? ph log + 4 = pk S log = pk S ph = = = 0.1 [2P] [NH 4 + ] = 0.1 [NH 3 ] = mol/l m = n M = c V M = mol/l 1 l 77 g/mol = g

6 Nachklausur zum Anorganisch-Chemischen Grundpraktikum vom Seite 6 von 10 Frage 9 [10P] a) Skizzieren Sie die Titrationskurve einer Essigsäurelösung mit Natriumhydroxidlösung! Beschriften Sie die Achsen und kennzeichnen Sie Äquivalenzpunkt, Neutralpunkt und Pufferbereich. Geben Sie die Reaktionsgleichung an! [7P] CH 3 CH + NaH Na + + CH 3 C - + H 2 ph 14 Äquivalenzpunkt 7 Neutralpunkt Pufferbereich V NaH b) Welchen Indikator haben Sie für diese Titration verwenden und warum? Welche Beobachtung wurde am Äquivalenzpunkt gemacht? [3P] Phenolphthalein weil ÄP im basischen liegt Farbumschlag: farblos - violett Frage 10 [6P] Wie lautet die Arrhenius-Gleichung? Zeichnen Sie das energetische Profil einer exothermen Reaktion mit einem Übergangszustand. Wie ändert es sich nach der Zugabe eines Katalysators? H Edukte Ea (ohne) Ea (mit) Produkte Arrhenius-Gleichung: k = A exp (-E a /RT)

7 Nachklausur zum Anorganisch-Chemischen Grundpraktikum vom Seite 7 von 10 Frage 11 [5P] Welche Aussage(n) zur Reaktionsgeschwindigkeit trifft (treffen) nicht zu (bitte ankreuzen)? a) Die Geschwindigkeitskonstante wird größer bei Temperaturerhöhung b) Je höher die Aktivierungsenergie einer Reaktion ist, desto schneller läuft die Reaktion ab c) Zwischen Reaktionsgeschwindigkeit und Temperatur besteht ein linearer Zusammenhang d) Die Reaktionsgeschwindigkeit bei gekoppelten Systemen wird durch diejenige Reaktion bestimmt, bei der die Geschwindigkeit am kleinsten ist e) Bei einer Reaktion 0. rdnung ist die Reaktionsgeschwindigkeit konzentrationsunabhängig 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]

8 Nachklausur zum Anorganisch-Chemischen Grundpraktikum vom Seite 8 von 10 Frage 13 [14P] Wie lauten folgende Gleichungen? Was bedeuten alle Konstanten und Parameter in der Arrhenius-Gleichung und im Lambert-Beerschen Gesetz? a) Nernst-Gleichung 0 0, ,303 R T ΔE = ΔE logq ΔE = ΔE logq n n F 0 E = E + 0,059 n log [ x] [ Red] [2P] b) Lambert-Beersches Gesetz E = ε c d [2P] E: Extinktion e: Extinktionskoeffizient c: Konzentration d: Schichtdicke c) Gibbs-Helmholtz-Gleichung ΔG = ΔH T ΔS ΔG: Änderung der freien Energie ΔH: Änderung der Reaktionsenthalpie T: Temperatur ΔS: Änderung der Entropie [2P] VIEL ERFLG!

9 Nachklausur zum Anorganisch-Chemischen Grundpraktikum vom Seite 9 von 10 Anhang 1: Säurekonstanten

10 Nachklausur zum Anorganisch-Chemischen Grundpraktikum vom Seite 10 von 10 Anhang 2: Redoxpotentiale