Klausur zu Teil 1 des Wahlpflichtmoduls "Nanochemie" ( )

Größe: px

Ab Seite anzeigen:

Download "Klausur zu Teil 1 des Wahlpflichtmoduls "Nanochemie" ( )"

Anke Hochberg
vor 6 Jahren
Abrufe

1 1 ame... Matrikel-r.... Klausur zu Teil 1 des Wahlpflichtmoduls "anochemie" ( ) 20. Mai 2008 ( Uhr, R. 014) Schreiben Sie sauber und ordentlich! Für nicht lesbare Ausdrücke können leider keine Punkte vergeben werden. Tragen Sie zur Sicherheit auf jeden Klausurbogen Ihren amen und Ihre Matrikelnummer ein. Taschenrechner dürfen verwendet werden. Für Überlegungen und Berechnungen können die Rückseiten der Klausurbögen verwendet werden P 6 P 7 P 7 P 3 P 3 P 3 P 6 P 8 P Maximale Punktzahl = 50 Erreichte Punktzahl = Viel Erfolg!

2 Teil 1, Supramolekulare Chemie ). Schlagen Sie eine Synthese für das folgende Molekül vor. Erläutern Sie Ihre Synthesestrategien (stichwortartig) und geben Sie alle verwendeten Reagentien und Zwischenstufen an (5 P). Welche Anwendung ist für das Molekül denkbar (2 P)? H H Ts Ts ah H 3 /H 2 S 4 2 H 2 /Pd H 2 KtBu 2 Anwendung: UV/vis-schaltbares Komplexierungsreagenz für K + -Ionen (cis-trans Isomerie der Azo-Gruppierung) (2 P). trans h T cis K +

3 Teil 1, Supramolekulare Chemie ). Die berfläche von herkömmlichen Kieselgel soll kovalent mit Lariat-Kronenethern substituiert werden, um ionenselektive Chromatographie durchführen zu können. Geben Sie eine Synthese-Methode für das folgende Kieselgel an. Erläutern Sie Ihre Synthesestrategien (stichwortartig) und geben Sie alle verwendeten Reagentien und Zwischenstufen an (6 P). Si 2 Si H S 2 H 2 Ts Ts KH/DMF Ts H 2 S 4, T H Br K 2 C 3 /Aceton HSi(Et) 3 H 2 PtCl 6 Kieselgel Produkt Si(Et) 3

4 Teil 1, Supramolekulare Chemie ). Um die Löslichkeit einfacher Phthalocyanine in wässriger Lösung zu erhöhen, wurde folgendes Derivat entwickelt. Schlagen Sie eine Synthese dafür vor (6 P). Unter welchen Bedingungen dürfte das Phthalocyanin besonders gute Löslichkeit besitzen (1 P). Br 2 Fe Br Br CuC C C diglyme Cu 2+ T Cu In Gegenwart von a + besitzt das Phthalocyanin eine Ladung von +4 und ist damit in wässriger Lösung gut löslich.

5 Teil 1, Supramolekulare Chemie ). Wie wird Cucurbit[6]uril hergestellt (5 P)? Welche nichtkovalenten Bindungswechselwirkungen liegen in 1:1-Komplexen mit, -Diaminen in saurer Lösung vor (2 P)? R R H 2 H 2 + H H T - H 2 H H H H H H Glycoluril n Cucurbiturile CH 2, H 2 HCl Behrends Polymer 1. H 2 S 4, T 2. H 2, T Cucurbiturile (n = 5,6,7,8) 40-70% H 3 + H 3 hydrophobe Bindungstelle Kationen-Bindungstellen Ion-Dipol-Wechselwirkungen & H-Brücken-Bindungen 2 P

6 Teil 1, Supramolekulare Chemie ) Geben Sie ein typisches Beispiel für einen Koordinationskäfig an (3 P). 6) Kapselmoleküle können Reaktionen beschleunigen. ennen Sie mindestens drei Faktoren, die dabei eine wesentliche Rolle spielen (3 P)? Kapselmoleküle können Reaktionen durch folgende Effekte begünstigen: a) Preassoziation = Bildung eines Wirt-Gast-Komplexes (Zusammenbringen der Edukte) b) Räumliche ähe der reagierenden Gruppen c) Stabilisierung des Übergangszustands d) Erhöhung der effektiven Konzentration 7) Das basische Zinkacetet, [Zn 4 (Ac) 6 ], wird häufig als Baustein für die Synthese von MF s (metal-organic frameworks) eingesetzt. Skizzieren Sie die dessen Struktur! (3 P) CH 3 Zn Zn Zn CH 3 Zn + 4 weitere Acetatliganden über den anderen Flächen

7 Teil 1, Supramolekulare Chemie ) Mit welchen der folgenden Moleküle bildet Wasser keine Clathrate: He, e, H 2, Ar, Kr, Xe, Cl 2, Br 2, C 2, Ethan, Propan, n-heptan, Ethanol, MeH 2? Geben Sie jeweils eine kurze Begründung an (6 P) a) He, e, H 2 : Diese Moleküle sind zu klein. Sie können durch die Käfigwände diffundieren (2 P). b) Ethanol, H 3 : Alkohole und Amine bilden selber H-Brückenbindungen und stören somit den Aufbau der Wasser-Käfige (2 P). c) n-heptan: Das Molekül ist zu groß. Es passt nicht in die vergleichsweise kleinen Käfige (2 P). 9) Erklären Sie den hierarchischen Aufbau und die Stöchiometrie des natürlichen Methanhydrats (Stichworte 8 P). Wassermoleküle bilden via H-Brücken (H 2 ) 5 und (H 2 ) 6 -Ringe (2P) Die (H 2 ) 5 und (H 2 ) 6 -Ringe bauen 5 12, und Polyeder auf (2P) Die Strukturen der Hydrate ergeben sich durch Kombination der Polyeder (1P) Methanhydrat kristallisiert in der Struktur I (zwei 5 12 und sechs Polyeder) (2P) Alle Polyeder werden mit Methan-Molekülen besetzt. (1P) Es resultiert eine Stöchiometrie von 8:46 => [(CH 4 ) 8 (H 2 ) 46 ] bzw. [(CH 4 ) (H 2 ) 5.75 ] (1P)

8 Teil 2, anochemie... 8

Ähnliche Dokumente

Chemische Thermodynamik ENTROPIE LÖSUNGEN

Chemische Thermodynamik ENTROPIE LÖSUNGEN L-Üb29: Die Standardentropie der Edelgase steigt in regelmässiger Weise mit der molaren Masse. Diese schöne Regelmässigkeit kommt daher, dass die Edelgase nur Translationsenergie besitzen und keine Schwingungsenergie