Chemisches Praktikum für Biologen

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1 Chemisches Praktikum für Biologen Klausur am Name: Vorname: Matrikelnummer: Aufgabe Maximale Punktzahl Erreichte Punktzahl Gesamt 24 Bestanden: Die Klausur besteht aus 11 Seiten. Bitte bei den folgenden Aufgaben jeweils die korrekte Antwort (A, B,...) bzw. den berechneten Wert (ohne Maßeinheit) in das vorgesehene Feld eintragen. Der Rechenweg wird nicht bewertet. Nur dokumentenechte Stifte (blau oder schwarz) verwenden. Erlaubtes Hilfsmittel: nicht-programmierbarer Taschenrechner. Zum Bestehen der Klausur müssen mindestens 12 Punkte erreicht werden. 1

2 1. Aufgaben zu Versuchstag 1: Säure-Base-Titrationen Aufgabe 1.1 Welche der folgenden Aussagen ist falsch? A) Titrationen beruhen auf der gegenseitigen Neutralisation von Säuren und Basen. B) Der Umschlagsbereich eines Indikators sollte dem Äquivalenzpunkt der Titration entsprechen. C) Bei der Titration von Zitronensäure mit Natronlauge liegt der Äquivalenzpunkt bei ph=7. D) Am Äquivalenzpunkt der Titration einer einprotonigen Säure mit einer einprotonigen Base entspricht die Stoffmenge der Säure genau der Stoffmenge der Base. Aufgabe 1.2 Mit welcher Näherungsformel können Sie den ph-wert einer wässrigen Salzsäurelösung berechnen? Die Konzentration der Säure sei cs. A) ph = 14 - pks B) ph = ½ (pks log cs) C) ph = - log cs D) ph = 14 - cs Aufgabe 1.3 Bei der Titration einer Probe verdünnter Salzsäure (HCl) wurden 10 ml 0.5 molare Natronlauge (NaOH) mit dem Faktor 0,98 verbraucht. Geben Sie die Masse (in g) der enthaltenen reinen Salzsäure an. 2

3 2. Aufgaben zu Versuchstag 2: Puffer und Ionenaustauscher Aufgabe 2.1 Warum verändert sich der ph-wert eines Ammonium/Ammoniak-Puffers (NH4 + /NH3) nach Zugabe von Salzsäure nicht? A) Weil Ammonium die Säure neutralisiert. B) Weil Ammoniak ein Proton von der Säure aufnimmt und selbst zu Ammonium reagiert. C) Weil Salzsäure in der Pufferlösung nicht löslich ist. D) Weil Ammoniak ein Proton an die Säure abgibt. Aufgabe 2.2 Welche der folgenden Aussagen zur Pufferkapazität eines Puffers ist falsch? A) Die Pufferkapazität eines Ammonium/Ammoniak-Puffers ist größer als die eines Essigsäure/Acetat-Puffers, weil dessen ph-wert höher ist. B) Je höher die Konzentration eines Puffers, desto höher seine Pufferkapazität. C) Die Pufferkapazität eines Puffers ist erschöpft, wenn das Verhältnis der Säure/Base-Konzentration den Wert 1 zu 10 (bzw. 10 zu 1) überschritten hat. D) Die Pufferkapazität sinkt, wenn man den Puffer verdünnt. Aufgabe 2.3 Berechnen Sie den ph-wert eines Essigsäure/Acetat-Puffers, der sowohl Essigsäure als auch Natriumacetat in der Konzentration 1 mol/l enthält. (pks(essigsäure) = 4.76) 3

4 3. Aufgaben zu Versuchstag 3: Komplexometrie Aufgabe 3.1 Welche der folgenden Aussagen ist falsch? A) Metallkomplexe bestehen aus einem zentralen Metallatom und daran gebundenen Liganden. B) Mehrzähnige Liganden binden deutlich schwächer an das gleiche Metall als vergleichbare einzähnige Liganden. C) Je stabiler ein Komplex ist, desto größer ist seine Komplexbildungskonstante. D) Die Komplexometrie ist ein quantitatives Verfahren zur Bestimmung der Konzentration von Metallionen in Lösung. Aufgabe 3.2 Welche Ladung besitzt das zentrale Metallatom im Komplex [Fe(CN)6] 4-? A) -1 B) +1 C) +2 D) +3 Aufgabe 3.3 Welche Gesamtladung besitzt ein Komplex aus einem Cu 2+ -Zentralatom mit vier Cyanidliganden (CN - )? A) -2 B) 0 C) +1 D) +2 4

5 4. Aufgaben zu Versuchstag 4: Analytik Aufgabe 4.1 Welche der folgenden Reaktionen ist eine Nachweisreaktion für Barium? A) Ba NO3 - Ba(NO3)2 B) Ba 2+ + SO4 2- BaSO4 C) Ba 2+ + C2O4 2- BaC2O4 D) Ba Cl - BaCl2 Aufgabe 4.2 Wie lautet das Löslichkeitsprodukt für Calciumoxalat? A) LP(CaC2O4) = [Ca + ] * 2 [C2O4 - ] B) LP(CaC2O4) = [Ca + ] 2 * [C2 + ] * [O4 2- ] C) LP(CaC2O4) = [Ca 2+ ] * [C + ] * [O 2- ] 4 D) LP(CaC2O4) = [Ca 2+ ] * [C2O4 2- ] Aufgabe 4.3 Welche der folgenden Aussagen ist falsch? A) Wenn das Löslichkeitsprodukt einer Verbindung überschritten ist, fällt ein Niederschlag aus. B) Kationen können aus einer Lösung durch Komplexsalzbildung entfernt werden. C) Je kleiner das Löslichkeitsprodukt, desto geringer ist die Löslichkeit des betreffenden Stoffes in einem Lösungsmittel. D) Durch Verwendung eines Überschusses an Fällungsmittel wird ein Niederschlag wieder aufgelöst. 5

6 5. Aufgaben zu Versuchstag 5: Redox-Reaktionen Aufgabe 5.1 Welche der folgenden Aussagen zu dieser Reaktion ist falsch? Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu A) Es handelt sich um eine Redoxreaktion. B) Die Oxidationszahl von Eisen bleibt unverändert. C) Kupfer nimmt Elektronen auf und wird reduziert. D) Die Oxidationszahl von Sauerstoff bleibt unverändert. Aufgabe 5.2 Welche Oxidationszahl besitzt das Manganatom in Kaliumpermanganat (KMnO4)? A) +I. B) +II. C) +IV. D) +VII. Aufgabe 5.3 Wie groß ist das Elektrodenpotential (in V) einer Fe 2+ /Fe-Elektrode, bei der eine Fe 2+ -Konzentration von 0.1 mol l -1 vorliegt? (E0(Fe/Fe 2+ ) = V) 6

7 6. Aufgaben zu Versuchstag 6: Präparative Organische Chemie Aufgabe 6.1 Bei einer Veresterung braucht man als Edukte A) einen Aldehyd und einen Alkohol. B) eine Carbonsäure und einen Alkohol. C) eine Carbonsäure und Wasser. D) einen Alkohol und Wasser. Aufgabe 6.2 Welche Aussage zu der alkalischen Esterhydrolyse ist falsch? A) Die Reaktion ist irreversibel. B) Als Edukte braucht man einen Carbonsäureester und einen Alkohol. C) Als Produkte entstehen ein Salz der Carbonsäure und ein Alkohol. D) Es ist keine Gleichgewichtreaktion. Aufgabe 6.3 Welche drei funktionellen Gruppen enthält folgendes Molekül? A) Aldehyd, Ester, primären Alkohol. B) Keton, Ether, sekundären Alkohol. C) Ester, Ether, Carbonsäure. D) Phenol, Ether, sekundären Alkohol. 7

8 7. Aufgaben zu Versuchstag 7: Analytische Organische Chemie Aufgabe 7.1 Welche Stoffklasse ergibt in der Reaktion mit Cerammoniumnitrat einen roten Komplex? A) aromatische Aldehyde B) aliphatische Aldehyde C) Alkohole D) Alkene Aufgabe 7.2 Welche der folgenden Verbindungen reagiert (bei Raumtemperatur) nicht mit 2,4- Dinitrophenylhydrazin? A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 Aufgabe 7.3 Welche Aussage zu Stereoisomeren ist falsch? A) Enantiomere verhalten sich zueinander wie Bild und Spiegelbild. B) Ein Kohlenstoffatom, das vier verschiedene Substituenten trägt, bezeichnet man als Chiralitätszentrum. C) Diastereomere weisen die gleichen physikalischen Eigenschaften auf. D) L- und D-Weinsäure sind zwei Enantiomere. 8

9 8. Aufgaben zu Versuchstag 8: Adsorption und Chromatographie Aufgabe 8.1 Ordnen Sie die Lösungsmittel nach steigender Polarität: A) Ethanol, Ethylacetat, Wasser, Pentan B) Pentan, Ethanol, Wasser, Ethylacetat C) Ethylacetat, Ethanol, Wasser, Pentan D) Pentan, Ethylacetat, Ethanol, Wasser Aufgabe 8.2 Welche der folgenden Aussagen ist falsch? A) Moleküle mit keinem bzw. einem nur sehr schwach ausgeprägten Dipolmoment sind unpolar. B) Polare Stoffe lösen sich gut in polaren Lösungsmitteln. C) Bei der Säulenchromatographie wandern die polaren Komponenten schneller durch die Säule, weil das Säulenmaterial (Kieselgel) ebenfalls polar ist. D) Bei allen chromatographischen Verfahren wird eine mobile Phase an einer stationären Phase vorbeibewegt. 9

10 Aufgabe 8.3 Sie wollen aus den Edukten A und B ein Produkt C herstellen. Nach dem Ende der Reaktion führen Sie eine DC-Probe durch. Dazu tragen Sie auf Feld A und B jeweils die reinen Edukte auf, auf Feld C die Reaktionslösung. Welche der folgenden Aussagen ist korrekt? A) Die Reaktion ist vollständig abgelaufen und beendet. Das Produkt liegt als Reinstoff vor. B) Die Reaktion ist beendet, aber unvollständig abgelaufen. Im Endprodukt sind noch beide Ausgangsstoffe enthalten. C) Die Reaktion ist abgeschlossen. Die Ausgangsstoffe wurden vollständig umgesetzt. Neben dem Produkt sind Verunreinigungen durch entstandene Nebenprodukte nachzuweisen. D) Die Reaktion ist beendet. Das Edukt B wurde vollständig umgesetzt, Edukt A ist jedoch noch im Endprodukt enthalten. 10

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