Kapiteltest 1.1. Kapiteltest 1.2

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1 Kapiteltest 1.1 a) Perchlorsäure hat die Formel HClO 4. Was geschieht bei der Reaktion von Perchlorsäure mit Wasser? Geben Sie zuerst die Antwort in einem Satz. Dann notieren Sie die Reaktionsgleichung. b) Was versteht man unter einer Base? Erklären Sie diesen Begriff in einem Satz. c) Welche Teilchen können als Base wirken? CH 3 NH 2, C 5 H 12, CH 3 OH, O 2? d) Schreiben Sie die Formeln von Kohlensäure und Schwefelsäure auf. Kapiteltest 1.2 a) Ameisensäure reagiert mit Wasser. Was geschieht bei der Reaktion? Geben Sie zuerst die Antwort in einem Satz. Dann notieren Sie die Reaktionsgleichung. b) Erklären Sie in einem Satz, was bei einer Säure/BaseReaktion geschieht. c) Welche Teilchen können als Säure wirken? C 5 H 12, CH 3 OH, OH, CH 3 CH 2 COOH? d) Wie heissen die Verbindungen mit den Formeln NH 3 und H 2 CO 3?

2 Kapiteltest 1.3 a) Iodwasserstoff (HI) ist eine Säure Was geschieht bei der Reaktion von Iodwasserstoff mit Wasser? Geben Sie zuerst die Antwort in einem Satz. Dann notieren Sie die Reaktionsgleichung. b) Was versteht man unter einer Säure? Erklären Sie diesen Begriff in einem Satz. c) Welche Teilchen können als Säure wirken? C 2 H 6, CH 3 CH 2 OH, ClO 4, H 2 S d) Wie heissen die Verbindungen mit den Formeln HCOOH und HNO 3? Kapiteltest 1.4 a) Fluorwasserstoff (HF) ist eine Säure Was geschieht bei der Reaktion von Fluorwasserstoff mit Wasser? Geben Sie zuerst die Antwort in einem Satz. Dann notieren Sie die Reaktionsgleichung. b) Was ist allen Säure/BaseReaktionen gemeinsam? Antworten Sie in einem Satz. c) Welche Teilchen können als Säure und als Base wirken? C 3 H 8, CH 3 OH, H 2 O, HS d) Wie heissen die Verbindungen mit den Formeln H 3 PO 4 und CH 3 COOH?

3 Kapiteltest 2.1 a) Nennen Sie je eine saure und eine alkalische Lösung aus dem Alltag. b) Was versteht man unter dem phwert? c) Berechnen Sie den phwert einer Salzsäure und einer Kalilaugelösung der Konzentration 0.2 mol/l. d) Berechnen Sie c(oh ) und c(h 3 O ) in Cola, wenn der phwert 2.5 beträgt. Kapiteltest 2.2 a) Gibt es mehr saure oder alkalische Proben im Alltag? b) Was versteht man unter dem pohwert? c) Berechnen Sie den phwert einer Natronlauge und einer Bromwasserstofflösung der Konzentration 0.5 mol/l. d) Berechnen Sie c(oh ) und c(h 3 O ) in Regenwasser, wenn der phwert 5.2 beträgt.

4 Kapiteltest 2.3 a) Sind Seifen und Waschmittellösungen eher sauer, alkalisch oder neutral? b) Vergleichen Sie die Messmethode mit phpapier mit der Messung mit dem ph Meter. Überlegen Sie sich zuerst 2 3 Kriterien für den Vergleich. c) Eine chemische Reaktion läuft nur ab, wenn c(oh ) > 10 4 mol/l ist. Wie überwachen Sie die Reaktion mit einem phmeter? d) Berechnen Sie c(oh ) und c(h 3 O ) in Duschgel, wenn der phwert 5.5 beträgt. Kapiteltest 2.4 a) Nennen Sie je eine saure und eine alkalische Lösung aus dem Alltag. b) Nennen Sie zwei Vorteile und zwei Nachteile der phmessung mit dem phmeter gegenüber dem phpapier. c) Sie haben eine Natronlauge der Konzentration 0.05 mol/l hergestellt. Sie sollen mit dem phmeter überprüfen, ob die Konzentration stimmt. d) Berechnen Sie c(oh ) und c(h 3 O ) in einer Bodenlösung, wenn der phwert 7.5 beträgt.

5 Kapiteltest 3.1 a) Was versteht man unter korrespondierenden Säuren und Basen? Geben Sie ein konkretes Beispiel an. b) Eine Lösung hat den ph = 3. Handelt es sich um eine Lösung einer starken oder schwachen Säure. Begründen Sie! c) Eine Lösung hat eine phwert von Wie können Sie herausfinden, ob es sich um eine Lösung von Ammoniak oder Natriumhydroxid handelt? d) Berechnen Sie den phwert einer SchwefelwasserstoffLösung, wenn c(h 2 S) = 0.01 mol/l ist. Kapiteltest 3.2 a) Vervollständigen Sie die folgende Reaktionsgleichung und bezeichnen Sie die korrespondierenden Säuren und Basen: 3 PO 4 HSO 3 b) Woran erkennt man eine sehr starke Säure bzw. eine schwache Säure? c) Sie haben 10.0 ml einer sauren Lösung einer starken Säure mit einem phwert von 2. Sie möchten sie so verdünnen, dass sie nachher einen phwert von 3 aufweist. Wie stark müssen Sie verdünnen? d) Berechnen Sie den phwert einer Lösung von Natriumacetat, wenn c(ch 3 COONa) = 0.05 mol/l ist.

6 Kapiteltest 3.3 a) Vervollständigen Sie die folgende Reaktionsgleichung und bezeichnen Sie die korrespondierenden Säuren und Basen: 2 CO 3 HSO 3 b) Woran erkennt man eine sehr starke Base bzw. eine schwache Base? c) Sie haben eine Lösung, die einen phwert von 3 aufweist. Wie können Sie einfach herausfinden, ob es sich um Salzsäure oder Ameisensäure handelt? d) Berechnen Sie den phwert einer Lösung von Natriumformiat, wenn c(coona) = 0.01 mol/l ist. Kapiteltest 3.4 a) Vervollständigen Sie die folgende Reaktionsgleichung und bezeichnen Sie die korrespondierenden Säuren und Basen: 2 SO 3 HSO 4 b) Was bedeutet der pk S? c) Eine Salzsäure und eine Essigsäurelösung haben den gleichen phwert von 4.0. Worin unterscheiden sich die beiden Lösungen? Untermauern Sie Ihre Argumentation mit einer Rechnung. d) Berechnen Sie den phwert einer Lösung von Natriumcyanid, wenn c(nacn) = 0.01 mol/l ist.

7 Kapiteltest 4.1 a) Vervollständigen Sie die folgende Reaktionsgleichung und geben Sie an, auf welcher Seite das Gleichgewicht liegt (gleiche Konzentrationen vorausgesetzt) NH 3 CH 3 COOH b) Welche Reaktionen laufen ab, wenn Phosphorsäure mit Ammoniak reagiert? Auf welcher Seite liegen die einzelnen Gleichgewichte? c) Was beobachten Sie, wenn Natriumcarbonat in Essig gegeben wird? Geben Sie die Reaktionsgleichung an. Kapiteltest 4.2 a) Vervollständigen Sie die folgende Reaktionsgleichung und geben Sie an, auf welcher Seite das Gleichgewicht liegt (gleiche Konzentrationen vorausgesetzt) NH 4 CH 3 COO b) Welche Reaktionen laufen ab, wenn Phosphorsäure mit Natriumhydrogensulfit (NaHSO 3 ) reagiert? Auf welcher Seite liegen die einzelnen Gleichgewichte? c) Sind die Ionen der Salze a) (NH 4 ) 2 CO 3 und b) NH 4 HCO 3 in wässriger Lösung nebeneinander beständig? Begründen Sie

8 Kapiteltest 4.3 a) Vervollständigen Sie die folgende Reaktionsgleichung und geben Sie an, auf welcher Seite das Gleichgewicht liegt (gleiche Konzentrationen vorausgesetzt) NH 3 H 2 S b) Welche Reaktionen laufen ab, wenn Phosphorsäure mit Natriumsulfit (Na 2 SO 3 ) reagiert? Auf welcher Seite liegen die einzelnen Gleichgewichte? c) Sind die Ionen der Salze a) (NH 4 ) 3 PO 4 und b) CH 3 COONH 4 in wässriger Lösung nebeneinander beständig? Begründen Sie! Kapiteltest 4.4 a) Vervollständigen Sie die folgende Reaktionsgleichung und geben Sie an, auf welcher Seite das Gleichgewicht liegt (gleiche Konzentrationen vorausgesetzt) H 2 PO 4 HCOOH b) Welche Reaktionen laufen ab, wenn Salpetersäure mit Natriumsulfat (Na 2 SO 4 ) reagiert? Auf welcher Seite liegen die einzelnen Gleichgewichte? c) Sind die Ionen der Salze a) (NH 4 ) 3 PO 4 und b) NH 4 HCO 3 in wässriger Lösung nebeneinander beständig? Begründen Sie!

9 Lösungen zum Kapiteltest 1.1 a) Ein Proton wird von der Säure auf das Wasser übertragen: HClO 4 H 2 O ClO 4 H 3 O b) Basen sind Teilchen, die über nichtbindende Elektronenpaare Protonen aufnehmen können. c) Diese Teilchen können als Base wirken: CH 3 NH 2, CH 3 OH, O 2 d) Kohlensäure: H 2 CO 3, Schwefelsäure: H 2 SO 4 Lösungen zum Kapiteltest 1.2 a) Ein Proton wird von der Säure auf das Wasser übertragen: HCOOH H 2 O HCOO H 3 O b) Bei einer Säure/BaseReaktion überträgt die Säure ein Proton auf die Base. c) Diese Teilchen können als Säure wirken: CH 3 OH, OH, CH 3 CH 2 COOH d) NH 3 Ammoniak, H 2 CO 3 Kohlensäure Lösungen zum Kapiteltest 1.3 a) Proton wird von der Säure auf das Wasser übertragen: HI H 2 O I H 3 O b) Eine Säure ist ein Teilchen, das ein Proton an eine Base abgeben kann. Oder: Eine Säure ist ein Protonenspender. c) Welche Teilchen können als Säure wirken? CH 3 CH 2 OH, H 2 S d) HCOOH Ameisensäure, HNO 3 Salpetersäure Lösungen zum Kapiteltest 1.4 a) Ein Proton wird von der Säure auf das Wasser übertragen: HF H 2 O F H 3 O b) Bei einer Säure/BaseReaktion findet eine Protonenübertragung von der Säure auf die Base statt. c) Als Säure und als Base können wirken: CH 3 OH, H 2 O, HS d) H 3 PO 4 Phosphorsäure, CH 3 COOH Essigsäure

10 Lösung zum Kapiteltest 2.1 a) Die meisten Lösungen im Alltag sind mehr oder weniger sauer (oder neutral), alkalisch sind z.b. Seifenlösungen b) Der phwert gibt an, wie sauer oder alkalisch eine Lösung ist. Als Formel ph = lg c(h 3 O ) c) Salzsäure (HCl(aq)) ph 0.7; Kalilaugelösung (KOH(aq)) poh = 0.7, ph = = d) c(h 3 O ) = mol/l = 3.2 * 10 3 mol/l, c(oh ) = mol/l = 3.2 * mol/l Lösung zum Kapiteltest 2.2 a) Die meisten Lösungen im Alltag sind mehr oder weniger sauer (oder neutral), alkalisch sind z.b. Seifenlösungen b) Als Formel poh = lg c(oh ), auch poh = 14 ph. Der pohwert gibt an, wie sauer oder alkalisch eine Lösung ist, wird aber in der Praxis nicht verwendet. c) Bromwasserstofflösung (HBr(aq)) ph 0.3; Natronlauge (NaOH(aq)) poh = 0.3, ph = = d) c(h 3 O ) = mol/l = 6.3 * 10 6 mol/l, c(oh ) = mol/l = 1.6 * 10 9 mol/l Lösung zum Kapiteltest 2.3 a) Seifen und Waschmittellösungen sind eher alkalisch b) Kriterien wären z.b. Genauigkeit, Kosten, Handhabung, Einsatzmöglichkeiten. Bei den Kosten und Handhabung schneidet das phpapier besser ab, bei Genauigkeit und Einsatzmöglichkeiten für alle Lösungen das phmeter. c) c(oh ) > 10 4 mol/l bedeutet poh < 4, d.h. der phwert mit dem phmeter überwacht muss immer ph > 10 sein. d) c(h 3 O ) = mol/l = 3.2 * 10 6 mol/l, c(oh ) = mol/l = 3.2 * 10 9 mol/l Lösung zum Kapiteltest 2.4 a) Die meisten Lösungen im Alltag sind mehr oder weniger sauer (oder neutral), alkalisch sind z.b. Seifenlösungen b) Vorteile des phmeters: Genauigkeit, funktioniert auch bei farbigen Lösungen; Nachteile: Kosten, Eichung notwendig, aufwendiger c) Natronlauge (NaOH(aq)) poh = 1.30, ph = = 12.7, d.h. Sie müssen eine ph = 12.7 messen. d) c(h 3 O ) = mol/l = 3.2 * 10 8 mol/l, c(oh ) = mol/l = 3.2 * 10 7 mol/l

11 Lösungen zum Kapiteltest 3.1 a) Unter korrespondierender Säure bzw. Base versteht man die Teilchen, die in einer Säure / Base Reaktion auseinander entstehen. Beispiel: H 2 O korrespondierende Säure OH korrespondierende Base b) Der phwert gibt nur eine Information über die Konzentration von H 3 O, aber nichts über die Konzentration der Säure. Eine Lösung mit ph = 3 ist sowohl mit einer starken (HCl) wie mit einer schwachen Säure (CH 3 COOH) herstellbar. c) Ammoniak ist eine schwache Base. Beim Verdünnen um den Faktor 10 würde sich der ph auf etwa 11.5 verringern. Bei der starken Base OH ergäbe die gleiche Verdünnung einen ph von d) Schwefelwasserstoff ist eine schwache Säure mit pk S = 7.06, ph = ½[pK S lg{c 0 (HA)}] = 4.53 Lösungen zum Kapiteltest 3.2 a) Vervollständigen Sie die folgende Reaktionsgleichung und bezeichnen Sie die korrespondierenden Säuren und Basen: PO 4 HSO 3 HPO 4 SO 3 korrespondierende Säure/BasePaare sind: HSO 2 3 / SO 3 und HPO / PO 4 b) Eine sehr starke Säure ist eine stärkere Säure als H 3 O und dissoziiert in Wasser vollständig (pk S < 1.74). Eine schwache Säure hat einen pk S > 4 und dissoziiert in Wasser nur sehr wenig. c) Sie müssen die Lösung um den Faktor 10 verdünnen, d.h. auf 100 ml. Das bedeutet, dass 90 ml Wasser zugegeben werden müssen. d) Natriumacetat ist das Salz der schwachen Base CH 3 COO pk B = 9.25 poh = ½[pK B lg{c 0 (B)}] = 5.28 ph = 14 poh = 8.72

12 Lösungen zum Kapiteltest 3.3 a) Vervollständigen Sie die folgende Reaktionsgleichung und bezeichnen Sie die korrespondierenden Säuren und Basen: 2 2 CO 3 HSO 3 HCO 3 SO 3 korrespondierende Säure/BasePaare sind: HSO 2 3 / SO 3 und HCO 2 3 / CO 3 b) Eine sehr starke Base ist eine stärkere Base als OH und nimmt in Wasser vollständig ein Proton auf (pk B < 1.74). Eine schwache Base hat einen pk B > 4 und nimmt in Wasser nur sehr zu einem geringen Ausmass Protonen auf. c) Sie verdünnen die Lösung um den Faktor 10 und messen den phwert. Im Falle von Salzsäure beträgt der neue phwert 4, im Falle von Ameisensäure ca d) Natriumformiat ist das Salz der schwachen Base COO pk B = poh = ½[pK B lg{c 0 (B)}] = 6.13 ph = 14 poh = 7.87 Lösungen zum Kapiteltest 3.4 a) Vervollständigen Sie die folgende Reaktionsgleichung und bezeichnen Sie die korrespondierenden Säuren und Basen: 2 2 SO 3 HSO 4 HSO 3 SO 4 korrespondierende Säure/BasePaare sind: HSO 2 3 / SO 3 und HSO 2 4 / SO 4 b) pk S ist der negative Logarithmus der Säurekonstanten K S und ist ein Mass für die Stärke einer Säure (je niedriger der pk S, desto stärker die Säure). c) Salzsäure (HCl(aq), sehr starke Säure) liegt vollständig als Cl und H 3 O vor. c(hcl(aq) = 10 ph = 10 4 mol/l. Essigsäure als schwache Säure ist wenig deprotoniert, d.h. um die gleiche c(h 3 O ) zu erhalten, muss die Konzentration an Essigsäure wesentlich grösser sein c(ch 3 COOH) = 5.6*10 4 mol/l (aus ph = ½[pK S lg{c 0 (HA)}] mit pk S = 4.75). d) Natriumcyanid ist das Salz der schwachen Base CN pk B = 4.60 poh = ½[pK B lg{c 0 (B)}] = 3.30 ph = 14 poh = 10.70

13 Lösungen zum Kapiteltest 4.1 a) NH 3 CH 3 COOH NH 4 CH 3 COO pk S1 = 4.75 pk S2 = 9.25 pk = = 4.5 K = , das Gleichgewicht liegt stark rechts b) H 3 PO 4 NH 3 H 2 PO 4 NH 4 pk S1 = 1.96 H 2 PO 4 2 NH 3 HPO 4 NH 4 pk S2 = HPO 4 NH 3 3 PO 4 NH 4 pk S3 = pk S (NH 4 ) = 9.25, d.h. die ersten beiden Gleichgewichte liegen rechts, das dritte links c) Es entsteht ein Gas: CO 2 Lösungsvorgang: Na 2 CO 3 H 2 O 2 Na (aq) CO 2 3 (aq) 2 CO 3 CH 3 COOH HCO 3 CH 3 COO HCO 3 CH 3 COOH CO 2 CH 3 COO Lösungen zum Kapiteltest 4.2 a) NH 4 CH 3 COO NH 3 CH 3 COOH pk S1 = 9.25 pk S2 = 4.75 pk = = 4.5 K = , das Gleichgewicht liegt stark links b) Lösungsvorgang für NaHSO 3 : Na (aq) HSO 3 (aq) H 3 PO 4 HSO 3 H 2 PO 4 H 2 SO 3 pk S1 = 1.96 H 2 PO 4 HSO 3 2 HPO 4 H 2 SO 3 pk S2 = HPO 4 HSO 3 3 PO 4 H 2 SO 3 pk S3 = pk S (H 2 SO 3 ) = 1.96, d.h. das erste Gleichgewicht ist ausgeglichen, die übrigen liegen links 2 c) a) (NH 4 ) 2 CO 3 H 2 O 2 NH 4 CO 3 2 NH 4 CO 3 NH 3 HCO 3 pk S1 = 9.25 pk S2 = Das Gleichgewicht liegt rechts, d.h. die Ionen liegen nicht nebeneinander vor. b) NH 4 HCO 3 H 2 O NH 4 HCO 3 NH 4 HCO 3 NH 3 H 2 CO 3 pk S1 = 9.25 pk S2 = 6.62 Das Gleichgewicht liegt links, d.h. die Ionen liegen nebeneinander vor.

14 Lösungen zum Kapiteltest 4.3 a) NH 3 H 2 S NH 4 HS pk S1 = 6.92 pk S2 = 9.25 pk = = 2.33 K = , das Gleichgewicht liegt stark rechts b) Lösungsvorgang für Na 2 SO 3 : 2 Na (aq) SO 2 3 (aq) H 3 PO 4 2 SO 3 H 2 PO 4 HSO 3 rechts H 3 PO 4 HSO 3 H 2 PO 4 H 2 SO 3 ausgeglichen H 2 PO 4 2 SO 3 2 HPO 4 HSO 3 ausgeglichen (links) H 2 PO 4 HSO 3 2 HPO 4 H 2 SO 3 links 2 HPO 4 2 SO 3 3 PO 4 HSO 3 links 2 HPO 4 HSO 3 3 PO 4 H 2 SO 3 links pk S1 (H 2 SO 3 ) = 1.96, pk S2 (HSO 3 ) = 7.00 pk S1 = 1.96 (H 3 PO 4 ), pk S2 = 7.21 (H 2 PO 4 ), pk S3 = (HPO 2 4 ) 3 c) a) (NH 4 ) 3 PO 4 H 2 O 3 NH 4 PO NH 4 PO 4 NH 3 HPO 4 pk S1 = 9.25 pk S2 = Das Gleichgewicht liegt rechts, d.h. die Ionen liegen nicht nebeneinander vor. b) CH 3 COONH 4 H 2 O CH 3 COO NH 4 CH 3 COO NH 4 CH 3 COOH NH 3 pk S1 = 9.25 pk S2 = 4.75 Das Gleichgewicht liegt links, d.h. die Ionen liegen nebeneinander vor. Lösungen zum Kapiteltest 4.4 a) H 2 PO 4 HCOOH H 3 PO 4 HCOO pk S1 = 3.75 pk S2 = 1.96 pk = = 1.79 K = , das Gleichgewicht liegt stark links b) Lösungsvorgang für Na 2 SO 4 : 2 Na (aq) SO 2 4 (aq) HNO 3 2 SO 4 NO 3 HSO 4 rechts HNO 3 HSO 4 NO 3 H 2 SO 4 links pk S (HNO 3 ) = 1.32, pk S1 (H 2 SO 4 ) = 3, pk S2 (HSO 4 ) = 1.92, 3 c) a) (NH 4 ) 3 PO 4 H 2 O 3 NH 4 PO NH 4 PO 4 NH 3 HPO 4 pk S1 = 9.25 pk S2 = Das Gleichgewicht liegt rechts, d.h. die Ionen liegen nicht nebeneinander vor. b) NH 4 HCO 3 H 2 O NH 4 HCO 3 NH 4 HCO 3 NH 3 H 2 CO 3 pk S1 = 9.25 pk S2 = 6.62 Das Gleichgewicht liegt links, d.h. die Ionen liegen nebeneinander vor.