Studienbegleitende Prüfung Anorganisch-Chemisches Grundpraktikum WS 2005/

Transkript

1 Klausur zum Anorganisch-Chemischen Grundpraktikum vom Seite 1 von 10 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 1-12; Anhänge 1 und 2) 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 NaOH 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(OH) 2 fällt aus

2 Klausur zum Anorganisch-Chemischen Grundpraktikum vom Seite 2 von 10 c) Was versteht man unter temporärer und permanenter Wasserhärte? temporäre Härte (Carbonathärte): in Wasser gelöste Hydrogencarbonate von Calcium und Magnesium Ca(HCO 3 ) 2 und Mg(HCO 3 ) 2 permanente Härte (Nichtcarbonathärte): alle anderen in Wasser gelösten Salze von Calccium und Magnesium d) Zeichnen Sie die Lewis-Formel des in der Maßlösung enthaltenen Komplexbildners! NaO OH O O N N O O HO ONa 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 10 Frage 2 [5P] Welche Flammenfärbung zeigen folgende Elemente? a) Lithium rot b) Barium grün c) Kalium violett Welche Hilfsmittel zur genaueren Beobachtung der Flammenfärbung standen Ihnen im Praktikum zur Verfügung? Cobaltglas Spektrometer Frage 3 [11P] Benennen Sie folgende Verbindungen und geben Sie die jeweiligen Oxidationsstufen des Schwefels an! Verbindung Benennung Oxidationszahl(en) H 2 SO 4 Schwefelsäure +VI Na 2 SO 3 Natriumsulfit +IV SO 3 Schwefeltrioxid +VI Na 2 S 2 O 3 Natriumthiosulfat -I / +V [3P] PbS Bleisulfid -II S 8 Schwefel 0

4 Klausur zum Anorganisch-Chemischen Grundpraktikum vom Seite 4 von 10 Frage 4 [6P] Wie lautet die jeweilige Reaktionsgleichung für den im Praktikum durchgeführten qualitativen Nachweis von a) Ammonium-Ionen, NH OH - NH 3 + H 2 O b) Blei-Ionen? Pb 2+ + S 2- PbS 2 oder Pb 2+ + CrO 4 2- PbCrO 4 c) Eisen(II)-Ionen, Fe 2+ + [Fe(CN) 6 ] 3- Fe[Fe(CN) 6 ] - (Berliner Blau) Frage 5 [6P] Welche Reaktionen treten bei der Umsetzung folgender Verbindungen auf (Reaktionsgleichung) und warum? a) Cl - + Br 2 keine Reaktion aufgrund der Redoxpotentiale (Cl 2 /Cl - ist positiver) b) Cr 2 O PbO 4 keine Reaktion beide liegen in ihrer höchsten Oxidationsstufe vor

5 Klausur zum Anorganisch-Chemischen Grundpraktikum vom Seite 5 von 10 c) 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 Oxidationsmittel 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 ) I S 2 O I - + S 4 O 6 2- b) Welcher Indikator wird verwendet und wodurch wird das Erreichen des Äquivalenzpunktes visualisiert? Stärke Farbumschlag blau farblos c) Welche Verfahrensfehler können auftreten? S 2 O Lösung nicht haltbar (Zers. durch CO 2, O 2, S-Bakterien) Cu 1+ wird durch Luftsauerstoff oxidiert

6 Klausur zum Anorganisch-Chemischen Grundpraktikum vom Seite 6 von 10 Frage 7 [4P] Welchen ph-wert besitzt eine 0,5 mm wässrige Magnesiumhydroxid-Lösung? Mg(OH) 2 Mg OH - [OH - ] = 2 [Mg(OH) 2 ] = 1 mm ( = 10-3 mol/l) [H 3 O + ] [OH - ] = K W = mol/l [H 3 O + ] = mol/l ph = 11 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 = 8.21 zu erhalten? ph log + 4 = pk S log = pk S ph = = = 10 [NH 4 + ] = 10 [NH 3 ] = 0.5 mol/l m = n M = c V M = 0.5 mol/l 1 l 77 g/mol = 38.5 g Frage 9 Wieviel mol CaF 2 (L P = Calciumfluoridlösung bei 25 C? mol 3 /l 3 ) lösen sich in einer gesättigten muß ich jetzt nicht erklären...???

7 Klausur zum Anorganisch-Chemischen Grundpraktikum vom Seite 7 von 10 Frage 10 [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 HCl und andererseits von CH 3 COOH eignet (Bitte ankreuzen)! HCl CH 3 COOH Methylorange Bromthymolblau Phenolphthalein Frage 11 [5P] Beim Auflösen von KNO 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 KNO 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 10 Frage 12 [15P] 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 [ Ox] [ Red] b) Lambert-Beersches Gesetz E = ε c d E: Extinktion e: Extinktionskoeffizient c: Konzentration d: Schichtdicke d) Arrhenius-Gleichung k = A exp (-E a /RT) k: Reaktionsgeschwindigkeit A: präexponentieller Faktor E a : Aktivierungsenergie R: allgemeine Gaskonstante (im Leben KEINE Rydberg-Konstante) T: Temperatur

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

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