Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am Main Institut für Pharmazeutische Chemie

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1 Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am Main Institut für Pharmazeutische Chemie Name: Matrikelnummer: Beurteilung: / Zwischenklausur zum Praktikum QUALITATIVE ANORGANISCHE ANALYSE Termin: 8. November 2004 Beantworten Sie die Fragen bitte präzise, vollständig und kurz. Achten Sie hierbei auf das Wesentliche. Begründen Sie Ihre Antworten und geben Sie, wenn möglich stets Reaktionsgleichungen und/oder Formeln an. Schreiben Sie bitte deutlich, leserlich und übersichtlich. Maximal erreichbare Punktezahl: 64 Zum Bestehen erforderliche Punktezahl: Teilgebiet I: 26 Teilgebiet II: 6 Teilgebiet I 1. Eine Reihe anorganischer Salze löst sich nicht in HCl conc, HNO 3conc oder Königswasser. Nennen Sie 4 Salze, die dem schwerlöslichen Rückstand zugeschlagen werden. 2. Ein Gefäß ist mit Pottasche beschriftet. Um welche Verbindung handelt es sich? Wie kann die Identität überprüft werden? (Reaktionsgleichungen!) (3 Punkte) 3. Welches Ion kann mit Neßlers Reagenz nachgewiesen werden? Beschreiben Sie die Durchführung der Reaktion (Reaktionsgleichung!). (1 Punkt) 4. Calcium kann mittels Oxalationen nachgewiesen werden. Welche Reaktionsbedingungen müssen gewählt werden um die Selektivität dieses Nachweises zu erhöhen? Begründen Sie kurz!

2 5. Bei der Fällung von Eisen(III)-chlorid mit Ammoniumsulfid in schwach alkalischer Lösung fällt neben schwarzem Eisen(II)-sulfid eventuell noch ein milchig-weißer Niederschlag aus. Um welchen Niederschlag handelt es sich? Geben Sie die vollständige Reaktionsgleichung für die Fällung von Eisen(III)-chlorid mit Ammoniumsulfid an! 6. Der Calciumnachweis als Calciumfluorid wird von Eisen(III)-Ionen gestört. Erklären Sie diesen Sachverhalt kurz! (1 Punkt) 7. Nennen Sie zwei Möglichkeiten des Chloridnachweises. Geben Sie, wenn möglich, Reaktionsgleichungen an. 8. Beschreiben Sie die Durchführung des Sodaauszuges! 9. Welche Kationen der Ammoniumsulfid-Gruppe bilden bei der Gruppenfällung mit Ammoniumsulfid in ammoniakalischer Lösung schwerlösliche Hydroxide? (1 Punkt)

3 10. Ordnen Sie bitte den in Liste 1 genannten Reagenzien die jeweils damit nachweisbaren Ionen in Liste 2 zu! Liste 1 Liste 2 (A) auf Lithium-Ionen Natriumhexanitrocobaltat(III) (B) auf Eisen-Ionen (C) auf Kalium-Ionen Natriumtetraphenylborat (D) auf Calcium-Ionen (E) auf Magnesium-Ionen 11. Welche Aussagen treffen zu? Der Nachweis von Oxalat mit Calcium-Ionen wird gestört durch 1) Sulfat 2) Phosphat 3) Fluorid 4) Acetat A) nur 1 B) nur 2 C) nur 3 D) nur 1, 2 und 3 E) nur 1, 3 und Welche der folgenden Anionen ergeben in essigsaurer Lösung schwerlösliche Bariumsalze? 1) Oxalat 2) Sulfit 3) Carbonat A) Keines der Anionen B) nur 1 C) nur 2 D) nur 2 und 3 sind richtig E) 1 bis 3 (alle) 13. Welche Aussagen treffen zu? Eine rote Flammenfärbung tritt auf, wenn folgende Verbindung in die nichtleuchtende Bunsenflamme gebracht wird: 1) Fe(OH) 3 2) LiCl 3) SrCl 2 4) NaCl 5) MgCl 2 (A) nur 2 (B) nur 1 und 2 (C) nur 2 und 3 (D) nur 4 und 5 (E) nur 1, 2, 3 und 5

4 14. Welche der folgenden Magnesiumverbindungen ist in Wasser am leichtesten löslich? A) Mg(OH) 2 B) MgNH 4 (PO 4 ) C) MgCrO 4 D) MgCO 3 E) Magnesiumoxinat 15. Welche der folgenden Methoden sind zur Identitätsprüfung von Mg 2+ -Ionen geeignet? 1) Fällung mit Hexacyanoferrat(II) und Ammoniumchlorid 2) Bildung eines blauen Niederschlags mit NaOH/Chinalizarin 3) Fällung als basisches Magnesiumcarbonat in alkalischer Lösung 4) Fällung mit (NH 4 ) 2 HPO 4 nach Pufferung mit NH 3 /NH 4 Cl A) nur 1 und 2 sind richtig B) nur 1 und 4 sind richtig C) nur 2 und 3 sind richtig D) nur 2 und 4 sind richtig E) nur 2, 3 und 4 sind richtig 16. Das chemische Symbol für Schwefel ist 32 16S. Welche Aussagen treffen zu? 1) Der Atomkern des Schwefels enthält 16 Protonen 2) Das häufigste Isotop im Schwefel hat 16 Neutronen im Atomkern 3) Elementarer Schwefel enthält 16 Elektronen in der Elektronenhülle 4) Die Elektronenkonfiguration des Schwefels im Grundzustand ist 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4 A) Nur 1 ist richtig B) Nur 2 ist richtig C) Nur 3 ist richtig D) Nur 2 und 3 sind richtig E) Alle Antworten sind richtig 17. Bei welcher der folgenden Reihen sind die Elemente korrekt nach steigender Elektronegativität angeordnet? A) H, C, N, O, F B) H, C, F, N, O C) Br, Cl, F, I D) Cl, S, Na, O, N E) K, Br, As, Ca 18. Welche Aussage zur Elektronegativität trifft nicht zu? A) Innerhalb einer Periode des Periodensystems nimmt die Elektronegativität von links nach rechts zu B) Innerhalb einer Gruppe des Periodensystems nimmt die Elektronegativität von oben nach unten ab C) In chemischen Bindungen führt eine hohe Differenz in der Elektronegativität der Bindungspartner zu unpolarer Bindung D) In chemischen Bindungen führt eine hohe Differenz in der Elektronegativität der Bindungspartner zu überwiegend ionischer Bindung E) Die Alkalimetalle haben alle Elektronegativitäten kleiner 2

5 19. Welches sind korrekte Darstellungsweisen der Elektronenkonfiguration des Kohlenstoffs im Grundzustand? 1) 1s 2 2s 2 2p 2 2) [He]2s 2 2p 2 3) [Ar]4s 2 4p 2 4) 1s 2 2s 2 2p 5 A) Nur 1 ist richtig B) Nur 2 ist richtig C) Nur 4 ist richtig D) Nur 1 und 2 sind richtig E) Alle Antworten sind richtig 20. Stellen Sie eine Reaktionsgleichung auf für die Oxidation von elementarem Chrom zum Chromat-Anion (CrO 2-4 ), nehmen Sie molekularen Sauerstoff als Oxidationsmittel an 21. Stellen Sie die Reaktionsgleichung auf für die Oxidation von Mn 2+ zum MnO 4 - mit PbO 2 im sauren Milieu auf. 22. Zeichnen Sie die (eine) Lewis-Molekülformel des: Nitrat-Ions Borat-Ions

6 23. Welche Aussage zum Massenwirkungsgesetz trifft nicht zu? A) Das Massenwirkungsgesetz beschreibt die chemische Reaktion im Gleichgewichtszustand B) Im Gleichgewichtszustand sind die Konzentrationen der beteiligten Stoffe konstant C) Im Gleichgewichtszustand ist verläuft die Hin- und die Rückreaktion mit der gleichen Geschwindigkeit D) Im Gleichgewichtszustand ist die Reaktion vollständig abgelaufen, das heißt weder Hin- noch Rückreaktion finden statt E) Der Gleichgewichtszustand ist temperaturabhängig 24. Welche Hybridisierung weist der Kohlenstoff im CH 4 Molekül auf? A) sp B) sp 2 C) sp 3 D) dsp 3 E) keine Hybridisierung 25. Welche Aussage ist trifft zu? Ordnen Sie zu: Liste 1 Liste 2 A) Linear CH 4 (Methan) B) Gewinkelt H 2 O C) trigonal-planar D) Tetraedrisch E) oktaedrisch 26. Auf welche Weise löschen Sie Personenbrände? Nennen Sie zwei Möglichkeiten 27. Ordnen Sie den genannten Stoffen die entsprechenden Gefahrensymbole zu: Schwefelsäure 20% Natronlauge 1M. Methanol Blei-IV-Oxid Ätzend, C Ätzend, C Leichtentzündlich, giftig, F/F+ und T/T+ Giftig, umweltgefährdend, T u. N

7 Teilgebiet II Geben Sie den vollständigen Rechengang zur Lösung der Aufgaben an. Vergessen Sie nicht auf die Angabe der Einheiten. Ergebnisse werden sonst nicht gewertet. 1) Berechnen Sie das Löslichkeitsprodukt eines schwerlöslichen Salzes vom Typ B 5 H 2 mit der Sättigungskonzentration des Salzes c(b 5 H 2 ) = 10-4 mol/l! Welche Masse löst sich von diesem Salz in 400ml Wasser? M W (B 5 H 2 ) = 750g/mol (3 Punkte)

8 2) Sie mischen 200 ml einer 20%igen Schwefelsäurelösung (? = 1,140 kg/l) mit 300 ml einer Salzsäurelösung (c = 8,81 mol/l;? = 1140 g/l). Danach füllen Sie mit Wasser auf 1 L Endvolumen auf. Berechnen Sie den Massenanteil an H 2 SO 4, HCl und Wasser in der fertigen Lösung! [M(HCl) = 36,5 g/mol] (3 Punkte)

9 3) Bei der Oxidation von Oxalsäure mit Kaliumpermanganat KMnO 4 in saurer Lösung entsteht Kohlenstoffdioxid CO 2. Das MnO 4 - reagiert dabei zu Mn 2+. Leitet man das entstandene Kohlenstoffdioxid in Wasser so bildet sich Kohlensäure H 2 CO 3. Die, bei der hier vorliegenden Reaktion, entstandene Kohlensäure lässt sich mit 0,3 mol NaOH neutralisieren. Berechnen Sie die Stoffmenge an Oxalsäure die der Ansatz enthalten hat, wenn 25%(n/n) des Kohlenstoffdioxids beim Überführen in das Wasser verloren gehen. Stellen Sie auch die korrekten Reaktionsgleichungen für die Redox- und die Neutralisationsreaktion auf! (3 Punkte)

10 4a) Wieviel Gramm Bleisulfat lösen sich in 1000L Wasser? 4b) Ihnen liegt eine Natriumsulfid-Lösung mit der Konzentration c = mol/l vor. Welches Volumen dieser Lösung müssen Sie zur gesättigten Lösung aus a) hinzugeben, um das gelöste Blei vollständig als Bleisulfid auszufällen? (Volumenänderung bleibt unberücksichtigt) K L (PbS) = 3*10-28 (mol/l) 2, K L (PbSO 4 ) = 6,3 * 10-7 (mol/l) 2, MW(PbSO 4 ) = 303,27 g/mol Alles Gute! (3 Punkte)