Studienbegleitende Prüfung Anorganisch-Chemisches Grundpraktikum WS 2004/

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1 Klausur zum Anorganisch-Chemischen Grundpraktikum vom Seite 1 von 10 Punkte: von 84 Studienbegleitende Prüfung Anorganisch-Chemisches Grundpraktikum WS 2004/ Matrikelnummer: Name: Vorname: Bitte eintragen: Fachsemester: Fachrichtung: Bitte ankreuzen: 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 [6P] Geben Sie für folgende Verbindungen die Summenformel an: a) Kaliumdichromat K 2 Cr 2 O 7 b) Natriumthiosulfat Na 2 S 2 O 3 c) Braunstein MnO 2 d) Bleiacetat Pb(CH 3 COO) 2 e) Kaliumhexacyanoferrat(III) K 3 [Fe(CN) 6 ] f) Tetraaminkupfer(II)sulfat Dihydrat [Cu(NH 3 ) 4 ]SO 4 2 H 2 O - 1 -

2 Klausur zum Anorganisch-Chemischen Grundpraktikum vom Seite 2 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 [8P] Erklären Sie folgende Begriffe und geben Sie je ein Beispiel an! a) Photometrie Konzentrationsbestimmung, die auf der Messung der Absorption einer Lösung bei einer bestimmten Wellenlänge beruht Bsp. b) Gravimetrie die zu bestimmenden Ionen werden in Form einer schwerlöslichen Verbindung abgeschieden (Fällungsform), filtriert, gewaschen und nach dem Trocknen oder Glühen (Wägeform) gewogen [3P] Bsp

3 Klausur zum Anorganisch-Chemischen Grundpraktikum vom Seite 3 von 10 c) Potentiometrie Titrationsmethode, bei der die Konzentration eines Stoffes aus der Messung des Potentialverlaufes in Abhängigkeit des Reagenzzusatzes bestimmt wird Bsp. Frage 4 [5] Welche Reaktionen treten bei der Umsetzung folgender Verbindungen auf und warum? a) 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 b) Cl - + Br 2 keine Reaktion aufgrund der Redoxpotentiale Frage 5 [4P] Welchen ph-wert besitzt eine 0,05 mm wässrige Magnesiumhydroxid-Lösung? Mg(OH) 2 Mg OH - [OH - ] = 2 [Mg(OH) 2 ] = 0,1 mm ( = 10-4 mol/l) [H 3 O + ] [OH - ] = K W = mol/l [H 3 O + ] = mol/l ph =

4 Klausur zum Anorganisch-Chemischen Grundpraktikum vom Seite 4 von 10 Frage 6 [5P] Wieviel Gramm Natriumacetat (M = 83 g/mol) müssen Sie mit 0,2 M Essigsäure auffüllen, um einen Puffer vom ph-wert 5,76 zu erhalten? ph = pk S [CH3COOH] log [CH COO] 3 [CH3COOH] [CH3COOH] log = 1 = 0. 1 [CH COO] [CH COO] 3 [CH 3 COO] = [CH 3 COOH] / 0.1 = 2 mol/l m = n M = c V M = 2 mol/l 1 l 83 g/mol = 166 g 3 Frage 7 [12P] Eine angeblich 0.1 M Na 2 H 2 EDTA-Maßlösung wird mit Calciumcarbonat als Urtitersubstanz mittels Titration überprüft. a) Was ist eine Urtitersubstanz? Substanzen, aus denen sich durch direktes Abwägen exakte Maßlösungen herstellen lassen b) Es werden 750 mg Calciumcarbonat (M = 100 g/mol) in verdünnter Salzsäure aufgelöst* und auf 250 ml aufgefüllt. Jeweils eine Probe von 50 ml wird mit Puffer und dem Indikator Chalconcarbonsäure versetzt und bis zum Farbumschlag mit o.g. Maßlösung titriert*. Der Verbrauch ist jeweils 14,9 ml, 15,0 ml, 15,1 ml und 15,0 ml. Stimmt die angegebene Konzentration, welchen Titer hat die Maßlösung? n Ca = m Ca /M Ca = 0,75 g / 100 g/mol = 0,0075 mol c Ca = n Ca /V Ca = 0,0075 mol / 0,25 l = 0,03 mol/l ÄP: n Ca = n EDTA V Ca c Ca = V EDTA c EDTA c EDTA = (V Ca c Ca ) / V EDTA = (0,05 l 0,03 mol/l) / 0,015 l = 0,0015 mol / 0,015 l = 0,1 mol/l - 4 -

5 Klausur zum Anorganisch-Chemischen Grundpraktikum vom Seite 5 von 10 Konz. stimmt Titer = 1 c) Geben Sie die Reaktionsgleichungen der unter b) mit * gekennzeichneten Umsetzungen an. (1) CaCO HCl CaCl 2 + H 2 O + CO 2 (2) Na 2 H 2 EDTA + Ca 2+ Na 2 [CaEDTA] + 2 H + Frage 8 [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 - 5 -

6 Klausur zum Anorganisch-Chemischen Grundpraktikum vom Seite 6 von 10 Frage 9 [4P] Nennen Sie 2 verschiedene Methoden, die eine Bestimmung eines spezifischen Metalls in Anwesenheit weiterer Metallionen ermöglichen! Begründen Sie Ihre Angaben! (1) Photometrie möglich, da verschidene Metallionen bei verschiedenen λ max -Werten absorbieren (2) Komplexometrie aufgrund der ph-abhängigen Stabilität der verschiedenen Metallkomplexe kann Selektivität erreicht werden Frage 10 [5P] Gegeben sind folgende Redoxpaare: Zn/Zn 2+, Cr 3+ /Cr 2 O 7 2-, Fe/Fe 2+, Br - /Br 2, Mn 2+ /MnO 4 -. Welche der folgenden Aussagen trifft auf obige Redoxpaare in saurer Lösung nicht zu (bitte ankreuzen)? a) Cr 3+ wird von MnO 4 - zu Cr 2 O 7 2- oxidiert b) Br 2 ist das stärkste Oxidationsmittel c) Eisen reduziert Brom zu Bromid d) Br 2 läßt sich mit Cr 3+ zu Br - reduzieren e) MnO 4 - wird von Eisen reduziert - 6 -

7 Klausur zum Anorganisch-Chemischen Grundpraktikum vom Seite 7 von 10 Frage 11 [5P] Welche Aussage zur Reaktionsgeschwindigkeit trifft nicht zu (bitte ankreuzen)? a) Die Geschwindigkeitskonstante wird kleiner bei Temperaturerhöhung b) Je höher die Aktivierungsenergie einer Reaktion ist, desto langsamer läuft die Reaktion ab c) Zwischen Reaktionsgeschwindigkeit und Temperatur besteht ein linearer Zusammenhang d) Die Reaktionsgeschwindigkeit bei gekoppelten Systemen wird durch diejenige Reaktion bestimmt, bei der die Geschwindigkeit am größten ist e) Bei einer Reaktion 1. Ordnung ist die Reaktionsgeschwindigkeit konzentrationsunabhängig Frage 12 [17P] 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 - 7 -

8 Klausur zum Anorganisch-Chemischen Grundpraktikum vom Seite 8 von 10 c) Gibbs-Helmholtz-Gleichung ΔG = ΔH T ΔS 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 - 8 -

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

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