Übungsblatt 1 1. Wieviel Atome enthält 1.0 g Eisen? Wieviel Moleküle enthält 1.0 L Wasser (Dichte ρ = 1.0 g/cm 3 )? 2. Die Untersuchung von Pyrit zeigt, dass er zu 46.6 % aus Eisen und zu 53.4 % aus Schwefel besteht. Welche empirische Formel hat Pyrit? 3. A) Vervollständigen Sie die folgenden Reaktionsgleichungen mit den entsprechenden stöchiometrischen Faktoren! B) Geben Sie die Namen der fett gedruckten Verbindungen an! CH 3 SH + O 2 CO 2 + H 2 O + SO 2 N 2 H 4 + N 2 O 4 N 2 + H 2 O Ca 3 (PO 4 ) 2 + SiO 2 + C P 4 + CaSiO 3 + CO FeCl 2 + (NH 4 ) 3 PO 4 Fe 3 (PO 4 ) 2 + NH 4 Cl Mn(NO 3 ) 2 6 H 2 O MnO 2 + NO 2 + H 2 O 4. Wieviel Gramm Schwefel sind notwendig, um 100 g Zink vollständig zu Zinksulfid (ZnS) umzusetzen? 5. Eine Harnstofflösung wird hergestellt und anschließend verdünnt (Harnstoff = (NH 2 ) 2 CO). A) Wie groß ist die eingesetzte Stoffmenge, wenn 30 g Harnstoff eingewogen werden? B) Welche Konzentration hat die Ausgangslösung, wenn die eingewogene Menge in 250 ml Wasser gelöst wird? C) Sie entnehmen der Lösung 100 ml und verdünnen diese auf 4.00 10 1 L. Welche Konzentration hat die verdünnte Lösung? 1
Übungsblatt 2 6. 1.0 t Meerwasser enthält 27 kg NaCl. Wie groß ist der Massenanteil (Gew.-%) von NaCl, wie groß die Stoffmengenkonzentration? 7. Ermitteln Sie die stöchiometrischen Faktoren und vervollständigen Sie so die Reaktionsgleichungen (ersetzen Sie die Namen der Verbindungen durch die jeweilige Summenformel): a) Kupfer(II)-sulfat + KI Kupfer(I)-iodid + K 2 SO 4 + Iod b) Phosphorpentachlorid + Wasser H 3 PO 4 + Chlorwasserstoff c) Perchlorsäure + Co(OH) 3 Cobalt(III)-perchlorat + Wasser 8. Mit Hilfe der Reaktion 4 NH 3 + 5 O 2 4 NO + 6 H 2 O soll die Standardbildungsenthalpie für NO berechnet werden. Wie groß ist ΔH f von NO, wenn bei dieser exothermen Reaktion 904.6 kj/mol freigesetzt werden und die Standardbildungsenthalpien von NH 3 und H 2 O ΔH f (NH 3 ) = -46.19 kj / mol und ΔH f (H 2 O) = -241.8 kj / mol betragen? 9. Welche de-broglie Wellenlänge entspricht a) einem Tennisball (m = 50 g), der mit 30 m/s fliegt? b) einem Elektron (m = 9.11 10 28 g), das im H-Atom nach der Theorie von Bohr mit 2.19 10 6 m/s fliegt? c) Wie groß ist die Mindestungenauigkeit bei der Bestimmung der Geschwindigkeit des Tennisballs und des Elektrons, wenn der Ort jeweils mit einer Genauigkeit von 10 pm bestimmt wurde? 10. Wie lauten die vollständigen Elektronenkonfigurationen von Schwefel (S), Kalium (K), Brom (Br) und Blei (Pb)? 2
Übungsblatt 3 11. Geben Sie die vollständige Elektronenkonfiguration für den Grundzustand des Mn 2+ Ions an (Achtung: durch die Ionisierung werden 4s Elektronen abgegeben!). Geben Sie außerdem für die Elektronen im höchsten besetzten Orbital die vollständigen Quantenzahlen an (n, l, m, s). 12. Berechnen Sie mit folgenden Angaben die Bildungsenthalpie von LiF und zeichnen Sie das dazugehörige Born-Haber Diagramm. Gitterenthalpie (LiF) = -1036 kj/mol; Sublimationsenthalpie (Li) = 159 kj/mol; Ionisierungsenthalpie (Li) = 520.2 kj/mol; Bindungsenthalpie (F 2 ) = 155 kj/mol; Elektronenaffinität (F) = -328.0 kj/mol. 13. Erstellen Sie die Lewis-Formeln für folgende Verbindungen, unter Angabe sämtlicher Formalladungen und Oxidationszahlen: CO 3, SOCl 2 [ S als Zentralatom, AsF 4, H 2 CO, SiCl 4, H 3 PO 4 [ OP(OH) 3, SO 2, N 2 O (NNO), HCN, SO 4 14. Natürlich vorkommendes Silizium besteht aus folgenden Isotopen: 92.3% 28 Si (A r = 27.9776), 4.7% 29 Si (A r = 28.9773) und 3.1% 30 Si (A r = 29.9735). Berechnen Sie die mittlere relative Atommasse von Silizium. 15. NH 3 reagiert mit O 2 zu NO und H 2 O. Wieviel g H 2 O entstehen, wenn sich 1.00 g NO bilden? 16. Eine 95%-ige H 2 SO 4 hat die Dichte 1.834 g/ml. Welche Molarität besitzt sie? 3
17. Für die Reaktion C (s) + CO 2 (g) 2 CO (g) ist ΔH = 119.8 kj/mol. Wie wird die Ausbeute an CO beeinflußt (erhöht/erniedrigt) durch: a) Zugabe von CO 2 b) Zugabe von C c) Erhöhen der Temperatur d) Abfuhr von CO e) Erhöhen des Drucks f) Zugabe eines Katalysators? Übungsblatt 4 18. A) Erstellen Sie jeweils die vollständige Redoxgleichung. B) Ermitteln Sie die Lewis-Formeln für die fett gedruckten Verbindungen, unter Angabe sämtlicher Formalladungen und Oxidationszahlen. a) MnO 4 + S 2 O 5 Mn 2+ + SO 4 (in saurer Lösung) b) Iodat + HSO 3 elementares Iod + Hydrogensulfat (in saurer Lösung) c) Dichromat + HSO 3 Cr(III) + Hydrogensulfat (in saurer Lösung) d) H 2 SO 4 + Br SO 2 + Br 2 (in saurer Lösung) e) H 2 SO 4 + I H 2 S + I 2 (in saurer Lösung) f) As 2 O 3 + Zn AsH 3 + Zn 2+ (in saurer Lösung) g) Cr 3+ + H 2 O 2 CrO 4 + H 2 O (in alkalischer Lösung) h) MnO 4 + SO 3 MnO 2 + SO 4 (in alkalischer Lösung) i) Eisen(II)-ionen + Nitrat Eisen(III)-ionen + Stickstoffmonoxid (in saurer Lösung) j) I 2 IO 3 + I (in alkalischer Lösung) k) ClO 3 + Br Br 2 + Cl (in saurer Lösung) l) PbO 2 + Cl PbCl 2 + Cl 2 (in saurer Lösung) m) Mn 2+ + S 2 O 8 MnO 4 + SO 4 (in saurer Lösung) [für Lewisformel: O 3 S-O-O-SO 3 n) Cl + Cr 2 O 7 Cl 2 + Cr 3+ (in saurer Lösung) [für Lewisformel: O 3 Cr-O-CrO 3 o) [Cr(OH) 6 3 + Br 2 CrO 4 + Br (in alkalischer Lösung) p) Cu + NO 3 Cu 2+ + NO (in saurer Lösung) q) Zn + H 2 MoO 4 Zn 2+ + Mo 3+ (in saurer Lösung) r) IO 3 + N 2 H 4 I + N 2 (in saurer Lösung) [für Lewisformel: H 2 N-N-H 2 s) Al + NO 3 [Al(OH) 4 + NH 3 (in alkalischer Lösung) t) Ni 2+ + Br 2 NiO(OH) + Br (in alkalischer Lösung) 4
19. 10.0 ml HNO 3 (konz.) (Dichte d = 1.42 g cm 3 ) werden mit Wasser versetzt und ergeben 47.1 ml verdünnte HNO 3 (d = 1.11 g cm 3, w = 19%). Berechnen Sie die Konzentration der HNO 3 (konz.) in Gewichtsprozent. 20. Welchen ph-wert haben folgende Lösungen? (Bei allen Substanzen handelt es sich um starke Elektrolyte, die vollständig in ihre Ionen dissoziieren.) a) 0.001 M HNO 3 b) 1 M HCl c) 0.05 M H 2 SO 4 d) 1.0 10 4 M NaOH e) 0.01 M Ba(OH) 2 Übungsblatt 5 21. Es sollen 0.500 L Natronlauge mit ph 12.0 hergestellt werden. Wieviel Gramm festes NaOH benötigen Sie? 22. Die pk a -Werte von Seleniger Säure betragen 2.64 und 8.27 (bei 25 C). a) Formulieren Sie die Dissoziationsgleichgewichte der entsprechenden konjugierten Säure-Base-Paare. Wie lauten die zugehörigen pk b -Werte? b) Wenn Sie ein Puffersystem auf der Basis der Selenigen Säure aufbauen sollen, was setzen Sie ein und um welche ph-werte können Sie puffern? 23. 5.15 g HClO 4 werden zu 0.250 L einer 0.150 M HClO 4 -Lösung gegeben. Wie groß ist der ph Wert der resultierenden Lösung? 24. Um 250 ml einer gesättigten CaF 2 -Lösung zu erzeugen, sind 0.0068 g CaF 2 notwendig. Wie groß ist die molare Löslichkeit L M, wie groß das Löslichkeitsprodukt K Lp von CaF 2? 25. Das Löslichkeitsprodukt K Lp von BaSO 4 beträgt 1.5 10 9 mol 2 l 2. a) Wieviel Gramm BaSO 4 sind in 1.00 L Wasser löslich? b) Wieviel Gramm BaSO 4 können in 1.00 L 0.100 M Na 2 SO 4 -Lösung gelöst werden? c) Wieviel Gramm BaSO 4 können in 1.00 L 0.100 M BaCl 2 -Lösung gelöst werden? 5