Klausur zum Anorganisch-Chemischen Grundpraktikum vom 02.04.07 Seite 1 von 11 Punkte: von 100 Studienbegleitende Prüfung Anorganisch-Chemisches Grundpraktikum WS 2006/2007 02.04.2007 Matrikelnummer: Name: Vorname: Bitte eintragen: Bitte ankreuzen: Fachsemester: Diplom Biologie BSc Molekulare Zellbiologie Bitte prüfen Sie Ihre Klausur sofort auf Vollständigkeit (Seiten 1-11; Aufgaben 1-13; Anhänge 1 und 2) und Lesbarkeit. Spätere Beanstandungen werden nicht berücksichtigt!!!! Frage 1 [10P] Wie lautet die jeweilige Reaktionsgleichung für den im Praktikum durchgeführten Nachweis von a) Kalium-Ionen, K + + Cl 4 - KCl 4 b) Kobalt(II)-Ionen in saurer Lösung, Co 2+ + 4 SCN - + 2 H + H 2 [Co(SCN) 4 ] [3P] c) Acetat-Ionen? CH 3 C 2 - + HS 4 - CH 3 CH + S 4 2- d) Um welche Art von Reaktionen handelt es sich jeweils? a): Fällungsreaktion b): Komplexbildungsreaktion c): Verdrängungsreaktion [3P]
Klausur zum Anorganisch-Chemischen Grundpraktikum vom 02.04.07 Seite 2 von 11 Frage 2 [9P] a) Was beobachten Sie, wenn Sie kristallines Kaliumpermanganat mit konzentrierter Salzsäure versetzen? unter Knistern und Erwärmung entsteht ein grünliches, übelriechendes Gas b) Formulieren Sie die Reaktionsgleichung zu dieser Beobachtung! 2 KMn 4 + 16 HCl 5 Cl 2 + 2 MnCl 2 + 2 KCl + 8 H 2 c) Was beobachten Sie, wenn Sie ein Stück farbiges Papier über diese Reaktionsmischung bringen? Papier entfärbt sich (wird gebleicht) d) Erklären Sie diese Beobachtung und formulieren Sie die relevante(n) Reaktionsgleichung(en)! Cl 2 + H 2 HCl + HCl HCl (+ Licht) HCl + unter Lichteinfluß zerfällt die unterchlorige Säure; der entstehende atomare (naszierende) Sauerstoff ist ein sehr starkes xidationsmittel, welcher die Farbstoffe oxidiert; diese xidationsprodukte sind farblos.
Klausur zum Anorganisch-Chemischen Grundpraktikum vom 02.04.07 Seite 3 von 11 Frage 3 [4P] 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. Fe + Bathophenanthrolin (λ = 536 nm) Cu + Cuprizon 1 (λ = 595 nm) Mn + Formaldoxim (λ = 450 nm) c) Komplexometrie Komplexbildungstitration; Titrationsmethode, die auf der Bildung von löslichen, wenig dissoziierten Komplexen beruht Bsp. Mg, Ca, (+ EDTA) Frage 4 [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 NaH Indikator: Eriochromschwarz T Chalconcarbonsäure Farbumschlag von nach: rot - blau rot - blau verwendete Maßlösung (Na 2 H 2 )EDTA (Na 2 H 2 )EDTA
Klausur zum Anorganisch-Chemischen Grundpraktikum vom 02.04.07 Seite 4 von 11 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(H) 2 fällt aus c) Was versteht man unter temporärer und permanenter Wasserhärte? temporäre Härte (Carbonathärte): in Wasser gelöste Hydrogencarbonate von Calcium und Magnesium Ca(HC 3 ) 2 und Mg(HC 3 ) 2 permanente Härte (Nichtcarbonathärte): alle anderen in Wasser gelösten Salze von Calcium und Magnesium d) Zeichnen Sie die Lewis-Formel des in der Maßlösung enthaltenen Komplexbildners! Na H N N H Na e) Durch welche der nachfolgend aufgeführten Methoden kann Ca 2+ außerdem quantitativ bestimmt werden? Zutreffende bitte ankreuzen! Neutralisationstitration Redoxtitration Ionenaustauschchromatographie Gravimetrie Photometrie
Klausur zum Anorganisch-Chemischen Grundpraktikum vom 02.04.07 Seite 5 von 11 Frage 5 [5P] Welche der folgenden Aussagen trifft/treffen in saurer Lösung zu (bitte ankreuzen)? a) Mn - 4 wird von Eisen reduziert b) Cr 3+ wird von Mn - 4 zu Cr 2 2-7 oxidiert c) Eisen reduziert Brom zu Bromid d) Br 2 läßt sich mit Cr 3+ zu Br - reduzieren e) Br 2 ist ein stärkeres xidationsmittel als Bleidioxid Frage 6 [4P] Welche Reaktionen treten bei der Umsetzung folgender Verbindungen in saurer Lösung auf (Reaktionsgleichung) und warum? a) I - + Cl 2 2 I - + Cl 2 I 2 + 2 Cl - Cl 2 /Cl - hat positiveres Redoxpotential als I 2 /I - und Cl 2 wirkt daher als xidationsmittel b) H 2 2 + Pb 2 H 2 2 + Pb 2 + 2 H + 2 + 2 H 2 + Pb 2+ Pb 2 /Pb 2+ hat positiveres Redoxpotential H 2 2 / 2 Pb 2 ist daher das stärkere xidationsmittel
Klausur zum Anorganisch-Chemischen Grundpraktikum vom 02.04.07 Seite 6 von 11 Frage 7 [4P] a) Was beobachten Sie, wenn Sie in Ethanol konzentrierte Salpetersäure geben? braune Dämpfe b) Welcher Verbindung ist diese Beobachtung zuzuschreiben? N 2 c) Formulieren Sie die Reaktionsgleichung! 2 HN 3 + CH 3 CH 2 H 2 N 2 + CH 3 CH + 2 H 2 oder 4 HN 3 + CH 3 CH 2 H 4 N 2 + CH 3 CH + 3 H 2 Frage 8 [5P] In einen Messkolben wird festes Magnesiumhydroxid (M 60 g/mol) gegeben und mit Wasser auf einen Liter aufgefüllt. Der ph-wert dieser Lösung ist 9. Wieviel mg Magnesiumhydroxid wurden eingewogen? Mg(H) 2 Mg 2+ + 2 H - [H 3 + ] [H - ] = K W = 10-14 mol/l [H 3 + ] = 10-9 mol/l [H - ] = 10-5 mol/l [H - ] = 2 [Mg(H) 2 ] [Mg(H) 2 ] = 0.5 [H - ] = 0.005 mm m = 0.3 mg
Klausur zum Anorganisch-Chemischen Grundpraktikum vom 02.04.07 Seite 7 von 11 Frage 9 [10P] a) Skizzieren Sie die Titrationskurve einer Essigsäurelösung mit Natriumhydroxidlösung! Beschriften Sie die Achsen und kennzeichnen Sie Äquivalenzpunkt, Neutralpunkt und Pufferbereich. Geben Sie die Reaktionsgleichung an! [7P] CH 3 CH + NaH Na + + CH 3 C - + H 2 ph 14 Äquivalenzpunkt 7 Neutralpunkt Pufferbereich V NaH b) Welchen Indikator haben Sie für diese Titration verwenden und warum? Welche Beobachtung wurde am Äquivalenzpunkt gemacht? [3P] Phenolphthalein weil ÄP im basischen liegt Farbumschlag: farblos - violett Frage 10 [5P] Bei welchen der nachfolgend angegebenen Systeme handelt es sich um Puffergemische (Bitte ankreuzen)? a) Ammoniumnitrat / Ammoniak b) Essigsäure / Ammoniumoxalat c) Wasser / Natriumhydroxid d) Kohlensäure / Natriumhydrogencarbonat e) Natriumsulfit / Natriumhydrogensulfit
Klausur zum Anorganisch-Chemischen Grundpraktikum vom 02.04.07 Seite 8 von 11 Frage 11 [8P] Zeichnen Sie die Lewis-Formeln (einschließlich aller Valenzelektronen) von N 3 - und Cl 4 -. Benennen Sie die Verbindungen und geben Sie für jedes Atom die xidationszahl an! Perchlorat Nitrat Cl +VII N +V xidationszahlen [4P] Frage 12 [7P] Während des Praktikums wurde Schwefelsäure mittels Konduktometrie quantitativ bestimmt. a) Womit wurde titriert? NaH-Lösung b) Skizzieren Sie den Verlauf der Titrationskurve! Beschriften Sie hierfür die Achsen und kennzeichnen Sie den Äquivalenzpunkt! Leitfähigkeit ÄP [4P] V NaH
Klausur zum Anorganisch-Chemischen Grundpraktikum vom 02.04.07 Seite 9 von 11 c) Nach welcher Gleichung haben Sie sie die Masse der in der Probelösung enthaltenen Schwefelsäure ermittelt? m(h 2 S 4 ) = c(nah) * V(NaH)/2 * M(H 2 S 4 ) * V(Messkolben)/V(Probe) Frage 13 [10P] Formulieren Sie folgende Gleichungen! Erklären Sie alle Konstanten und Parameter im Lambert-Beerschen Gesetz!! a) Nernst-Gleichung 0 0,059 0 2,303 R T ΔE = ΔE logq ΔE = ΔE logq n n F 0 E = E + 0,059 n log [ x] [ Red] b) Lambert-Beersches Gesetz E = ε c d E: Extinktion e: Extinktionskoeffizient c: Konzentration d: Schichtdicke c) Henderson-Hasselbalch-Gleichung ph = pk S - lg([säure]/[salz]) oder ph = pk S + lg([salz]/[säure]) VIEL ERFLG!
Klausur zum Anorganisch-Chemischen Grundpraktikum vom 02.04.07 Seite 10 von 11 Anhang 1: Säurekonstanten
Klausur zum Anorganisch-Chemischen Grundpraktikum vom 02.04.07 Seite 11 von 11 Anhang 2: Redoxpotentiale