Abschluss-Klausur Teil 2 (Praktikumabschluss-Klausur) zum chemischen Praktikum für Studierende der Physik, Geologie und Geophysik (Diplom), Geowissenschaften (BSc), Landschaftsökologie und Mathematik (Diplom) Modulabschluss-Prüfung zur Anorganischen/ Allgemeinen Chemie für Studierende der Biowissenschaften und Informatik Wintersemester 06/07 14. 04. 2007 Name:... Vorname:... Matrikelnummer:...Fachbereich:... Geburtsdatum / -ort:... Wiederholer: Ja Nein - Es ist mit Kugelschreiber zu schreiben! - Bei Rechenaufgaben ist der Lösungsweg mit ausführlichem Ansatz und Zwischenrechnung anzugeben, andernfalls kann nicht die volle Punktzahl erreicht werden. - Unleserliche oder durchgestrichene Ausdrücke werden nicht gewertet. - Als Konzeptpapier sind die Rückseiten zu verwenden. Lose Blätter und Blöcke für Notizen sind nicht erlaubt. - Bitte überprüfen Sie die Klausur auf Vollständigkeit (12 Seiten) und bestätigen Sie durch Unterschrift auf dieser Seite - Die Verwendung von programmierbaren Taschenrechnern wird untersagt! - Die Verwendung des Periodensystems der Elemente ist nicht erlaubt! - Die Aufgabe 7 existiert in zwei Versionen: 7B gilt nur für Biowissenschaften, 7A nur für alle anderen Studiengänge. Wenn die falsche (oder beide Aufgaben) bearbeitet werden, werden hierfür keine Punkte gegeben. Viel Erfolg! Unterschrift: Aufgabe Maximale Punktzahl 1 5 2 8 3 10 4 5 5 6 6 6 7A 10 7B 10 Σ 50 Erreichte Punktzahl
2 Aufgabe 1: Sicherheit im Labor (5 Punkte) 1.1 Im Labor entwickeln sich braune Dämpfe und einem(r) Ihrer Mitpraktikanten(In) wird schlecht. Was unternehmen Sie als erste Maßnahmen? Braune Dämpfe sind unkritisch. Ich arbeite weiter. Ich warte bis der Praktikant umfällt und frage den Assistenten, was zu tun ist. Ich verständige den Assistenten und leite unter Eigenschutz Erste Hilfe-Maßnahmen ein. Ich versuche die Quelle zu lokalisieren und die Ursache unter Eigenschutz zu beseitigen. 1.2 Im Abzug steht eine unbeschriftete Standflasche mit einer klaren Flüssigkeit. Sie haben die Aufgabe diese Flüssigkeit zu entsorgen. Nennen Sie stichpunktartig, was sie als Maßnahmen dazu durchführen. 1.3 Ihnen ist konz. Salpetersäure über die Finger gelaufen. Wie sieht die Hand nach einigen Minuten aus (Farbe der Haut) und was haben Sie im Umgang mit dieser Substanz nicht beachtet? 1.4 Zeichnen Sie die Symbole die zur Kennzeichnung von Gefahrstoffen verwendet werden: reizend explosionsgefährlich Beispiel: brennbar
3 Aufgabe 2: Allgemeine Chemie (8 Punkte) 2.1 Zu welchem Bindungstyp (metallisch, kovalent, ionisch) gehören die folgenden Verbindungen, Legierungen bzw. Elemente? a) N 2 b) NaCl c) AgAu d) SF 6 je 0.5 P 2.2 Geben Sie die Definitionsgleichung für die Gibbs sche freie Enthalpie ΔG an! 2.3 Benennen Sie alle Größen der Gleichung aus 2.2. ΔG ist eine thermodynamische Größe, die Aussagen über den Reaktionsablauf (spontane Reaktion) zulässt. Was bedeutet es für eine Reaktion, wenn ΔG < 0, ΔG = 0 oder ΔG > 0 ist.
2.4 Wie können Sie ΔG durch einem chemisches Experiment bestimmen? Nennen Sie den mathematischen Zusammenhang von ΔG und der gefragten Größe. 4 Aufgabe 3: Substanzen (10 Punkte) 3.1 Wozu verwendeten Sie im Praktikum EDTA? 3.2 Wie lautet der IUPAC Name (chemisch richtige Name) für EDTA? Zeichnen Sie die Molekülstruktur von EDTA. IUPAC Name Molekülformel je
3.3 Geben Sie die Lewis-Formeln (incl. aller freien Elektronenpaare) und Ladung für folgende Moleküle/Anionen an und geben Sie die Oxidationszahlen aller Atome an (je ): 5 Beispiel: Wasser : H O H 1-2 H + 2 O, Stickstoff- dioxid Lewisformel Oxidationszahlen Thiocyanat- Ion Lewisformel Oxidationszahlen Sulfit-Ion Lewisformel Oxidationszahlen
Aufgabe 4: Säure / Base - Reaktionen 6 (5 Punkte) 4.1 Welcher H + -Ionenkonzentration in mol/l entspricht ein ph-wert von 1? 0,5 P 4.2 Quellwasser ist ein natürliches Puffersystem. Worauf beruht die Pufferwirkung in Quellwasser? Formulieren Sie die Reaktionsgleichungen bei Zugabe von H + und OH - zu diesem Puffersystem. 2,5 P 4.3 Berechnen Sie aus dem Ionenprodukt des Wassers und der Konzentration (c(h 2 O) = 55,5 mol/l) den Dissoziationsgrad von Wasser. Ionenprodukt des Wassers: Dissoziationsgrad α:
Aufgabe 5: Gleichgewichts- und Komplexreaktionen 7 (6 Punkte) 5.1 Definieren Sie den Begriff Komplex. Wie ist ein Komplex aufgebaut? 5.2 Komplexe von Nebengruppenelementen sind häufig farbig. Durch welches physikalische Phänomen kommt die Farbe zustande? Erklären Sie in wenigen Worten dieses Phänomen. Welche Theorie wird zur Erklärung der Farbigkeit von Komplexen herangezogen? 5.3 Formulieren Sie die Reaktionsgleichungen von Cu 2+ Ionen in wässriger Lösung, in alkalischer Lösung (OH - ) und in Ammoniak. Geben Sie auch die resultierenden Farben der Komplexe oder Verbindungen an. 3 P
Aufgabe 6: Elektrochemie (6 Punkte) 8 6.1 Im Praktikum haben sie in eine AgNO 3 -Lösung und in eine FeSO 4 -Lösung jeweils ein Stück Kupferblech hineingehalten. Ebenso wurde der Versuch mit CuSO 4 -Lösung und einem Stück Eisenmetall durchgeführt. Beschreiben Sie die erhaltenen Ergebnisse in Form von Reaktionsgleichungen. je 6.2 Ordnen Sie die Metalle nach Ihrer oxidierenden Wirkung (das Metall selbst wird reduziert). Welchen Versuch müssen Sie mindestens durchführen, um Au in die Reihe einzuordnen? Oxidierende Wirkung: < < Versuch: 6.3 Wie heißt die Auflistung (Reihe) der Metalle, wo Sie die oben gemachten Aussagen überprüfen können?
9 Nur für Studierende der Physik, Geologie, Geowissenschaften, Landschaftsökologie und Informatik/Mathematik Aufgabe 7A: Organische Chemie (10 Punkte) 7A.1 Geben Sie die Konstitutionsformeln (Summenformeln) der folgenden Substanzen an: Harnstoff Cyclohexanol Brompropan je 7A.2 Die Fehling-Probe wird in der Organischen Chemie als Nachweisreaktion verwendet. Welche Stoffklasse lässt sich damit nachweisen?
10 7A.3 Zum Nachweis werden zwei unterschiedliche Reagentien benötigt. Um welche Reagentien handelt es sich? Geben Sie die Beobachtungen und die allgemeinen Reaktionsgleichungen für die Fehling-Probe an. Fehling I: Fehling II: Beobachtungen und allgemeine Reaktionsgleichungen: 7A.4 Benennen Sie die aufgeführten funktionellen Gruppen, die in der Organischen Chemie eine wesentliche Rolle spielen. R-OH R-C ^ je
Nur für Studierende der Biowissenschaften Aufgabe 7B: Analytische Chemie 11 (10 Punkte) 7B.1 Sie haben die Aufgabe eine Analyse eines Gemisches mit den Verbindungen Pb(NO 3 ) 2 und Ag 2 CO 3 durchzuführen: a) Zu welcher Gruppe im Trennungsgang gehören die Kationen?. Ag : Pb : je b) Beschreiben Sie Ihr Vorgehen zur Trennung der Kationen und zum Nachweis aller Ionen mit Angabe der Reagenzien und Reaktionsgleichungen. Abtrennung Pb 2+ : Nachweis Pb 2+ :
12 Abtrennung Ag + : Nachweis Ag + : Nachweis CO 3 2- : Nachweis NO 3 - (Stichwort genügt!):