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Nachklausur zum Anorganisch-Chemischen Grundpraktikum, 19.09.05 Seite 1 von 12 Punkte: von 103

Studienbegleitende Prüfung – Anorganisch-Chemisches Grundpraktikum –

SS 2005 19.09.2005

Matrikelnummer:

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Biologie Fachsemester: Fachrichtung: Molekulare Zellbiologie

Bitte prüfen Sie Ihre Klausur sofort auf Vollständigkeit (Seiten 1-12; Aufgaben 1-15; Anhänge 1 und 2, PSE) und Lesbarkeit. Spätere Beanstandungen werden nicht berücksichtigt!!!! Frage 1 [6P] Geben Sie für folgende Verbindungen die Summenformel an: a) Kaliumchlorat KClO3 [1P] b) Natriumsulfit Na2SO3 [1P] c) Kalk CaCO3 [1P] d) Calciumoxalat CaC2O4 [1P] e) Kaliumhexacyanoferrat(II) K4[Fe(CN)6] [1P] f) Diamminsilber(I)chlorid [Ag(NH3)2]Cl [1P]

Nachklausur zum Anorganisch-Chemischen Grundpraktikum, 19.09.05 Seite 2 von 12

Frage 2 [4P] Nennen Sie 2 verschiedene Methoden, die eine quantitative Bestimmung eines spezifischen Metalls in Anwesenheit weiterer Metallionen ermöglichen! Begründen Sie Ihre Angaben! (1) Photometrie möglich, da verschidene Metallionen bei verschiedenen λmax-Werten absorbieren [2P] (2) Komplexometrie aufgrund der pH-abhängigen Stabilität der verschiedenen Metallkomplexe kann Selektivität erreicht werden [2P] Frage 3 [9P] Wie lautet die jeweilige Reaktionsgleichung für den im Praktikum durchgeführten qualitativen Nachweis von a) Barium-Ionen, Ba2+ + SO4

2- → BaSO4 [2P] b) Blei-Ionen? Pb2+ + S2- → PbS2 oder [2P] Pb2+ + CrO4

2- → PbCrO4 c) Kupfer-Ionen, Cu2+ + 4 NH3 + 2 H2O → [Cu(NH3)4(H2O)2]2+ [3P] d) Um welche Art von Reaktionen handelt es sich jeweils? a) + b): Fällungsreaktion c): Komplexbildungsreaktion [2P]


Frage 4 [5P] Bei welchen der nachfolgend angegebenen Systeme handelt es sich um Puffergemische (Bitte ankreuzen)? a) Kaliumacetat / Essigsäure [1P] b) Ammoniumnitrat / Ammoniak [1P] c) Wasser / Natriumhydroxid [1P] d) Kohlensäure / Natriumhydrogencarbonat [1P] e) Schwefelwasserstoff / Natriumhydrogensulfid [1P] Frage 5 [9P] Zeichnen Sie die Lewis-Formeln (einschließlich aller Valenzelektronen) von NO3

-und CrO5. Benennen Sie die Verbindungen und geben Sie für jedes Atom die Oxidationszahl an! Chrompentoxid (-peroxid) Nitrat [2P]

O

CrO O

O O

-II-I

-I -I

-I

+VI

O

NO O

-II

-II -II+V

×

×

×

×

[2P] Oxidationszahlen [5P]


Frage 6 [4P] Welchen pH-Wert besitzt eine 0,05 mM wässrige Magnesiumhydroxid-Lösung? Mg(OH)2 → Mg2+ + 2 OH- [1P] [OH-] = 2 [Mg(OH)2] = 0,1 mM ( = 10-4 mol/l) [1P] [H3O+] [OH-] = KW = 10-14 mol/l → [H3O+] = 10-10 mol/l [1P] pH = 10 [1P] Frage 7 [8P] Benennen Sie folgende Verbindungen systematisch:

H2N

Co

H2N

H2N

NH2

NH2

NH2

3+

H3N

Ni

H3N

NH3

NH3

NH3

NH3

2+ Tris(ethylendiamin)cobalt(III) [2P] Hexamminnickl(II) [2P] Skizzieren Sie die Ligandenfeldaufspaltung des oben dargestellten Nickelkomplexes, elektronische Besetzung und Bezeichnung der Orbitale inbegriffen! [4P]

dx2-y2 dz2

dxy dxz dyz


Frage 8 [5P] Gegeben sind folgende Redoxpaare: Zn/Zn2+, Cr3+/Cr2O7

2-, Fe/Fe2+, Br-/Br2, Mn2+/MnO4-.

Welche der folgenden Aussagen trifft auf obige Redoxpaare in saurer Lösung nicht zu (bitte ankreuzen)? a) MnO4

- wird von Eisen reduziert [1P] b) Cr3+ wird von MnO4

- zu Cr2O72- oxidiert [1P]

c) Eisen reduziert Brom zu Bromid [1P] d) Br2 läßt sich mit Cr3+ zu Br- reduzieren [1P] × e) Br2 ist das stärkste Oxidationsmittel [1P] × Frage 9 [12P] Eine angeblich 0.1 M Na2H2EDTA-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 [1P] 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? nCa = mCa/MCa = 0,75 g / 100 g/mol = 0,0075 mol [1P] cCa = nCa/VCa = 0,0075 mol / 0,25 l = 0,03 mol/l [1P] ÄP: nCa = nEDTA → VCa cCa = VEDTA cEDTA [1P] cEDTA = (VCa cCa) / VEDTA = (0,05 l 0,03 mol/l) / 0,015 l [1P] = 0,0015 mol / 0,015 l = 0,1 mol/l [1P] Konz. stimmt Titer = 1 [2P]


c) Geben Sie die Reaktionsgleichungen der unter b) mit * gekennzeichneten Umsetzungen an. (1) CaCO3 + 2 HCl → CaCl2 + H2O + CO2 [2P] (2) Na2H2EDTA + Ca2+ → Na2[CaEDTA] + 2 H+ [2P] Frage 10 [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?

]COOCH[]COOHCH[logpKpH

3

3S −=

[1P]

1

]COOCH[]COOHCH[log

3

3 =−

1.0]COOCH[]COOHCH[

3

3 = [2P]

[CH3COO] = [CH3COOH] / 0.1 = 2 mol/l [1P] m = n M = c V M = 2 mol/l × 1 l × 83 g/mol = 166 g [1P] Frage 11 [5] Welche Reaktionen treten bei der Umsetzung folgender Verbindungen auf und warum? a) I- + Cl2 2 I- + Cl2 → I2 + 2 Cl- [2P] Cl2/Cl- hat positiveres Redoxpotential als I2/I- und Cl2 wirkt daher als Oxidationsmittel [1P]


b) Cl- + Br2 keine Reaktion [1P] aufgrund der Redoxpotentiale [1P] Frage 12 [6P] Wie lautet die Arrhenius-Gleichung? Zeichnen Sie das energetische Profil einer

exothermen Reaktion mit einem Übergangszustand. Wie ändert es sich nach der

Zugabe eines Katalysators?

Produkte

Edukte

Ea (ohne)Ea (mit)

H Arrhenius-Gleichung: k = A exp (-Ea/RT) Frage 13 [5P] Welche Aussage(n) zur Reaktionsgeschwindigkeit trifft (treffen) zu (bitte ankreuzen)? a) Die Geschwindigkeitskonstante wird größer bei Temperaturerhöhung [1P] ×


b) Bei einer Reaktion 0. Ordnung ist die Reaktionsgeschwindigkeit konzentrationsabhängig [1P] c) Zwischen Reaktionsgeschwindigkeit und Temperatur besteht ein linearer Zusammenhang [1P] d) Die Reaktionsgeschwindigkeit bei gekoppelten Systemen wird durch diejenige Reaktion bestimmt, bei der die [1P] Geschwindigkeit am kleinsten ist e) Je höher die Aktivierungsenergie einer Reaktion ist, desto schneller läuft die Reaktion ab [1P] Frage 14 [16P] Welche der folgenden Liganden bilden Chelatkomplexe?

EDTA, Ethylendiamin, Ammoniak, Wasser, DAD (Diacetylglyoxim)

Geben Sie die Zähnigkeit aller Liganden an und zeichnen Sie die Lewis Formeln (mit

allen Valenzelektronen) von EDTA, DAD und Ammoniak.

EDTA: 6, Ethylendiamin: 2, Ammoniak: 1, Wasser: 1, DAD: 4 [5] Chelate: - - [5]

NN

O

HO

O

OH

O

OH

O

OH

N N

OH OH N

H

H H

×

[6]


Frage 15 [4P] Folgende chemische Reaktion befindet sich im Gleichgewicht:

A + 2B C + 4D a) Durch welchen Parameter wird die Lage des Gleichgewichts beschrieben? Gleichgewichtskonstante [1P] b) Wie heißt das Gesetz, das diesen Parameter beschreibt? Formulieren Sie es für obige Reaktion! Massenwirkungsgesetz [1P] K = ([C] × [D]4) / ([A] × [B]2) [2P]


Anhang 1: Säurekonstanten


Anhang 2: Redoxpotentiale

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