Big Bang HTL 2, Schulbuch

182 Lösungen Anethol ist eine unpolare Substanz (zu sehen an der Strukturformel aus lauter C und H Atomen und nur einem Sauerstoff-Atom). Trinkalkohol (Ethanol) ist eine Substanz mit einem unpolaren und einem polaren Ende. Es kann Anethol lösen. Gibt man Wasser (polare Substanz) zu der Mischung, so überwiegt der polare Charakter der Lösung und das Anethol kann nicht mehr gelöst werden ® es entsteht eine Emulsion und damit die Trübung Octan, wegen der Größe des Moleküls (höhere Molekülmasse) Wasser, wegen der Polarität ® Wasserstoffbrücken können sich ausbilden 5 Die chemische Reaktion Exotherme Reaktionen geben Energie ab, z. B. Verbrennungen, endotherme Reaktionen benötigen Energie, z. B. Elektrolysevorgänge Die Aktivierungsenergie ist die Energie, die gebraucht wird, um eine Reaktion zu starten. Sie ist notwendig, um vorhandene Bindungen aufzubrechen. Der Stoff wird durch den Ball dargestellt, der „Berg“ ist der Betrag der Aktivierungsenergie, die durch das Anschubsen mit dem Schläger aufgebracht wird. Die Reaktion soll der Weg zum Loch darstellen. Es ist zu bemängeln, dass sich der chemische Stoff bei der „Reaktion“ nicht verändert. a) Zn + O 2 ® 2ZnO e) Fe 2 O 3 + 3CO ® 2Fe + 3CO 2 b) 4Al + 3O 2 ® 2Al 2 O 3 f) 2Al + 3Cu 2 O ® Al 2 O 3 + 6Cu c) 2Ag + S ® Ag 2 S g) CH 4 + 4Cl 2 ® CCl 4 + 4HCl d) 3H 2 + N 2 ® 2NH 3 h) 3FeS + 5O 2 ® Fe 3 O 4 + 3SO 2 196g (gerundet) 0,34mol 17,9mol Formel AlCl 3 , 5mol davon sind 666,7g schwer CH 4 + 2O 2 ® CO 2 + 2H 2 O 1000g CH 4 sind 62,34 mol laut Gleichung entstehen daher auch 62,34 mol CO 2 das sind dann 2743,766g = 2,74 kgCO 2 Fe 2 O 3 + 3CO ® 2Fe + 3CO 2 1000g Fe sind 17,92mol laut Gleichung wird für 2mol Fe 1mol Fe 2 O 3 benötigt, daher benötigt man für 17,92mol Fe auch 8,96mol Fe 2 O 3 8,96mol Fe 2 O 3 sind 1430,91 g, also 1,43 kg C 8 H 18 + 12,5 O 2 ® 8 CO 2 + 9 H 2 O 7000g C 8 H 18 sind 61,4mol. Aus 1mol C 8 H 18 entstehen 8mol CO 2 . Daher entstehen aus 61,4mol C 8 H 18 491,2mol CO 2 . a und c sind korrekt v = k · c 2 (H 2 ) · c (O 2 ) Katalysator: Stoff, der durch Senkung der Aktivierungsenergie eine chemische Reaktion beschleunigt oder in Gang setzt, ohne dabei verbraucht zu werden Konzentration: Anteil oder Gehalt eines Stoffes in einem Gemisch Aktivierungsenergie: Energiemenge, die bei einer Reaktion zugeführt werden muss, um sie zu starten a) und d) sind korrekt Der alternative Weg durch den Tunnel soll den katalytischen Weg darstellen. Man braucht weniger Aktivierungsenergie (Berg). Mängel: siehe F8, der Stoff (Ball) verändert sich bei der Reaktion nicht, außerdem sollte ein kleiner Berg für die Aktivierungsenergie erhalten bleiben. K = ​ c 2 (HCl) _________ c (H 2 ) · c (Cl 2 ) ​ F53 F56 F57 F6 F7 F8 F11 F14 F15 F16 F17 F18 F19 F20 F23 F24 F27 F28 F29 F32 Der kleine Wert für K bedeutet viele Anfangsstoffe, wenig Endstoffe im Gleichgewicht CO + 2H 2 ® CH 3 OH T möglichst niedrig, Druck möglichst hoch x-Achse gibt jeweils die Zeitachse an, und beide Male ist die Einstellzeit bis zum chem. GGW angegeben. Bei Diagramm a ist jedoch die Konzentration der Anfangs- gegen Endstoffe auf der y-Achse ange- geben, bei Diagramm b die Reaktionsgeschwindigkeit der Hin- und Rückreaktion. Man sieht deutlich, dass ab dem chem. GGW zwar die Reaktionsgeschwindigkeiten gleich groß sind (b), die Konzentrationen aber das nicht sein müssen (a). Ab dem Zeitpunkt des chem. GGW gibt es aber keine äußerlich sichtbaren Veränderungen mehr (Konzentratio- nen konstant, Reaktionsgeschwindigkeiten konstant) Bei Verwendung eines Katalysators stellt sich das GGW schneller ein. 7 Säuren – Basen – Salze a) H 2 CO 3 ® 2H + + CO 3 2– b) HClO 3 ® H 4 + + CN – c) HF ® H + + F – a) HNO 3 + H 2 O ® H 3 O + + NO 3 – b) HCN + NH 3 ® NH 4 + + CN – c) H 3 PO 4 + 3OH – ® 3H 2 O + PO 4 3– a) SO 4 2– b) HSO 4 – c) HPO 4 2– d) NH 3 e) OH – f) NH 2 – Eine Säure ist ein Stoff der H + -Ionen abgibt, eine saure Lösung ist eine Lösung, die einen Überschuss H 3 O + Ionen enthält. Eine Base ist ein Stoff der H + Ionen aufnimmt, eine basische Lösung ist eine, die einen Überschuss an OH – Ionen enthält. a) X – , Y – , Z – b) HX < HZ < HY c) HY b) HCO 3 – < CH 3 COO 4 < HSO 4 – < HNO 3 < HCl a) HNO 3 + F – ® NO 3 – + HF b) NH 4 + + CO 3 2– ® NH 3 + HCO 3 – Weil das Produkt aus Oxonium- und Hydroxid-Ionen in einer Lösung konstant ist. Durch Berechnen der benötigten Menge an konzentrierter Säure und verdünnen. Man muss z. B. 0,83 l der konzentrierten Salzsäure (c = 12.mol/l) auf 1 l verdünnen. a) pH = 3 b) pH = 9,7 c) pH = 7,5 d) pH = 5 a) basische Lösungen b) B ist 100x konzentrierter als A a) 5–8 b) > 9 c) 3–6 a) pH = 0,3 b) pH = 12,3 c) pH = 12,7 pH = 2,3 a) CaSO 4 b) Li 2 HPO 4 c) (NH 4 ) 2 SO 3 d) Mg(CN) 2 e) Fe(NO 2 ) 3 f) Al 2 (CO 3 ) 3 a) neutral, Bariumnitrat b) sauer, Ammoniumiodid c) basisch, Kaliumcarbonat d) basisch, Calziumacetat e) sauer, Aluminiumchlorid f) neutral, Natriumchlorid c (HNO 3 ) = 0,044mol/l F33 F35 F36 F5 F6 F7 F8 F12 F13 F14 F15 F18 F19 F20 F21 F22 F23 F24 F28 F29 F30 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv