Praktisch - Fragen zur sauren H2S-Gruppe PDF

Preview

Summary

Fragen zur sauren H2S-Gruppe...

Description

Fragen zur sauren H2 S-Gruppe 1. Benennen Sie alle Kationen der sauren H2 S-Gruppe. Geben Sie dabei jeweils die am häufigsten auftretenden Oxidationszahlen bzw. Ladungen dieser Kationen an? a. Können Sie erklären warum Pb/Bi verglichen mit den leichteren Gruppenverwandten nur selten bzw. nur instabile IV/V-Verbindungen (z. B. Oxide) bilden? 2. Ordnen Sie die saure H2 S-Gruppe in den gesamten Kationentrennungsgang ein. Skizzieren Sie kurz die den gesamten Kationentrennungsgang, indem sie die verschiedenen Analysegruppen benennen und die zu analysierenden Kationen den Gruppen jeweils zuordnen. a. Beschreiben Sie welche Kationen/Verbindungen bereits im Vorfeld abgetrennt werden können und wie. 3. Auf welcher Fällungsreaktion beruht die Trennung der Kationen der sauren H2 S-Gruppe? Schreiben sie exemplarisch die Reaktionsgleichung für ein Kation dieser Analysegruppe auf. a. Was kann bei der Fällung beobachtet werden und welche Rückschlüsse können daraus abgeleitet werden? 4. Der pH-Wert der Sulfidfällung der Kationen der sauren H2 S-Gruppe muss streng eingehalten werden. Bei welchem pH-Wert (Wertebereich) findet die Fällung statt und warum darf er nicht zu hoch sein? a. Vorausgesetzt, dass die Analysesubstanz nur Kationen der sauren H2S-Gruppe enthält: Ist die strenge Einhaltung des pH-Wertes immer noch notwendig? Begründen Sie Ihre Antwort. 5. Nennen Sie das eingesetzte Fällungsmittel und beschreiben Sie seine Erzeugung. Stellen sie dazu eine Reaktionsgleichung der H2S-Freisetzung auf. Benennen Sie die Edukte und Produkte und gehen Sie auf die Oxidationszahlen und den Hybridisierungszustand der Atom der organischen Verbindungen ein. a. Welche anderen Quellen für Schwefelwasserstoff kennen Sie? Stellen Sie bei einer chemischen Darstellung des Schwefelwasserstoffs eine Reaktionsgleichung auf. b. Welche Vorteile bietet die im Praktikum verwendete H2 S-Quelle? 6. Der Zerfall von Thioacetamid in wässriger Lösung setzt H2S-Gas frei. Für die Fällung werden aber Sulfidionen benötigt. Erklären Sie das Entstehen der Sulfidionen anhand einer Reaktionsgleichung. 7. In wässriger Lösung verhält sich Schwefelwasserstoff wie eine Brønsted-Säure. a. Definieren Sie den Begriff Brønsted -Säure/Base. b. Welche anderen Säurekonzepte kennen Sie? c. Stellen Sie für Schwefelwasserstoff die Dissoziationsgleichung auf. Wie viele Dissoziationskonstanten weist das H2 S-System auf? Können sie ihre relative Größe abschätzen? Begründen Sie Ihre Antwort.

8. Erläutern Sie anhand einer aufgestellten Dissoziationsgleichung die pH-Wert-Abhängigkeit des H2S-Gleichgewichts in wässriger Lösung. Gehen Sie dabei auf Störungen des Gleichgewichts durch pH-Wert-Änderungen ein. Welches allgemeine Prinzip hilft Ihnen dabei? 9. Die Sulfidfällung findet bei einem niedrigen pH-Wert (2-3) statt. a. Ist die Sulfidionenkonzentration in einer wässrigen Lösung im Vergleich zu pH=8 größer oder kleiner? Begründen Sie Ihre Antwort, indem Sie das Massenwirkungsgesetz für die Dissoziation von H2S aufstellen und bezüglich einer pH-Wert-Änderung diskutieren. b. Berechnen Sie die relative Sulfidionenkonzentration im System H2S/S2- bei pHWerten 1, 3, 7 und 10. Verwenden Sie dabei  =   +   = . . c. Wie kann eine relativ geringe Sulfidionenkonzentration bei pH=3 mit einer Sulfidfällung vereinbart werden? Welche Eigenschaft müssen die korrespondierenden Sulfide aufweisen um schon bei so geringen Sulfidionenkonzentrationen auszufallen? d. Mangansulfid ist mit einem Löslichkeitsprodukt  =  ∙  ein relativ leichtlösliches Sulfid. Wie hoch muss die Sulfidionenkonzentration in einer 7 µM Mn2+-Lösung mindestens sein, um eine Fällung des Mangansulfids einzuleiten? e. Sie leiten H 2S-Gas in die 7 µM Mn2+-Lösung bis die Anfangskonzentration des Schwefelwasserstoffs 0.1 mol/l beträgt. Wie niedrig dürfen Sie den pH-Wert einstellen, sodass gerade noch eine Fällung des Mangansulfids stattfinden kann? Nehmen sie dabei an, dass die Konzentration des freien H2 S annähernd der Anfangskonzentration entspricht. 10. Skizzieren Sie den Kationentrennungsgang innerhalb der sauren H2 S-Gruppe. Gehen Sie dabei auf die eingesetzten Fällungsreagenzien und Milieus ein. Vernachlässigen Sie dabei genaue Angaben zu Mengen und Volumina. 11. Vor Beginn des eigentlichen Trennungsganges können Sie die Analysesubstanz auf die Anwesenheit bestimmter Kationen untersuchen. Welche Vorproben gibt es und über welche Kationen können Sie so Informationen erhalten? 12. Erläutern Sie den Begriff Amphoterie? Welche Kationen in der sauren H2S-Gruppe zeigen dieses Verhalten? Skizzieren Sie die Amphoterie eines Kations am Bespiel seines Reaktionsverhaltens im sauren/basischen/ Milieu. 13. Die Marshsche Probe gilt als ein sehr empfindlicher Nachweis für Arsen- und Antimonverbindungen (auch Germanium) Skizzieren Sie den Versuchsaufbau, die Versuchsbeobachtung- und Interpretation. Zeigen Sie mit Hilfe von Reaktionsgleichungen in welche Formen Arsen/Antimon-Verbindungen während des Versuchs überführt werden.

a. Erläutern Sie was man unter naszierendem Wasserstoff versteht? Welche Rolle spielt er für die Marsche Probe und wie wird er erzeugt? Schreiben Sie dazu eine Reaktionsgleichung auf.

14. Die Bismutrutsche erlaubt nur einen vagen Hinweis auf Anwesenheit von Bismut. Beschreiben Sie die Versuchsdurchführung. Gehen Sie auf die Funktion der eingesetzten Stoffe ein. Schreiben Sie die entstehende Bismutverbindung als Halbstrukturformel auf. Zeichen Sie die Struktur des Thioharnstoffs. 15. Nach der Fällung der schwerlöslichen Sulfide mittels Thioacetamid folgt eine weitere Trennung. Beschreiben Sie auf welche Weise diese Trennung erfolgt. Gehen Sie dabei auf die eingesetzten Reagenzien ein und benennen Sie den Reaktionstyp (Oxidation, Reduktion, Komplexbildung, …). a. Benennen Sie die beiden Trenngruppen und ordnen Sie die Kationen bzw. die ggf. entstandenen Verbindungen den entsprechenden Gruppen zu. b. Neben einer Komplexbildungsreaktion findet gleichzeitig ein weiterer Reaktionstyp statt. Welcher? Formulieren Sie beispielhaft die Reaktionsgleichung für die Reaktion eines Sulfides mit Ammoniumpolysulfid....