Ubungsblatt+1+Losung PDF

Preview

Summary

Download Ubungsblatt+1+Losung PDF

Description

Lösungen der Übungen der Chemie für (Zahn-)Mediziner

1

10.11.2020 Diese Übungsaufgaben sind für die Bearbeitung während der Übungsphase des Tutoriums geplant. (Wenn Sie eine Aufgabe nicht lösen können, fahren Sie mit der nächsten fort.)

1. Sie wollen eine 3 molare Lösung Natriumhydroxidlösung (NaOH) mit 10 Litern Volumen herstellen. Wie viel Natriumhydroxid benötigen Sie. (Hinweis: c = n/V) Es muss eine Konzentration berechnet werden. Es muss also die Formel

c=

n V

verwendet werden. Hierbei ist c die Konzentration, n der Stoffmengenanteil (in mol) und V das Volumen des Lösungsmittels (meistens in Litern). Hinweis: Die Aussage „Es liegt eine 3 molare Lösung vor“ ist gleichbedeutend damit, dass die Konzentration 3 mol/l beträgt. Gegeben: c = 3 mol/l, V = 10l Gesucht: n c*V =n => 3mol/l * 10l=n => 30mol = n

2. Sie haben vor sich eine Kochsalzlösung mit einem Volumen von 500ml. In dieser wurden 29,22 g gelöst. Welche Konzentration an Kochsalz (NaCl) liegt vor? Bei dieser Aufgabe muss zunächst die Stoffmenge (n) berechnet werde, um anschließend die Konzentration zu bestimmen: n = m/M hierbei ist m die Masse (in Gramm) und M die molare Masse (in g/mol). Die molare Masse kann für eine Verbindung durch das Periodensystem ermittelt werden. M(NaCl)= 58,44 g/mol m = 29,22 g n= m/M = (29,22 g)/(58,44 g /mol) =0,5mol Nun kann die Formel aus Aufgabe 1 verwendet werden, weil V (0,5l) und n (0,5mol) bekannt sind → c = 1mol/l

1 Diese Lösunge erheben keinen Anspruch auf Vollständigkeit; Fehler sind nicht ausgeschlossen.

1

3. Brom ist ein Element, das als Dimer (Br2) vorliegt. Brom ist aus mehreren Gründen ein besonderes Element. Einer dieser Gründe ist, dass es fast ausschließlich zwei Isotope (79Br und

81

Br) gibt. Diese Isotope kommen jeweils mit einem Anteil von

ungefähr 50% vor. Geben Sie an, welche molare Masse für ein Bromdimer die wahrscheinlichste molare Masse ist. Begründen Sie ihre Entscheidung Es

werden

stets

zwei

Bromatome

kombiniert,

wobei

für

jedes

Isotop

die

Wahrscheinlichkeit 50% beträgt (wie beim Werfen einer Münze) Die Wahrscheinlichkeit für zwei leichte Bromatome beträgt 0,5*0,5=0,25 zwei schwere Bromatome beträgt 0,5*0,5=0,25 ein leichtes und ein schweres Bromatom 2*0,5*0,5=0,5 Somit ist letztere Möglichkeit am wahrscheinlichsten. Somit beträgt die molare Masse eines Bromdimers am wahrscheinlichsten 160g/mol

4. Bestimmen Sie die molare Masse von schweren Wasser (D 2O). Erinnerung D ist gleichbedeutend zu 2H. Bestimme zunächst die molare Masse der einzelnen Verbindungsbestandtteile M(O)= 16g/mol M(D) = 2g/mol M(D2O) = M(O)+2*M(D) = 16 g/mol + 2*2 g/mol = 20 g/mol 5. Sie haben ein unbekanntes Element vor sich. Es konnte nachgewiesen werden, dass 0,2mol dieses Elements 39,394g wiegen. Ermitteln Sie, um welches Element es sich hierbei handelt. Verwende die Formel n = m/M Gegeben: m = 39,394g, n = 0,2mol Gesucht: M (um das Element zu ermitteln) n= m/M → M = m/n → M = (39,394 g)/ (0,2mol) = 196,97 g/mol. Das Element hat also eine molare Masse von 196,97 g/mol. Aus dem Periodensystem wird erkenntlich, dass nur ein Element eine molare Masse von ungefähr 196,97 g/mol haben. Dies ist Gold (Au)

2

6. Sie wollen aus Aluminium und Sauerstoff Aluminiumoxid (Al 2O3) herstellen. Die Reaktionsgleichung lautet 4Al + 3O2 → 2Al2O3 a) Geben Sie an, wie das Verhältnis der eingesetzten Stoffmenge von Alumium (Al) zu Sauerstoff (O2) ist. b) Sie haben 407,84g Aluminiumoxid hergestellt. Wie viel Stoffmenge entspricht das? c) Berechnen Sie, wie viel Aluminium (Al) und Sauerstoff (O 2) Sie einsetzen mussten, um 407,84g Aluminiumoxid herzustellen.

a) Es werden immer 4 mol Aluminium pro 3 mol Sauerstoffmoleküle (O 2) eingesetzt. b) Die Masse ist bekannt. Bestimme zunächst die molare Masse von Aluminiumoxid. M(Al2O3) = 2M(Al)+3M(O) = 101,96 g/mol. Berechne nun über die bekannte Formel die Stoffmenge n= m/M. Werden nun die Werte eingesetzt, folgt, dass n = 4mol beträgt. c) Verwende Aufgabe b. Es ist bekannt, dass die Gegebene Masse 4 mol entspricht. Wir wissen, dass 4 mol Aluminium mit 3 mol Sauerstoff (O 2) zu 2 mol Aluminiumoxid reagieren. Es sollen nun 4 mol Aluminiumoxid hergestellt werden. Da die doppelte Menge an Produkt hergestellt werden soll, braucht man auch die doppelte Menge an Edukten: Also braucht man 8 mol Aluminium und 6 mol Sauerstoff (O 2).

7. Geben Sie die Namen der nachfolgenden Verbindungen an: a) Ag2O Silberoxid, (Disilberoxid) b) Cu3N2 Kupfernitrid, (Trikupferdinitrid) c) BF3 Borfluorid, (Bortrifluorid) Hilfe für Endungen: F: Fluorid O: Oxid N: Nitrid 3

8. Wenn Sie alle Aufgaben einschließlich 9 gemacht haben, können Sie noch diese etwas

schwierigere

Aufgabe

machen:

Zur

Wiederholung:

Sie

sind

im

Chemiepraktikum und müssen eine 4 molare Arsenfluoridlösung (AsF 3) herstellen. Das Gesamtvolumen soll 0,1 Liter betragen. Wie viel Gramm Arsenfluorid benötigen Sie? Gegeben: c = 4 mol/l, V = 0,1l Gesucht: m Bestimme

zunächst

die

molare

Masse

von

Arsentrifluorid

(AsF 3)

über

das

Periodensystem. M = 131,91 g/mol. Setzte dies nun in die angegebene Formel ein.Um die Masse zu bestimmen, gibt es zwei Ansätze: 1. Man verwendet eine Formel aus der Vorlesung: m=M*c*V = 131,91 g mol*4 mol l*0,1l =52,764 g 2. Man bestimmt zunächst die benötigte Stoffmenge und berechnet damit dann in einem zweiten Schritt die Masse (Siehe Lösung von Aufgabe 2) c = n/V → c * V = n 4 mol/l *0,1l = 0,4 mol n = m/M → n*M = m m = 0,4 mol * 131,91 mol/l = 52,764 g

4

9. Kreuzen Sie in der nachfolgenden Tabelle an, ob die Aussagen wahr oder falsch sind. Aussage

wahr falsch

Platz für Begründungen

1

Verbindungen sind Stoffe, die nur aus einem Element bestehen

x

Nein, Verbindungen bestehen aus mindestens zwei verschiedenen Elementen.

2

Protonen, Neutronen und Elektronen werden als Nukleonen bezeichnet.

x

Nein, nur Protonen und Neutronen. Elektronen sind nicht im Kern.

3

4 5

Die Anzahl von Protonen und Elektronen ist bei einem Atom immer gleich. Protonen und Elektronen sind gleich groß, Neutronen sind um ein Vielfaches kleiner. Helium ist Wasserstoffs.

ein

Isotop

des

6 Xenon (Xe) hat die Massenzahl 54 7

Die Ordnungszahl entspricht Anzahl der Protonen.

der

Wasser (H2O) hat eine molare Masse von ungefähr 18

x

Unglückliche Aussage: Die richtige Aussage wäre: „Der Kern ist um ein Vielfaches kleiner als die Hülle“

x

Nein, die Anzahl der Protonen ist unterschiedlich

x

Nein, 54 ist die Ordnungszahl und nicht die Massenzahl

x

8 Ein Mol entspricht 6,022 Teilchen. 9

Ja, ansonsten wäre das „Atom“ geladen und somit kein Atom mehr

x

Das ist die Definition

x x

Nein, 6,023*1023

Nachrechnen

10 S2- ist ein Atom

x

Sulfid trägt eine Ladung und ist somit kein Atom.

11 H2O ist ein Ion

x

Wasser ist elektrisch neutral; es hat also keine Ladung. Somit ist es kein Ion.

12

Isotope unterscheiden sich in der Anzahl der Nukleonen

13

Isotope unterscheiden sich in der Kernladungszahl

x

Nein, die Anzahl der Protonen ist konstant.

In Anionen ist die Anzahl der 14 Protonen größer als die Anzahl der Elektronen

x

Der hier beschriebene Fall wäre ein Kation.

15 0,3mol Natrium wiegen 6,897g

Ja, es liegen unterschiedlich viele Neutronen vor.

x

x

Nachrechnen

5...