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B) Was versteht man unter Rege - Universität Ulm

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Universität Ulm
Analytische Chemie
Allgemeine Sachverhalte
A)
B)
C)
D)
E)
F)
G)
H)
I)
J)
K)
L)
M)
N)
O)
P)
Q)
R)
Wie würden Sie Chemie definieren?
Was versteht man unter Regel, Prinzip, Hypothese, Modell, und Gesetz
Definieren Sie: Grösse, Einheit, Dimension
Notieren Sie sechs verbreitete Präfixe
Was versteht man in der Naturwissenschaft unter Standardbedingungen
Was sind Molekülformel, Konstitutionsformel, Skelettformel und
Konformationsformel?
Notieren Sie die Symbole mit denen die 6 biologisch wichtigsten Elemente
dargestellt werden.
Geben Sie eine Definition der Begriffs: Stöchiometrie
Nennen Sie die drei Aggregatzustände.
Was versteht man unter Festpunkt, Kochpunkt und Sublimationspunkt
Welche Atomabmessungen (Massangabe) entsprechen etwa der Realität?
Definieren Sie den Begriff 1 Mol.
Was versteht man unter Stoffmenge und wie gibt man mehrheitlich in der
Chemie eine Stoffmengenkonzentration an?
Notieren Sie drei verschiedene Relativangaben für eine
Stoffmengenkonzentration
Erläutern Sie den Begriff Standardbedingungen.
Was versteht man unter einem Aliquot?
Welche Gesetzmässigkeiten gelten bezüglich der Masse, der Ladung und der
Energie?
Weshalb ist das Gesetz der Massenerhaltung ein Grenzgesetz?
Die Chemie-Evolution Bildung von Materie
A) Wieso kann infolge eines Urknalls Materie bebildet werden?
B) Welche Materieteilchen führen zur Bildung von Deuteronen und wie?
C) Weshalb assoziieren die positiv und negativ geladenen Materieteilchen nicht sofort
nach ihrer Bildung?
D) Weshalb dominieren auf der Erde Elemente mit geradzahliger Kernladungszahl.?
E) Was versteht man unter dem Massendefekt?
F) Wie kann bei Massendefekt die Bilanz ausgeglichen werden?
G)Schreiben Sie in Symbolform einen Atomkern mit der Kernladungszahl 18 und der
Neutronenzahl 38
H) Was sind Alpha, beta und Gamma Strahlung?
I) Welche Reichweiten haben die Strahlungen?
J) Was versteht man unter Radioaktivität.?
K) Gibt es natürliche Radioaktivität?
L) Wo kann man diese feststellen?
M) Was versteht man unter der Halbwertszeit?
N) Was sagt der Begriff Dosis?
O) Was gibt die Angabe Bequerel wider und was verbinden Sie mit Sievert?
P) Welche Nutzung von Radioaktivität kennen Sie?
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Analytische Chemie
Atom und Element
A)
B)
C)
D)
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H)
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L)
M)
N)
O)
Welche Konsequenz hat der Streuversuch von Rutherford für die Atomvorstellung
Komponenten eines Atoms
Wie sieht das Bohr-Atommodell aus?
Welche Nukleonen interessieren bei einer einfachen Betrachtung des Atomkerns?
Was gibt die Ordnungszahl an?
Proton und Neutron haben etwa die gleiche Masse. Welche Funktion rechnet man
den Neutronen zu?
Worin unterscheiden sich die Atome verschiedener Elemente?
Was versteht man unter Isotopen eines Elements?
Was versteht man unter dem Kernzerfall?
Was wird bei á-Strahlung, â-Strahlung und ã-Strahlung emittiert?
Aufgrund welcher Erkenntnisse liessen sich die Elemente ordnen?
Nach welchem Ordnungskriterium sind die Elemente im PSE zusammengestellt?
Inwieweit kann man aus dem PSE folgern ob es sich bei einem Element um ein
Metall oder Nichtmetall handelt?
In welchen Hauptgruppen erwarten Sie die metallischen Elemente?
Wo sind die nichtmetallischen Elemente im PSE zu finden?
Atom und Elektronen
A)
B)
C)
D)
E)
F)
G)
H)
I)
J)
Was belegt die energetische Strukturierung der Elektronen?
Was versteht man unter dem angeregten Zustand eines Elektrons?
Was versteht man unter der Elektronenkonfiguration?
Was versteht man unter der Valenzelektronenkonfiguration?
Was versteht man unter der Edelgaskonfiguration?
Was steht hinter dem Begriff Orbital?
In welchem Bezug zur Elektronenkonfiguration steht der Begriff Quantenzahl?
Die Besetzung der Orbitale folgt der Regel von Hund, was bedeutet diese?
Welche Aussage macht das Pauli-Prinzip?
Durch welche Spinquantenzahl wird das Verbot zweier gleicher Elektronen
realisiert?
K) Nennen Sie die Elektronenzahl des Elements mit der Ordnungszahl 4 und 12.
L) Geben Sie für die beiden vorgenannten Elemente die Valenzelektronenzahl an.
M) Notieren Sie die Valenzelektronenkonfigurationen zugehöriger Atome
N) Zeichnen Sie die Valenzelektronen in das Kästchenmodell für die Orbitale ein
O) Welcher Bezug besteht zwischen dem Begriff Quantenzahlen und den Orbitalen?
Universität Ulm
Analytische Chemie
Stoffbegriff - Bindung und Verbindung
A) Was versteht man unter Gemenge, Gemisch, Reinstoff
und welches Kriterium lässt eine Unterscheidung zu?
B) Welche Elemente kommen unter Standardbedingungen atomar vor?
C) Welche Bedeutung hat das stabile 126 C-Atom für die atomare Masse eines Elements
in dem PSE?
D) Welche Bedeutung kommt der Atommasseneinheit 1u (=1.660 10-24g) zu ?
E) Worin unterscheiden sich Molekül und Atom.
F) Was versteht man unter einem Radikal oder einer radikalischen Verbindung?
G) Was versteht man unter der Modifikation eines Stoffs?
H) Was versteht man unter der ersten Ionisierungsengergie?
I) Was gibt der Begriff Elektronenaffinität an?
J) In welchem Zusammenhang steht das Auftreten der Alkalimetall – und
Erdalkalimetall-Kationen mit der Oktettregel.
K) Die Elemente der 7. HG bilden einfach negativ geladene Ionen. Begründen Sie das
Auftreten des Bromid-Anions.
L) Welche grobe Massenverhältnis haben Proton, Neutron und Elektron zueinander?
M) Wie gibt man die Stoffmenge in der Chemie mehrheitlich an?
N) Nennen sie weitere Stoffmengenangaben
A) Nennen Sie drei Bindungsarten
B). Worauf beruhen die Ionenbindung und die Atombindung (kovalente Bindung)?
C) Was versteht man unter der metallischen Bindung?
D) Aufgrund welcher Eigenschaft lassen sich molekulare Aggregate in Neutralstoffe
und ionische Stoffe einteilen.
E) Nennen Sie zwei Gruppen des PSE in denen1. die Metalle und 2. die Nichtmetalle
zu finden sind.
F) Wie bezeichnet man den Vorgang bei dem1. aus Kalium das Kalium-Kation und
2. aus Brom das Bromid-Anion gebildet wird?
G) An welcher Silbe im Namen erkennt man einkernige Anionen?
H) Formulieren Sie Salzbildung von Natriumchlorid, Magnesiumbromid und
Aluminiumiodid aus einer Reaktion der Elemente
I).Schreiben Sie die Summen- und Skelettformel (Lewis-Formel) nachstehender
Molekülverbindungen: Stickstoff, Sauerstoff, Schwefel
J) Benennen Sie die unterschiedlichen Modifikationen in denen Kohlenstoff auftritt.
K) Schreiben Sie eine Skelettformel von Wasser, Iodwasserstoff und Ammoniak.
L) Was versteht man unter Elektronegativität?
M) Wie wirkt sich die unterschiedliche EN auf die Atombindung im Chlorwasserstoff
aus
N) Was versteht man unter sp-, sp2- und sp3-Hybrid beim Kohlenstoff?
O) Nennen Sie jeweils eine Verbindung in der der Kohlenstoff sp-,sp2 und sp3hybridisiert ist.
P) Was versteht man unter Mesomerie?
Q) Schreiben Sie als Skelettformel die mesomere Grenzstrukturen der nachfolgenden
Oxoanionen: Sulfat(VI) und Phosphat(V) auf.
R) Welche Aussage macht der Begriff Oxidationszahl?
S) Heute bezeichnet man Oxoanionen systematisch. Anstelle von Nitrit sagt man
Nitrat(III). Worüber informiert die nachgestellte römische Ziffer?
Universität Ulm
Wasser
A)
B)
C)
D)
E)
F)
G)
H)
I)
J)
K)
L)
M)
N)
O)
P)
Analytische Chemie
Eigenschaften des Stoffs
Geben Sie die Konstitutionsformel (Summenformel) und die molare Masse der
Verbindung an
Schreiben Sie die Lewis-Formel auf und zeichnen Sie das Molekül in räumlicher
Skelettformn und kennzeichnen Sie die festzustellen Ladungspole.
Begründen Sie das Auftreten der unterschiedlichen Aggregatformen.
Geben Sie den Kochpunkt und den Festpunkt von Wasser an.
Welche Folge hat die Ausbildung von „Wasserstoffbrücken“ für flüssiges
Wasser?
Welcher Zusammenhang besteht zwischen der Realstruktur von Eiskristallen
und der Dichte-Anomalie
Weshalb stellt man bei Reinstwasser elektrische Leitfähigkeit fest?
Formulieren Sie die Autoprotolysegleichung für Wasser und wenden Sie das
Masssenwirkungsgesetz darauf an.
Welche Eigenschaft leitet sich aus der Bildung der Autoprotolyseprodukte ab?
Was versteht man unter dem Ionenprodukt des Wassers?
Wie gross ist das „Ionenprodukt“ unter Standardbedingungen und welche
Dimension hat es?
Wie verändert sich das „Ionenprodukt“ bei Temperaturabnahme und wie bei
Temperaturzunahme?
Weshalb verwendet man in der Chemie sehr häufig p-Werte, wie zB pKwasser , pH
Welche Beziehung besteht zwischen dem „Ionenprodukt“ und dem pH-Wert?
Schreiben Sie die korrespondierenden Säure-Base-Paare auf, die im Wasser
auftreten.
Welche Stoffe lösen sich in Wasser und welche Stoffe sind schwerlöslich in
Wasser. Belegen Sie Ihre Aussage durch Beispiele.
Andere Stoffe
A) Formulieren Sie die bei Wasser unter A) und B) geforderten Angaben für
Schwefelwasserstoff, Ammoniak, Kohlendioxid
B) Formulieren Sie Ihre Erwartung hinsichtlich deren Aggregatzustand unter
Standardbedingungen.
C) Formulieren Sie die bei Wasser unter A) und B) geforderten Angaben für
Methan, Ethan, n-Propan, n-Butan, n-Pentan, n-Hexan; n-Heptan.
1-en Ethan [ Ethen], 1-en Propan [Propen]; 1-in Ethan [Ethin, Acetylen]
D) Formulieren Sie die bei Wasser unter A) und B) geforderten Angaben für
Chlormethan, Dichlormethan, Trichlormethan, Tetrachlormethan;
Grundlegendes zur Stoffchemie
A) Zeichnen Sie ein Dreieck und benennen Sie die Spitzen mit den drei
Bindungsarten: Metallbindung, kovalente Bindung, Ionenbindung.
B) Welche Aussage kann man aus dieser Darstellung ableiten?
C) Tragen Sie im Dreieck an der Spitze für Metallbildung stellvertretend Natrium ein
(dessen Bindung Sie durch Na-Na darstellen), an der Spitze für kovalente
Bindung das Chlormolekül (dessen Bindung sie durch Cl-Cl darstellen) und an
der Spitze für Ionenbindung Natriumchlorid (dessen Bindung Sie durch Na + Clcharakterisieren. Vervollständigen Sie das Bild durch die Bindungspaare, die die
Elemente zwischen Natrium und Chlor einnehmen könnten.
Beispielsweise zwischen der Metall-Bindung Na . .Na und der kovalenten
Chlorbindung Cl-Cl: Na Mg; Na Al usw. Leiten Sie daraus deren zu erwartenden
Bindungscharakter ab.
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Analytische Chemie
Lösung und Heterogenität
A) Gemenge und Gemisch- wie erfolgt die Abgrenzung zu einem Reinstoff
B) Erklären Sie die Begriffe Schaum, Neben, Rauch, Emulsion
C) Wie erhält man eine Lösung – oder was versteht man unter einer Lösung
D) Worin unterscheidet sich eine echte von einer kolloidalen Lösung?
E) Worin unterscheiden sich die wässrigen Lösungen eines Salzes von einer
Zuckerlösung?
F) Nennen Sie verschiedene Angaben mit denen sich die Zusammensetzung eines
(heterogenen) Gemischs oder einer Lösung angeben lässt.
G) Welche Stoffmengenangabe ist in der Chemie gebräuchlich?
H) Wie gibt man in der Chemie mehrheitlich die Stoffmengenkonzentration an?
I) Welche Reihenfolge sollte man beim Ansetzen einer Lösung stets beachten?
J) Berechnen Sie die Gramm-Menge, die man von festem Natriumacetat einwiegen
muss, um 1 Liter einer 5*10-3 M wässrigen Lösung zu erhalten?
Atomare Masse Natrium 23 g/Mol, Summenformel Natriumacetat C 2H3O2Na
K) Berechnen Sie die Molarität einer wässrigen Salzsäure- Lösung, wenn in 250 mL
der Lösung 22,5 g des vorgenannten Salzes gelöst sind.
[ atomare Masse H = 1 g/Mol; Cl = 35.5 g/Mol]
L) Berechnen Sie die Molarität der Hydronium-Ionen, wenn in 0.200 L einer wässrigen
Schwefelsäurelösung 0.025 Mol Schwefelsäure gelöst sind.
M) Sie sollen aus einer Konzentrierten einer wässrigen 25 gewichtsprozentigen
Ammoniaklösung 1 Liter einer 2 M wässrigen Lösung herstellen. Berechnen Sie
1. die Menge in Gramm der konzentrierten Ausgangslösung und
2. das Volumen in Millilitern mit der die verdünnte Lösung herzustellen ist
N) . Berechnen Sie aus der Molarität einer wässrigen Ascorbinsäurelösung die Menge
an Vitamin C in einem 200 mL Volumen
[Summenformel / Konstitutionsformel C 6H8O6]
O) Als quantitative Angaben über Stoffe in Gemischen und Lösungen findet man den
Absolutbetrag, Gewichtsprozente und Volumenprozente. Was verbirgt sich hinter
der Angabe Promille, ppm und ppb?
P) In der Chemie findet man neben herkömmlicher Konzentrationsangabe die Angabe
der Aktivität. Erläutern Sie den Zusammenhang zwischen Konzentration
Wirkkonzentration.
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Analytische Chemie
Stoffe gelöst in Wasser
A) Notieren Sie was zunächst geschieht, wenn Sie versuchen folgende Stoffe in
Wasser zu lösen: Wasser, Zucker [C 6H12O6],flüssiges n-Hexan, flüssiges
Tetrachlor-methan; {flüssiges Benzol [C 6H6]}; {1-ol-Methan = Methanol} {1-ol-Ethan
= Ethanol}; festes Natriumchlorid, festes Calciumchlorid, festes Natriumhydroxid,
fester Quarzsand, Ammoniak-Gas, HCl-Gas, Kohlendioxid;
B) Sofern eine echte Lösung entsteht, wie sind die gelösten Stoffe zu beschreiben?
C) Wann schliesst sich an den Lösevorgang ein weiterer an?
D) Geben Sie die drei unterschiedlichen Definitionen für Säuren und Basen an.
E) Welche Definition nutzt man in der Chemie um das Verhalten von Säuren und Base
zu beschreiben?
F) Was versteht man unter starken Säuren und Basen?
G) Wie unterscheiden sich schwache Säuren und Basen von den starken?
H) Formulieren Sie den vollständigen Löseprozess für starke und schwache Säuren
HX in Wasser mit einer Gleichung 1. in einer allgemeinen Gleichung und jeweils für
eine konkrete Säure
I) Formulieren Sie den vollständigen Löseprozess für starke und schwache Basen in
Wasser mit einer Gleichung 1. in einer allgemeinen Gleichung und jeweils für eine
konkrete Base.
J) Stellen Sie das Massenwirkungsgesetz für Säuren HX und Basen BOH, B und B - in
Wasser auf.
K) Formulieren Sie neben der Gleichgewichtskonstanten die Säure- und die
Basenkonstante.
L) Formulieren Sie für eine Polysäure H3X die denkbaren Gleichgewichte in Wasser
M) Schreiben Sie die Lewisformeln folgender Säuren auf: Salzsäure, Salpetersäure(V),
Phosphorsäure(V), Hydrogenphosphat(V), Dihydrogenphosphat(V),
Kohlensäure(IV), Hydrogencarbonat(IV); Ameisensäure, Essigsäure, Propionsäure;
Oxalsäure, Hydrogenoxalat; Zitronensäure;
N) Schreiben Sie die Lewisformeln folgender Basen auf:
Ammoniak, Ammoniumhydroxid, Natriumhydroxid, Calciumhydroxid;
{Methylamin CH3NH2; Dimethylamin CH2NH; 1,2-di-Amino-Ethan
H2NCH2CH2NH2; Pyridin C 5H5N}
O) Schreiben Sie die Lewisformel für folgende á-Aminosäuren auf
Glycin = 2-Aminoessigsäure H2C(NH2)COOH;
Alanin = 2-Aminopropionsäure H3CCH2(NH2)COOH;
P) Welche Säureeigenschaften haben die vorgenannten á-Aminosäurem?
Q) Welche pH-Werte müssen Sie feststellen, wenn in Wasser gelöste Säuren
vorhanden sind?
R) Welche pH-Werte müssen Sie feststellen, wenn in Wasser gelöste Basen vorliegen.
S) Was versteht man unter Neutralisation?
T) Erwarten Sie eine pH-Wert-Veränderung wenn Sie Natriumchlorid in Wasser lösen?
U) Welche Voraussetzungen muss ein Salz haben, wenn nach seinem Lösen in
Wasser der neutrale pH des Wassers erhalten bleibt.
V) Welche Voraussetzungen muss ein Salz haben, wenn nach seinem Lösen in
Wasser, die Lösung einen vom pH 7 abweichenden Wert hat?
W) Was versteht man unter einem Puffer im Zusammenhang mit wässrigen Lösungen?
X) Welche Zusammensetzung muss eine wässrige Lösung haben, damit sie eine pHpuffernde Wirkung zeigen kann?
Y) Welche Löseeigenschaften haben Salze in der Regel gegenüber Wasser als
Lösemittel?
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Analytische Chemie
Komplexbildung
A Sofern sich Stoffe in einem Lösemittel lösen bildet sich in der Regel eine
Solvathülle aus. Was versteht man darunter.
B
Wie bezeichnet man die Solvathülle die sich in wässriger Umgebung
ausbilden kann?
D) Löst man Salze in Wasser, dann dissoziieren diese gewöhnlich. Wie liegen die
Kationen und Anionen des Salzes in wässiger Lösung vor?
E) Weshalb sind die Hydrathüllen von Metallkationen gewöhnlich stärker gebunden
als bei Anionen?
F) Formulieren Sie die Hydratbildung des Kupfer(II)-kations, wenn sie ein lösliches
Kupfer(II)salz in Wasser lösen.
G) Woran kann man die Bildung des hydratisierten Metallkations erkennen.
H) Was beobachtet man, wenn man zu einer wässrigen Kupfer(II) haltigen Lösung
tropfenweise eine konzentrierte wässrige Lösung von Ammoniak hinzufügt?
I) Erklären Sie die Beobachtung.
J) Formulieren Sie die ablaufenden Gleichgewichtsprozesse.
K) Was beobachtet man, wenn man zu einer wässrigen Kupfer(II) haltigen Lösung
tropfenweise eine konzentrierte wässrige HCl-Lösung hinzufügt?
L) Formulieren Sie die ablaufenden Gleichgewichtsprozesse.
M) Was beobachtet man, wenn man zu einer stark ammoniakalischen wässrigen
Kupfer(II)-haltigen Lösung tropfenweise eine konzentrierte wässrige HCl-Lösung
hinzufügt?
N) Formulieren Sie die ablaufenden Gleichgewichtsprozesse.
O) Formulieren Sie die Bildung des Tetra –aquo-Kupfer(II)komplexex und
Formulieren Sie das Massenwirkungsgesetz sowie die
Komplexbildungskonstante
P) Ist die Komplexbildungskonstante des Tetrammin-Kupfer(II)komplex grösser
oder kleiner als die vom anlog gebauten Aquokomplex?
Q) Was versteht man unter der Koordinationszahl eines Komplexes.
R) Skizzieren Sie die beiden Möglichkeiten in der vier gleiche Liganden in einem
Metallkomplex angeordnet sein können.
S) Skizzieren Sie die zu erwartende Ligandenanordnung, wenn für die hexaCyanokomplexe des Eisen(II) und Eisen (III).
T) Liganden müssen nicht notwendigerweise geladen sein.
So kann Kohlenmonoxid CO als Ligand binden. Formulieren Sie einen fiktiven
Carbonylkomplex eines Metallkations.
U) Siber(II)ionen bilden lineare 1:2 Komplexe. Formulieren Sie den DichloroKompex.
V) Skizzieren Sie zwei cis-trans-Isomere eines Platin(IV)Komplexes mit der
Koordinationszahl 6
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Analytische Chemie
Energetische und kinetische Aspekte
A) Die meisten Gleichungen formuliert man als Reaktion der Edukte zu den
Produkten. A + B < = > C Formulieren Sie auf dieser Grundlage die Bildung
von
1.
Silber(I)chlorid aus Silber(I)ionen und Chloridionen
2.
Natriumchlorid aus Natrium und Chlorgas
3.
Wasser aus Wasserstoffgas und Sauerstoffgas.
B) Die Gleichung muss die Stöchiometrie berücksichtigen
C) Formulieren Sie die Bildung eines Zuckers C nH2nO6 und von molekularen
Sauerstoff aus Wasser und Kohlendioxid
D) Sie von ihnen formulierten Gleichungen bezeichnet man als stöchiometrische
Gleichungen, diese stellen den energetischen Aspekt nicht dar.
Eine vollständigere Form berücksichtigt die bei einer Reaktion auftretende
Wärmetönung. Man bezeichnet diese Form als thermodynamische Gleichung
Als klassisches Beispiel dient die vorgenannte Reaktion der Gase Wasserstoff
und Sauerstoff, die Gasbestandteile können nämlich ohne zu reagieren
nebeneinander vorliegen, allerdings ist ein solches Gemisch äusserst gefährlich,
weil die Reaktion unter bestimmten Rahmenbedingungen explosiv ablaufen
kann.
Was gibt man als Ursache für die das nicht spontane Ablaufen an?
E) Wie bezeichnet man eine Reaktion bei der Wärme nach aussen abgegeben
wird?
F) Wie bezeichnet man eine Reaktion bei der Wärme aus der Umgebung
aufgenommen wird?
G) Ist die Aufnahme oder Abgabe das energetische Kriterium dafür ob eine
Reaktion tatsächlich erfolgt.
H) Die energetische Betrachtung jeder Reaktion wird zutreffend durch die GibbsHelmholtz-Gleichung widergegeben. Formulieren Sie die Fundamentalgleichung
und benennen Sie die vorkommenden Grössen.
I) In welcher Grösse wird die Wärmetönung ausgedrückt?
J) Welchen Betrag muss die Gibbs freie Reaktionsenthalpie haben, damit eine
Reaktion tatsächlich erfolgen kann?
K) In welcher Beziehung stehen die Begriffe: exergon und endergon zur GibbsHelmholtz-Gleichung und insbesondere zur freien Reaktionsenthalpie?
L) Wie kann man sich den Entropieterm anschaulich vorstellen?
M) ÄRH bezeichnet man als Reaktionsenthalpie, über welche Variable ist sie mit der
Gleichgewichtskonstante einer Reaktion veknüpft?
N) Was versteht man unter dem Stosskomplex?
O) Wie erklärt man den Zusatzaufwand, damit eine Reaktion, die nicht spontan
abläuft, erfolgt?
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