Übung 10 (Chemie der Elemente der Gruppe 16)
Literatur: Housecroft „Chemistry“, Kap. 22.10-11
1. Prüfungsaufgabe S2010
Vervollständigen Sie folgende, stöchiometrisch nicht ausgeglichene Reaktions- gleichungen von Sauerstoffverbindungen. Die korrekten stöchiometrischen Faktoren müssen Sie selbst finden.
MgH2 + H2O →
Li3N + H2O →
NO + NO2 + H2O →
SO2 + H2O →
Na4SiO4 + H2SO4 →
Be(OH)2 + NaOH →
Ca(OH)2 + CO2 →
SiO2 + Al → t > 1500°C
2. Zeigen Sie unter Berücksichtigung der beiden folgenden Reaktionen für E = O und E
= S, dass die Bildung zweiatomiger Moleküle für Sauerstoff, für Schwefel jedoch die Ringbildung begünstigt ist.
8 E (g) → 4 E2 (g) 8 E (g) → E8 (g)
Gegeben sind die folgenden Werte kovalenter Bindungsenthalpien:
O─O: 146 kJ·mol-1 O=O: 498 kJ·mol-1 S─S: 266 kJ·mol-1 S=S: 427 kJ·mol-1
3. Prüfungsaufgabe S2011
a) Vergleichen Sie das Element Schwefel hinsichtlich folgender Eigenschaften mit den angegebenen Elementen. Setzen Sie jeweils ein „<“ (kleiner als) oder „>“ (grösser als) zwischen die Elemente.
Elektronegativität S Se
Stärke der Sauerstoffsäure S P Stärke der Wasserstoffsäure S Cl Basischer Charakter der Oxide S Bi
b) Geben Sie die Elektronenkonfiguration des Schwefels im Grundzustand an.
Berechnen Sie die effektive Kernladungszahl Zeff für ein 3p-Elektron des Schwefels.
c) Elementarer Schwefel kann durch Umsetzung der Gase Schwefelwasserstoff und Schwefeldioxid hergestellt werden (Claus-Prozess).
Formulieren Sie die Reaktionsgleichung. Um welchen Reaktionstyp handelt es sich?
d) Elementarer Schwefel bildet bei Standardbedingungen eine stabiles S8-Molekül.
Skizzieren Sie das Molekül.
Sauerstoff bildet hingegen ein stabiles O2-Molekül. Geben Sie eine Erklärung für das unterschiedliche Verhalten beider Elemente trotz gleicher Valenzelektronenzahl.
Das Sauerstoff-Molekül ist ausserdem ein Diradikal. Wie kann man diesen Befund erklären?
e) Elementarer Schwefel kann zu den Kationen (S8)2+ und (S4)2+ oxidiert werden.
Skizzieren Sie die Strukturen beider Ionen. Welche besondere Eigenschaft besitzt (S4)2+ ?
f) Formulieren Sie Reaktionsgleichungen für die Umsetzung von Schwefeldioxid bzw.
von Schwefeltrioxid mit Wasser.
SO2 + H2O →
SO3 + H2O →
Zeichnen Sie Valenzstrichformeln beider Oxide sowie der Reaktionsprodukte.
g) Vervollständigen Sie folgende Reaktionsgleichungen. Die korrekten stöchiometrischen Faktoren müssen Sie selbst finden.
SO2 + Ca(OH)2 →
H2SO4 (100%) + HNO3 (100%) →
FeS + H2SO4 →
Ca3(PO4)2 + H2SO4 →
H2S2O8 + H2O →
Al2S3 + H2O →
Na2S2O3 + I3
− →
Na2SO3 + HCl →
4. Prüfungsaufgabe W2011
In der untenstehenden Tabelle sind sechs Sauerstoffsäuren aufgelistet.
a) Geben Sie für diese Verbindungen eine Struktur an.
b) Welche formale Oxidationsstufe hat das Zentralatom?
c) In welchem Valenzzustand liegt das Zentralatom vor?
Valenz Ox.-zahl Molekülstruktur (VSEPR)
H3BO3
H6Si3O9
H3PO4
H4P2O6
H2SO5
H6TeO6
