1,28 10 31536000 sln 2   T =ln 2 ln 2T A2 Kaliumpermanganat

LK Chemie: Abiturprüfung 2009 Lösungen

StDin. U.Messerer a.D.

A2 Kaliumpermanganat

1.1 K-Einfang: ⁴⁰19K + ⁰-1e  ⁴⁰18Ar

^--Zerfall: ⁴⁰19K  ⁰-1e + ⁴⁰20Ca

18 19 20

19 20 21

Z

N = A - Z

Ar K Ca

N

1.2 Zerfall des K-40 Präparats:

4019K  ⁰+1e + ⁴⁰18Ar

Mit dem ⁺-Zerfall tritt gleichzeitig ein Elektroneneinfang auf. Deshalb muss die me = m+ doppelt gerechnet werden.

⁺-Zerfall: ^AZM – ^A-1ZM – 2 me

m(K-40) = 39,963999 u m(⁺) = 2 · 0,00054858 u

m(Ar) = 39,962384 u

39,96348116 u

m = -5,1784 · 10^-4

Die Masse nimmt ab, deshalb wird Energie beim ⁺-Zerfall freigesetzt.

1.3 T1/2 = 1,28 · 10⁹ a; A = 1,0 · 10⁶ Bq (s^-1) A(t) =  · N(t);

T_1/2 = ln 2

  ln 2 T_1/2

1,28 ^. 10^{9 .} 31536000 s ln 2

A(t) =  · N(t);

1,0 · 10⁶ = 1,71715 10^-17 · N; N = 5,8236 · 10²² Atome Stoffmenge n:

K-Einfang

^--Zerfall

LK Chemie: Abiturprüfung 2009 Lösungen

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n = n =

L_M

5,8236 ^. 10²² 6,022 ^. 10²³ mol^-1 N

n = 0.097 mol

n = m

M m = n ^. M m = 0,097 mol ^. 40 g/mol m = 3,86 g

Es darf mit einer Masse bis zu 3,86 g im Unterricht gearbeitet werden.

2 Strukturformel von H2S2O8:

S O O S

O O O H

O

O

O H

-1 -1

-2 -2 -2 -2

-2 -2

Eine abgemessene Menge Eisen-II-sulfat-Lösung bekannter Konzentration wird im Überschuss zugesetzt.

H₂S₂O₈ + 2 e + 2 H₃O⁺ 2 H₂SO₄ + 2 H₂O Fe²⁺ Fe³⁺ + e / 2

+6 +7

H₂S₂O₈ + 2 Fe²⁺ + 2 H₃O⁺ 2 H₂SO₄ + 2 H₂O + 2 Fe³⁺

Im Anschluss werden die überschüssigen Fe-II-Ionen mit Kaliumpermanganat-Lösung rücktitriert, bis die kräftige Violettfärbung bleibt.

MnO₄^- + 5 e + 8 H₃O⁺ Mn²⁺ + 12 H₂O Fe²⁺ Fe³⁺ + e / 5 MnO₄^- + 5 Fe²⁺ + 8 H₃O⁺ Mn₂⁺ + 5 Fe³⁺ + 12 H₂O 3.1

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StDin. U.Messerer a.D.

c(KMnO4) = 6,5 · 10^-4 mol/L bei einer Wellenlänge  = 520 nm

Die Kaliumpermanganat-Lösung hat bei einer Wellenlänge 520 nm eine Konzentration von ca. 6,5 · 10^-4 mol/L.

3.3 Das Absorptionsverhalten des reinen Lösungsmittels muss ermittelt und gegebenenfalls bei der Konzentrationsbestimmung berücksichtigt werden.

4. Baeyersche Probe: Zu je einer sodaalkalischen KMnO4-Lösung werden einige Tropfen der Substanzen gegeben. Bei positivem Verlauf färbt sich das Violett der Probelösung zum Braun des Mangan-IV-oxidhydrats (MnO2 · H2O).

Substanz Strukturformel Baeyersche Probe

Benzol neg.

Molekül ist

mesomeriestabilisiert

Cyclohexen

CH₂ CH HC H₂C

H₂C CH₂

pos.

elektrophile Addition möglich

Cyclohexan

H₂C

H₂C CH₂

CH₂ CH₂ H₂

C neg.

keine Doppelbindung vorhanden

Versuchsbeschreibung und -beobachtung gemäß Lehrbuch