Lösung 1

(1)

Lösung 1

1. Die maximal mögliche Anzahl von Elektronen ist 2 für l = 0, 6 für l = 1, 10 für l = 2 und 14 für l = 3. Dabei gilt 0 ≤ l < n.

a) 2 + 6 + 10 + 14 = 32 b) unmöglich, da l < n sein muss c) 2 weil l = 0 d) unmöglich, weil | m | ≤ l sein muss e) 2 weil n, l und m gegeben sind f) 6 weil l = 1

2. a) Sr: [Kr] 5s²

b) W: [Xe] 4f¹⁴5d⁴6s²

c) Co: [Ar] 3d⁷4s²

(2)

d) Cu: [Ar] 3d¹⁰4s¹

Beim Kupfer wird eine Abweichung von der Regelmässigkeit bei der Elektronenbesetzung der Orbitale beobachtet. Hier zeigt sich die bevorzugte Stabilität des vollbesetzten 3d-Unterniveaus.

e) Sn: [Kr] 4d¹⁰5s²5p²

3. a) Ca [Ar]4s² Ca²⁺ [Ar]4s⁰ = [Ar]

b) P [Ne]3s²3p³ P^3– [Ne]3s²3p⁶ = [Ar]

c) La [Xe]5d¹6s² d) Os [Xe]4f¹⁴5d⁶6s²

4. a) Kr < Se²⁻ < Te²⁻ b) Be²⁺ < Na⁺< Ne c) Ti⁴⁺ < Sc³⁺ < Ca

(3)

5. a)

I⁻ + NO3−

→ I2 + NO 2 I⁻ → I2 + 2 e⁻ x3 NO3−

+ 3 e⁻ → NO x2

______________________________________

6 I⁻ + 2 NO₃⁻ → 3 I₂ + 2 NO 8 H⁺ + 6 I⁻ + 2 NO3−

→ 3 I2 + 2 NO + 4 H2O b)

E° (I₂ / I⁻) = +0.54 V E° (NO₃⁻ / NO) = +0.96 V E° = E° (NO3−

/ NO) - E° (I2 / I⁻) = 0.96 V – 0.54 V = 0.42 V

logK = ݖ ∙ ܧ°

0.059=6 ∙ 0.42 0.059 = 43 K = 10⁴³

6. Man betrachtet zunächst 100 g der Säure: 100 g H3PO4 (85%) bestehen aus 85 g Phosphorsäure und 15 g Wasser. Anschliessend werden die zugehörige Stoffmenge der Säure und das Volumen berechnet:

݊ሺH₃PO₄ሻ =݉ሺH₃PO₄ሻ

ܯሺH₃PO₄ሻ= 85g

98g ∙ mol^-1 = 0.87mol

ܸ =݉ሺH₃PO₄ , 85%ሻ

ߩ = 100݃

1.7g ∙ mL^-1 = 59 mL

Aus diesen beiden Angaben kann die Stoffmengenkonzentration der konzentrierten Phosphorsäure berechnet werden.

ܿሺH₃PO₄ , 85%ሻ =݊ሺH₃PO₄ሻ

ܸ =0.87mol

0.059 L = 14.7 M≈ 15 M

Nunmehr kann mittels der Verdünnungsgleichung das gesuchten Volumen V₁ berechnet werden.

(4)

ܸ_ଵ = ܿ_ଶ∙ ܸ_ଶ

ܿ_ଵ =1 mol∙L^ିଵ∙ 1 L

15 mol∙L^ିଵ = 0.066 L

1 L einer Phosphorsäure (c = 1 mol⋅L^-1) werden hergestellt, indem 66 mL konzentrierte Phosphorsäure mit Wasser auf ein Volumen von 1 L aufgefüllt werden.

7.

PH3: pKb ≈ 26 ⇒ PH4+

: pKa ≈ -12

H3O⁺: pKa 0

NH4+

: pKa 9.25

Das Phosphonium-Ion ist die stärkste der drei Säuren, das Ammonium-Ion die schwächste. Das Phosphonium-Ion kann also Wasser protonierten, das

Ammonium-Ion kann es nicht.

8. HClO: pK_a = 7.5 Nach dem Mischen:

HClO 0.01 cⁱ =

ClO 0.04 cⁱ ₋ =

Anwendung der Gleichung von Henderson-Hasselbalch liefert: pH = 8.1.

pH = pܭ_௔+ logܿሺClONaሻ

ܿሺHClOሻ = 7.5 + log0.04

0.01= 7.5 + log4 = 8.1