Übung 10 (Wasserstoff- und Halogenverbindungen)
1. NH3 bzw. PH3 werden mit wässriger Salzsäure HCl (aq) umgesetzt.
Vervollständigen Sie die Reaktionsgleichungen. Auf welcher Seite liegt jeweils das Gleichgewicht?
pKa (NH4+
) : 9.25 ; pKb (PH3) : 26
NH3 (aq) + H3O+ (aq) + Cl -(aq) PH3 (aq) + H3O+ (aq) + Cl -(aq)
2. Aufgrund zu geringer Reaktionsgeschwindigkeit (hohe Aktivierungsenergie) kann die technische Ammoniaksynthese nicht bei T = 298 K und p = 1 bar durchgeführt werden. Die exotherme Reaktion (∆rH° = -92.3 kJ·mol-1) verläuft in einem Hochdruckreaktor bei mindestens 400°C. Unter welchen der folgenden Druck- und Temperaturbedingungen a) - d) wird nach Einstellung des Gleichgewichts die höchste Ammoniak-Ausbeute erreicht? Begründen Sie ihre Wahl.
a) 200 bar , 400°C; b) 200 bar , 600°C; c) 400 bar , 400°C; d) 400 bar , 600°C Berücksichtigen Sie, dass alle Reaktionspartner als Gase vorliegen. (Es ist keine Rechnung notwendig.)
3. Gegeben sind die Standardreduktionspotentiale E° folgender Chlor- Verbindungen bei den pH-Werten 0 und 14:
Unter welchen Bedingungen (sauer oder basisch) disproportioniert Chlor?
Formulieren Sie beide Redoxgleichungen und berechnen Sie die Gleich- gewichtskonstanten bei 298K.
4. Prüfungsaufgabe W2010
Vervollständigen Sie folgende Tabelle:
Valenz am Zentralatom
Ox.-zahl des Zentralatoms
Molekülstruktur (VSEPR) XeOF4
IF8−
PbCl3−
MgH2
BrF3
B2H6
5. Prüfungsaufgabe W2009
a) Vergleichen Sie die Elemente Silicium und Phosphor hinsichtlich folgender Eigenschaften. Setzen Sie jeweils ein „<“ (kleiner als) oder „>“ (grösser als zwischen die Elemente.
Atomradius Si P
1.Ionisierungsenergie Si P Elektronegativität Si P Stärke der Sauerstoffsäure Si P
b) Bestimmen Sie die Oxidationszahlen von Silicium bzw. Phosphor in den folgenden Verbindungen.
SiH4 , SiO2 , Ca2Si, (CH3)3SiCl, Li3P, P4, H3PO2, POCl3
c) Silicium kommt in der Natur unter anderem als Siliciumdioxid SiO2 vor. Es ist Ausgangstoff für das in der Halbleiterindustrie verwendete Trichlorsilan HSiCl3. Formulieren Sie für diesen zweistufigen Prozess korrekte Reaktionsgleichungen.
d) Tetrahydroxidosilicium (Orthokieselsäure) H4SiO4 ist nur in verdünnter saurer Lösung stabil. Bei höheren pH-Werten und Konzentrationen kondensiert die Verbindung unter anderem zum cyclischen Trimer [H2SiO3]3. Formulieren Sie Valenzstrichformeln beider Säuren.
Warum gibt es kein monomeres H2SiO3?
e) Phosphonsäure H3PO3 verbraucht bei der Neutralisation mit Natronlauge nur zwei Äquivalente Hydroxid. Warum?
f) Vervollständigen Sie folgende Reaktionsgleichungen. Die stöchio- metrischen Faktoren müssen Sie selbst finden. Sollte eine Reaktion nicht ablaufen, so ist der Reaktionspfeil durchzustreichen.
