Thermodynamik
A. Begriffe
- Was ist Energie?
- Was ist Enthalpie?
- Was ist Entropie?
- Was ist innere Energie
- was ist der Unterschied zwischen einem geschlossenen und isolierten System?
- Was ist ein Kalorimeter?
- Was ist die Gibbs-Energie?
- Aussage des Satz von Hess?
B. Aufgaben 1.
In einem Kalorimeter wurden 100 g 1 mol/kg HCl-Lösung mit 100 g 1 mol/kg NaOH-Lösung neutralisiert, wobei ein Temperaturanstieg von 6.6° C festgestellt wurde.
a) Stelle die Neutralisationsgleichung auf b) Berechne die Neutralisationswärme in kJ/mol 2.
Ammoniakgas lässt sich direkt aus den Elementen herstellen. Berechne die molare Standard- bildungsenthalpie dieser Reaktion.
3.
Welche Reaktionsenthalpie wird bei der vollständigen Verbrennung von 10 kg Methangas freigesetzt?
4.
Das Salz Ammoniumchlorid löst sich in Wasser problemlos auf, wobei ein Absinken der Temperatur feststellbar ist.
a) Wie lautet die Formel von Ammoniumchlorid? Warum ist Ammoniumchlorid ein eher spezielles Salz?
b) Was lässt sich aus diesen Beobachtungen über ΔG, ΔH und ΔS aussagen? Verwende die Begriffe exotherm/endotherm, exergonisch/endergonisch wo möglich.
Redox- und Elektrochemie
A. Begriffe
- Reduktion, Oxidation
- Reduktionsmittel, Oxidationmittel - Oxidationszahlen
- Korrosion
- Galvanische Zelle
- Galvanisieren – Elektrolyse – Zersetzungsspannung - Faraday-Gesetz
- Batteriearten B. Aufgaben
1.
Kupferoxid wandelt Methanol in einem ersten Schritt in Methanal und in einem zweiten Schritt in Methansäure um. Dabei entsteht auch metallisches Kupfer. Wo findet Reduktion und Oxidation statt?
Bestimmen Sie bei den organischen Molekülen die Oxidationszahlen 2.
Eine galvanische Zelle mit dem Zelldiagramm Ni | Ni2+ || Fe3+ | Fe liefert eine elektrische Spannung.
Wie ist diese Zelle aufgebaut? Wo finden welche Reaktionen satt. Bestimmen Sie die Standardspannung der Zelle
3.
Bei der Elektrolyse einer Kupfersulfat-Lösung fliesst während 20 Minuten ein Strom von 0.25 A.
Bestimmen Sie die abgeschiedene Masse Kupfer und das Volumen an Sauerstoff, der an der anderen Elektrode entsteht
4.
Elektrofahrzeuge besitzen heute einen Akkumulator. Was wäre der Vorteil einer Brennstoffzelle?
5.
Welche Vorteile bietet das Eloxieren von Aluminiumwerkstücken?
6.
Zählen Sie mehrere Methoden auf, um ein Stück Eisen vor dem Rosten zu bewahren.
Quantenchemie
A. Begriffe
- Harmonische Welle
- Interferenz (konstruktiv, destruktiv) - Stehende Wellen
- Absorption/Emission - Wellenlänge, Frequenz - Photoelektrischer Effekt,
Elektronenbeugung - Photonen
- Welle-Teilchen-Dualismus - Eindimensionaler Kasten - Schrödingergleichung
- Atomorbitale, Wellenfunktionen - Aufenthaltswahrscheinlichkeit,
Heisenberg’sche Unschärferelation - Molekülorbitale
B. Aufgaben 1.
Die elektromagnetischen Wellen, die ein Mikrowellengerät erzeugt, besitzen eine Frequenz von 2.455 GHz.
a) Berechnen Sie die Wellenlänge.
b) Legt man eine Tafel Schokolade in die Mikrowelle ohne zu drehen, schmilzt sie an einigen Stellen an anderen jedoch nicht. Erklären Sie.
2.
Ein Elektronenstrahl erzeugt beim Durchstrahlen einer dünnen Graphitfolie ein Ringmuster. Was hat das mit dem Welle-Teilchen-Dualismus zu tun?
3.
Warum bleichen gelbe Farben schneller aus als blaue Farben?
4.
Erstellen Sie ein Energiediagramm nach dem Modell des eindimensionalen Kastens mit der Verteilung der π-Elektronen von 1,3-Butadien. Heben Sie den Vorgang der Lichtabsorption ein und berechnen Sie die Wellenlänge des absorbierten Lichtes. Verwenden Sie folgende Grössen:
Kettenlänge von Oktatetraen: L = 4.2 10-10 m Masse des Elektrons me : 9.1095 10-31 kg
Planck’sches Wirkungsquantum h : 6.626 10-34 Js Hinweis: ΔE = h∙c
λ
5.
Was ist ein 2p-Orbital? Wie lässt sich bestimmen, wo sich ein Elektron befindet, dass in einem 2p-Orbital ist?
6.
Wie lautet die Elektronenkonfiguration für Aluminium.
Verwenden Sie das rechts stehende Energiediagramm.
6.
Wie entstehen Molekülorbitale?Zeichnen Sie ein MO- Diagramm für ein hypothetisches He2-Molekül. Warum ist He2 wahrscheinlich nicht stabil?
Säure/Base - Reaktionen
1. Begriffe
a) Was ist eine Säure nach Brønsted
b) Wie lautet die Autoprotolyse von Wasser?
c) Wie ist der pOH definiert?
d) Was ist eine Pufferlösung 2. Stoffkenntnisse
Benenne folgende Teilchen oder gib die Formel an:
HNO3: ... Sulfat-Ion: ...
Phosphorsäure: ... Hydroxid-Ion: ...
3. pH-Berechnungen Stofflösung Säure/
Base
Stark/
schwach
Formel für Berechnung Konzentration [mol/l]
pH-Wert HCl(aq)
5.5 NH3(aq)
0.06 KOH(aq)
11.8 HNO3(aq)
0.1 Essigsäure(aq)
0.1
4. Neutralisation
Eine Salzsäurelösung wird mit Natronlauge neutralisiert. Gib Stoff- und Teilchengleichung an. Woraus besteht die neutrale Lösung?
5.
Rechts ist die Titrationskurve von Zitronensäure (pKS1 = 3,13, pKS2 = 4,76, pKS3 = 6,4) dargestellt.
Die Titrationskurve ist atypisch, da Zitronensäure, abgekürzt CitH3, ein dicht überlappendes Puffer- system bildet.
a) Zeichne die Kurve im Diagramm, wie man Sie erwarten würde.
b) Ausgehend von der Abkürzung CitH3, welche weiteren Teilchen entstehen aus Zitronensäure während der Titration?
c) Bestimme die Konzentration der Zitronensäure- Lösung
Analytik - Forensik
1. Begriffe
a) Wie funktioniert Gas-Chromatographie?
b) Wozu benötigt man in der UV/VIS-Spektroskopie das Lambert-Beer’sche Gesetz?
c) Wie funktioniert ein Massenspektrometer?
d) Was misst man in der 1H-NMR Spektroskopie?
e) Was misst man in der IR-Spektroskopie?
2. NMR
Interpretieren Sie folgendes 1H-NMR-Spekrum der Verbindung C4H8O2 a) Zeichne die Lewisformel/Strukturformel der Verbindung
b) Welche Aussage macht die Fläche unter den Peaks?
3. DNA-Fingerprinting
Links ist ein DNA-Gel einer Gelelektrophorese dargestellt. Die Taschen befinden sich oben.
a) Welche Schritte sind von der Speichelprobe bis zum Gel nötig?
b) An welchem Ende befand sich welche Elektrode, wenn das Gel von oben nach unten gelaufen ist?
c) Was stellt die erste Spalte dar?
d) Was könnte der Grund sein, dass in der vierte Spalte zwei Banden zu sehen sind?
Fläche: 2 3 3
Posten 6: Organische Chemie – Pharmazeutik
1. Holz als Rohstoff und Energieträger a) Wie ist Holz chemisch aufgebaut?
b) Was kann bei der Holzvergasung gewonnen werden 2. Petrochemie
Ergänze die Punkte 1 – 4 in folgender Abbildung
3. Kohlenstoffmodifikationen
Alle Welt spricht vom Wunderstoff Graphen. Was ist Graphen?
4. Pharmazeutik
a) Was untersucht die Pharmoakokinetik?
b) Aspirin enthält als Wirkstoff Acetylsalicylsäure. Unten ist Salicylsäure dargestellt. Zeichnen Sie die Acetylsalicylsäure daneben. Welchen Vorteil bringt die Acetylierung?
Grundlagen: Atombau, Bindungslehre
1. Atombau
a) Erläutere den detaillierten Aufbau eines Atoms mit dem Symbol 15O2-
b) 15O ist ein β+-Strahler. Warum ist diese Strahlung gefährlich? Bei dieser Strahlung handelt es sich um eine besondere Form der Materie. Erkläre
2. Stöchiometrie a) Was ist 1 Mol?
b) Wie viel Mol sind 1L Wasser (1000 g)?
f) Setze die richtigen Koeffizienten ein:
... Al + ... Cl2 --> ...AlCl3
... NH3 +... O2 -->... NO + ... H2O
3. Energiediagramm
Zeichne ein Energiediagramm für eine endotherme Reaktion.
4. Bindungstypen
Geben Sie bei folgenden Formeln die Bindungsverhältnisse an. Wie hält die Verbindung zusammen?
Zeichnen Sie wo möglich Strukturformeln:
a) K2O Bindungstyp: ... Zusammenhalt: ...
b) C4H8 Bindungstyp: ... Zusammenhalt: ...
5. Komplexe
a) Löst man NiCl2 in Wasser auf, entsteht ein grünlich Hexaaquakomplex. Zeichne die Strukturformel dieses Komplexes auf.
b) Bei der Zugabe von Bipyridin (siehe unten) verfärbt sich die Lösung sofort rot. Was geschieht? Wie verhält sich Bipyridin in Bezug auf den Komplex ?
