Lösung 10

Lösung 10

1. In beiden Fällen handelt es sich um Säure-Base Reaktionen. Aus den angegebenen pK_a- bzw. pK_b-Werten können die entsprechenden Werte für die korrespondierenden Teilchen berechnet werden.

pKa + pKb = 14

Der pKa für H3O⁺ ist definitionsgemäss 0 und damit der pKb für Wasser 14.

Im ersten Fall ist H3O⁺ die stärkere Säure (Protonendonator) als NH4+

. Folglich liegt das Gleichgewicht rechts. Man kann die Argumentation natürlich auch über die Basestärke führen. Ammoniak ist eine stärkere Base (Protonenakzeptor) als Wasser.

Im zweiten Fall ist Wasser eine stärkere Base als PH₃. Folglich liegt das Gleichgewicht links.

NH₃ (aq) + H₃O⁺ (aq) + Cl ^-(aq)

PH₃ (aq) + H₃O⁺ (aq) + Cl ^-(aq)

NH₄⁺ (aq) + H₂O + Cl ^-(aq)

PH₄⁺ (aq) + H₂O + Cl ^-(aq) pK_a

pK_b 4.75

9.25 0

14

pK_a

pK_b 26

-12 0

14

2. Ammoniak entsteht gemäss folgender Reaktionsgleichung aus den Elementen:

Fe₂O₃

N₂ (g) + 3 H₂ (g) 2 NH₃ (g) ∆_RH° = -92.3 kJ/mol Alle Edukte und Produkte liegen als Gase vor. Entsprechend der angegebenen Stöchiometrie verläuft die Reaktion unter Volumenabnahme. Folglich verschiebt sich das Gleichgewicht bei Druckerhöhung nach rechts (Prinzip von Le Chatelier). Bei einer exothermen Reaktion verschiebt sich das Gleichgewicht bei Temperaturabnahme nach rechts. Die Ammoniak-Ausbeute erhöht sich mit steigendem Druck und sinkender Temperatur. Die höchste Ausbeute wird folglich im Fall c) 400 bar , 400°C, erreicht.

3. Chlor disproportioniert in basischer Lösung. In saurer Lösung kompro- portionieren hingegen Hypochlorit und Chlorid zu Chlor.

4.

Valenz am Zentralatom

Ox.-zahl des Zentralatoms

Molekülstruktur (VSEPR)

XeOF4 6 + 6

IF8− 7 +7

PbCl3− 2 +2

MgH2 2 +2

BrF3 3 +3

B2H6 3 +3

5. a) Atomradius Si > P

1.Ionisierungsenergie Si < P Elektronegativität Si < P Stärke der Sauerstoffsäure Si < P

b) +4 +4 -4 +4 -3 0 +1 +5 SiH4 , SiO2 , Ca2Si, (CH3)3SiCl, Li3P, P4, H3PO2, POCl3

c)

Alternativ kann das SiO₂ auch mit Aluminium reduziert werden.

d)

H2SiO3 würde (analog zur Kohlensäure) eine Si=O-Doppelbindung besitzen.

pπ-pπ-Doppelbindungen werden in der Regel nur zwischen Elementen der 2.Periode gebildet („klassische Doppelbindungsregel“). Silicium als Element der 3.Periode bildet mit Sauerstoff hingegen nur Einfachbindungen.

e) Phosphonsäure H3PO3 ist eine zweibasige Säure, weil das direkt an Phosphor gebundene H-Atom (s. Abb.15.6) nicht der Protolyse unterliegt.

f)