Rainer Steiger

Textantwort:

1. Annahme 100 Gramm, somit 12.79 g C, 2.15 g H und 85.07 g Brom
       n(C) = 12.79/12 = 1.07 mol ≈ 1 mol
       n(H) = 2.15/1 = 2.15 mol ≈ 2 mol
       n(Br) = 85.07/79.9 = 1.07 mol ≈ 1 mol
       also CH₂Br (?!), lässt sich aber nicht zeichnen, Oktettregel
       somit: (CH₂Br)₂ → C₂H₄Br₂
2. Zeichnerisch gibt es zwei Möglichkeiten, die Brom-Atome am gleichen C oder pro Kohlenstoffatom je ein Bromaton
3. Not yet done

Textantwort:

noch nichts gemacht

Textantwort:

noch nichts gemacht

Textantwort:

noch nichts gemacht

Textantwort:

1. E=h·f = h·c/λ
2. E_total = x·h·f = x·h·c/λ
       E_total entspricht 100 W/s
       x sei die Anzahl der Teilchen bei 500 nm
       x = E_total · λ / (h·c)
       x = 100J·500·10^-9 m / (6.026·10^-34 Js · 3.0·10⁸m/s)
       x = 2.5·10²⁰, d.h. ca. 1/1000 mol

Textantwort:

1. · Allgemeine Idee: die kinetische Energie muss mindestens der Anregungsenergie entsprechen
2. · E_kin = ½ · m·v²
3.     = ½ · 9.1·10^-31·(1.5·10¹¹m/(30·3600))^2 = 8.8·10^-19 J
4. · E_A = h·c/λ = 6.626·10^-34Js·3.0·10⁸/557.7·10^-9 = 3.6·10^-19 J
5. · E_kin / E_A = ca. 2.4
6.     d.h. es ist mehr kinetische Energie als Anregungsenergie vorhanden

Textantwort:

a) E = h·c/λ = 6.626·10^-34 Js · 299'792'458 m/s / (450·10^-9 m) = 4.4114·10^-19 J
b) … to be done …

Textantwort:

Es gilt beim Äquivalenzpunkt: n(Base) = n(Säure)
mit c=n/V erhält man:
c(Base)·V(Base) = c(Säure)·V(Säure)
c(Säure) = c(Base)·V(Base)/V(Säure)
c(Säure) = 0.1M · 30ml / 20 ml = 0.15 M = 0.15 mol/l

Textantwort:

Hinweis: HCl ist eine starke Säure (pKs < 0), Essigsäure eine schwache Säure (pKs > 0)
Ausgehend vom pH-Wert kann nun für die starke Säure HCl sowie für die schwache Säure Essigsäure die Konzentration berechnet werden:

1. Starke Säure: HCl
   pH = -log(c(H₃O⁺)), c(H₃O⁺) = 10^-pH = …
   c = n/V resp. n = c · V
   n =… · 1.0 l = …
2. Schwache Säure: Essigsäure
   pH = 1/2(pKs-log(HA)), c(HA) = …
   n = c·V =
3. Nun wird zu jeder Lösung 1 Liter reines Wasser zugegeben, mit c=n/V ergibt sich somit folgendes
4. HCl: pH = -log(c(H₃O⁺)) = -log(n/V)
   pH = log

Textantwort:

Hinweis 1: HCl ist eine starke Säure (pKs < 0), d.h. es zerfällt in Wasser komplett zu H₃O⁺ und Cl^–.
Hinweis 2: pH = -log(c(H₃O+)) = -log(n/V)
Hinweis 3: pH + pOH = 14
Hinweis 4: HBr ist ebenfalls eine starke Säure

1. pH = -log(1/36.5/1) = 1.56
2. pH = -log()1000/36.5/1000) = 1.56
3. pOH = -log(1/40/2) = 1.90, pH = 14 – pOH = 12.1
4. pH = -log(0.081/81/0.1) = 2

Textantwort:

Der pKs-Wert für H₂SO₄ beträgt ja -3. Das heisst konkret, dass fast alle H₂SO₄ sich zu HSO–4 sowie H⁺ zersetzen.
Der pKs-Wert von 1.92 (also ca. 2) für HSO–4 besagt, dass beim Start von (z.B.) 1000 HSO–4 sich im GW ca. ein Hundertstel (pKs = 2 = -log(0.01) = -log(1/100)) auf der Seite des Produkte (also SO2-4) befindet, der grosse Rest verbleibt beim Edukt (: HSO–4).
Damit ergibt sich folgendes Bild:
c(HSO–4) > c(SO2-4) > c(H₂SO₄)

Textantwort:

1. korrekt
   pH=7 → c(H₃O⁺) = 10^-7 mol/l;
   pH = 8 , c(H₃O⁺) = 10^-8 mol/l
2. korrekt
   Spezialfalls bei pH=7, c(H₃O⁺) = c(OH^–)
3. falsch.
   pH=8 → c(H₃O⁺) = 10^-8 mol/l;
   pOH = 14-pH = 6 → c(OH^–) = 10^-6 mol/l also ist c(H₃O⁺) 100· mal kleiner als c(OH^–)

Textantwort:

Bezeichnung	saure Lösung	neutrale Lösung	basische Lösung
c(H3O+ mol/l)	> 10-7	= 10-7	< 10-7
pH	< 7	= 7	> 7
c(OH– mol/l)	< 10-7	= 10-7	> 10-7
pOH	> 7	= 7	< 7

Textantwort:

Zur Erinnerung: Das Ionenprodukt gilt für jede Konzentration, für jeden pH resp. pOH.
Ionenprodukt: c(H₃O⁺)·c(OH^–) = 10^-14 mol²/l²

c(H3O+ mol/l)	c(OH– mol/l)	pH	pOH
0.001 = 10-3	10-11	3	11
0.01 = 10-2	10-12	2	12
10-13	0.1 (10-1)	13	1
10-14/0.2 = 5·10-14	0.2	13.3	0.7
10-12	10-2= 0.01	12	2
10-3 = 0.001	10-11	3	11

Textantwort:

Der pH-Wert ist ja der negative (dekadischer) Logarithmus der Konzentration von H₃O⁺ Teilchen in einer Lösung. Die Konzentration muss sich im Bereich von 1 mol/l bis 10^-14 mol/l bewegen. Somit ergibt sich ein möglicher pH-Wert von pH = -log 1 = 0 bis pH = -log 10^-14 = 14.
Die Antwort (auf die Frage) lautet somit: kann nicht gesagt werden, da die Konzentration grösser als 1 mol pro Liter ist.

Textantwort:

Bei Berechnungen rund um das Thema Säure-Base hat man es sehr oft mit sehr kleinen Konzentrationen zu tun, dies entspricht auch dem Labor-Alltag. Üblicherweise bewegen sich die Konzentrationen irgendwo im Millimolaren Bereich. Werden nun zusätzlich die Konzentrationen der H₃O⁺ betrachtet, so sind diese oftmals noch kleiner, z.B. 0.00001 mol/l oder 0.000001 mol/l. Welche der beiden Konzentrationen ist nun kleiner? Und hat man sich vielleicht beim Zählen der Nullen geirrt … mühsam. Wird der (dekadische) Logarithmus genommen und mit -1 multipliziert, so erhält man eine Grösse, welche auch im Laboralltag viel intuitiver ist.

Textantwort:

1. H₂CO₃ ist die konjugierte Säure zu CO2-3
   CO2-3 ist die konjugierte Base zu H₂CO₃
   H₂O ist die konjugierte Base zu H₃O⁺
   H₃O⁺ ist die konjugierte Säure zu H₂O
2. NH₃ ist die konjugierte Base zu NH+4
   NH+4 ist die konjugierte Säure zu NH₃
   H₂O ist die konjugierte Säure zu OH^–
   OH^– ist die konjugierte Base zu H₂O

Textantwort:

Gibt eine Säure sein(e) Protonen ab, so entsteht das Basenteilchen (Base weil es ja theoretisch das Proton wieder aufnehmen könnte). Diese zusammengehörenden Paare werden konjugierte Säure-Base-Paare genannt.
Beispiel: H₃O⁺ als Säure wird zu H₂O. Somit wäre H₃O⁺ / H₂O das Säure-Base-Paar. Trivial but: beachte, dass zuerst das Säure-Teilchen (H₃O⁺) erscheint.

Textantwort:

Eine Verbindung kann mehrere H-Atome enthalten, z.B. Essigsäure, CH₃COOH. Die an das C-Atom gebundene H's sind weniger stark polarisiert als das H, welches an das O-Atom gebunden ist. Grund: Unterschiede der Elektronegativitäten: C und H haben ähnliche EN-Werte und somit ähnlich partiell positiv resp. negativ geladen. O und H weisen jedoch sehr unterschiedliche EN-Werte auf, wobei das H klar positiv partiell geladen, im Gegensatz zum negativ partiell geladenen O-Atom. Das Abspalten eines H⁺ (beachte: keine Teilladung sondern eine komplette positive Ladung resp. das Fehlen eines kompletten negativ geladenen Elektrons) wird somit durch diesen grossen EN-Unterschied erleichtert. (Hinweis für die Spezialisten: ja, ich weiss, HF macht Probleme, führt aber an dieser Stelle zu weit)

Textantwort:

Nein. Kurz gesagt: Der pH-Wert entspricht (schlussendlich) einer bestimmten Anzahl Protonen, der pKs-Wert entspricht einer Abgabebereitschaft der Protonen. (Hinweis: jeweils negativer dekadischer Logarithmus) Vergleich: viel Geld – wenig Geld (:pH), geizig – grosszügig (:pKs) .
Achtung (!): Mathematisch kann sich aber eine Gleichheit ergeben: aus der Henderson-Hasselbalch-Gleichung (pH=pKs + log …) folgt rein mathematisch, wenn der Beitrag des Log-Wertes gleich Null ist, pH = pKs

Textantwort:

Sei HX eine Säure die mit Wasser reagiert, so lässt sich mit Hilfe des chemischen Gleichgewichtes folgendes definieren: K=(c[H₃O⁺] · c[X^–])/(c[H₂O · c[HX]) . Des weiteren kann weiter vereinfacht werden, da die Wasserkonzentration ca. 1000 mal grösser ist im Vergleich zu einer Säure: K_S= (c[H₃O⁺] · c[X^–])/(c[HX]) . Anstelle des K_S Wertes wird auch vom K_W Wert gesprochen.
Eine Substanz, welche somit 'gerne' seine Protonen abgibt (an Wasser) hätte somit einen hohen K_W-Wert und umgekehrt. Wiederum sind die Zahlen klein, daher wird wieder der (negative-Zehner)-Logarithmus genommen: pK_S = -log(K_s). Quintessenz: der pK_S entspricht der Abgabebereitschaft von H⁺ (Protonen) einer Verbindung.

Textantwort:

Prinzipiell eine Konzentration ('Anzahl Teilchen pro Volumen'). Beim pH werden die H⁺ (oder genauer H3O⁺ ) betrachtet. Da diese Anzahl sich in Grössenordnungen von 1 mol/l bis 0.00000000000001 mol/l bewegen nimmt man der Übersicht wegen den (negativen-Zehner)-Logarithmus, konkreter: pH = -log(c[H₃O⁺]).
Damit ergibt sich eine Spannbreite des pH's von -log(1) = -log(10⁰)= 0 bis zu -log(0.00000000000001) = log(10^-14)= 14

Textantwort:

Im Prinzip ja, ABER Achtung: Es ist das Proton eines nackten Wasserstoffatoms ('H ohne Elektron') gemeint. Pro Memoria: die Elemente setzen sich aus den Protonen und eventuell Neutronen zusammen (sowie einer gewissen Zahl Elektronen). Somit haben alle Elemente auch eine gewisse Anzahl Protonen, Helium zum Beispiel zwei Protonen. Diese Protonen machen aber NICHT das Charakteristikum einer Säure aus.

Textantwort:

Es gibt verschiedene Definitionen. Die Einfachste: eine Säure ist eine Verbindung, welche H⁺ (auch Protonen genannt) abgeben kann, z.B. HF. Eine Base ist demzufolge eine Substanz, welche H⁺ aufnehmen kann.

Textantwort:

noch nichts gemacht Es gilt: H₂O(l) ⇄ H₂O(g).
Für dieses chemisches Gleichgewicht gilt: K = c(H₂O(g))/c(H₂O(l)) = 1
Mit dG = -RT ln K folgt mit K = 1: dG = 0
Des Weiteren gilt: dG = dH-T·dS (=0)
Somit T = dH/dS ……… noch nicht fertig …

Textantwort:

Hinweis: C₂H₆ weist mehr Atome auf und somit eine höhere Entropie gibt zwar das korrekte Resultat, aber die Begründung ist völlig falsch! C₂H₆ weist deshalb eine grössere Entropie als CH₄ auf, weil sich dem C₂H₆ aufgrund seiner C-C-Bindung noch weitere zusätzliche Anordnungsmöglichkeiten bieten: Das C₂H₆ kann entlang seiner C-C-Achse interne Rotationen vollführen, diese tragen ebenfalls zum gesamten Entropiewert bei.

Textantwort:

Es lassen sich zwei Reaktionen formulieren:
a) H₂(g) + 1/2·O₂(g) → H₂O(g) sowie
b) H₂(g) + O₂(g) → H₂O₂(g)
Achtung: Damit die Resultate miteinander verglichen werden können muss man sich auf die gleiche Anzahl gebildeter H₂O resp. H₂O₂ beziehen!

Wertetabelle, alle beteiligten Teilchen seien im gasförmigen Zustand:

	ΔHof(kJ·mol-1)	So(J·K-1·mol-1)
H2 (g)	0	131
O2 (g)	0	205
H2O (g)	-242	189
H2O2 (g)	-136	233

1. Reaktion a), es entstehe H₂O

       Definition: ΔHoR = ∑ΔHof(Produkte) – ∑ΔHof(Edukte)

       ΔHoR(H₂O) = (-242) – (0 + 1/2·0) = -242 kJ/mol

       ΔSoR(H₂O) = (189) – (131 + 1/2·205) = -44.5 J/(mol·K)

       Definition: ΔGoR = ΔHoR – T· ΔSoR

       ΔGoR(H₂O) = -242 – 800·-0.0445 = -206.4 kJ/mol

2. Reaktion b), es entstehe H₂O₂

       Definition: ΔHoR = ∑ΔHof(Produkte) – ∑ΔHof(Edukte)

       ΔHoR(H₂O₂) = (-136) – (0 + 1/2·0) = -136 kJ/mol

       ΔSoR(H₂O₂) = (233) – (131 + 205) = -103 J/(mol·K)

       Definition: ΔGoR = ΔHoR – T· ΔSoR

       ΔGoR(H₂O₂) = -136 – 800·-0.103 = -53.6 kJ/mol

Die Berechnung zeigt, dass zwar beider Reaktionen exergonisch ( ΔGoR < 0) und somit freiwillig ablaufen müssten. Reaktion a) ist aber fast um einen Faktor 4 stärker exergonischer und wird somit bevorzugt ablaufen.

Textantwort:

Um die Massenzunahme zu berechnen, müssen wir folgende Schritte durchlaufen:
→ Berechnen der zugeführten Wärmeenergie
→ Berechnen der Massenzunahme gemäss Einstein

1. Q = m·c_w·dT
2. Q = 1000kg · 4,18 kJ/kg · 50 ℃
3. Q = 2.09·10⁸ J
4. ΔE=Δm·c² resp. Δm = ΔE/c²
5. Δm = 2.09·10⁸ [kg·m²/s²]/(300'000'000 m/s)² = 2.32·10^-9 kg

Textantwort:

1. Gemäss Einstein gilt E=m·c² resp. ΔE=Δm·c²
2. c ist die Lichtgeschwindigkeit, 300'000 km/s
3. Umformen der Einstein'schen Gleichung nach m resp. Δm
4. Δm = ΔE/c²
5. Δm = 571.6·1000[kg·m²/s²]/(300'000'000 m/s)² = 6.35·10^-12 kg

Die berechneten 6.35·10^-12 kg beziehen sich auf ein Mol. Soll nun auf ein einziges Wassermolekül rückgeschlossen werden, so muss noch durch die Avogadrozahl (6.022·10²³) dividiert werden, und man erhält die theoretische Massenabnhame pro Molekül:
6.35·10^-12 kg / 6.022·10²³ = 1.05·10^-35 kg

ABER: Gemäss 'gutefrage.net', diesmal aber eine brauchbare Antwort:
Die Zunhme an Masse durch wird nicht durch einfache Zuführung von Energie, sondern durch die DIREKTE Umwandlung von Enegrie zu Materie (die Energie KONDENSIERT QUASI ZU MATERIE) dies geschieht allerdings bei so hohen Kelvinzahlen, dass die klassische Physik nicht mehr gilt. Mit einer reinen Zuführung von Energie gibt es nur eine Erhöhung der Temperatur.

Textantwort:

Wertetabelle:

	ΔHof(kJ·mol-1)	So(J·K-1·mol-1)
EtOH(l)	-277	161
O2 (g)	0	205
CO2 (g)	-393	214
H2O (l)	-286	67

1. Reaktionsgleichung:
       1·C₂H₅OH + 3·O₂ ⇄ 2·CO₂(g) + 3·H₂₀(l)
2. ΔHoR = ∑ΔHof(Produkte) – ∑ΔHof(Edukte)
   ΔHoR = (2· ΔHof(CO₂,g) + 3· ΔHof(H₂O, l)) – ( ΔHof(C₂H₅OH, l) + 3· ΔHof(O₂,g))
   ΔHoR = (2·-393 + 3·-286) – (-277 + 3·0) = -1367 kJ/mol (Analog zur Aufgabe thermo-107)
   ΔSoR = (2·S^o(CO₂,g) + 3·S^o(H₂O, l)) – (S^o(C₂H₅OH, l) + 3·S^o(O₂,g))
   ΔSoR = (2·214 + 3·67) – (161 + 3·205) = -147 J·mol^-1·K^-1
   ΔGoR = ΔHoR – T· ΔSoR
   ΔGoR = -1367 – (273+37)·-0.147 = -1321.43 kJ/mol

Das Resultat ist ein wenig weniger exergonisch wie die ähnliche Berechnung der Aufgabe 107. Quintessenz: die benötigte Menge Alkohol wäre um ca. 4% grösser.

Textantwort:

1. Reaktionsgleichung:
       1·C₂H₅OH + 3·O₂ ⇄ 2·CO₂(g) + 3·H₂₀(l)
2. ΔHoR = ∑ΔHof(Produkte) – ∑ΔHof(Edukte)
   ΔHoR = (2· ΔHof(CO₂(g)) + 3 ΔHof(H₂O(l))) – ( ΔHof(C₂H₅OH) + 3· ΔHof(O₂))
   ΔHoR = (2·-393 + 3·-286) – (-278 + 3·0) = -1366 kJ/mol
   Somit weiss man nun, dass pro Mol Ethanol 1366 kJ freigesetzt werden
3. Nächste zu lösende Frage: Wie viel Gramm Ethanol sind im Schnaps?
   1 Liter Schnaps, 40%, dh. 400 ml reinen Ethanol. Mit der Dichte von 0.9 g/ml ergeben sich somit 360 Gramm Ethanol
4. M(C₂H₅OH) = 46 g/mol, somit
   n= m/M = 360 / 46 = 7.8 mol
5. Pro Flasche Schnaps sind somit 7.8 mol à -1366 kJ, also – 10690 kJ enthalten
6. Für einen Tagesbedarf von 9200 kJ braucht es also ca. 860 ml

Textantwort:

ΔHoR = [ ΔHof(CO(g)) + 3· ΔHof(H₂(g))] – [ ΔHof(CH₄) + ΔHof(H₂O(l))] ΔHoR = 249.5 kJ/mol = [x + 3·0]-[-74.85 + -285.83]
x = …

Textantwort:

1. Verbrennen von Ethin:
   1·C₂H₂(g) + 5/2·O₂(g) → 1·H₂O(g) + 2·CO₂(g)
   ΔHoR = ∑ΔHof(Produkte) – ∑ΔHof(Edukte)
   ΔHoR = (1·-285+2·-393)-(1·227+5/2·0) = -1298 kJ/mol
2. Verbrennen von Methan:
   1·CH₄(g) + 2·O₂(g) → 2·H₂O(g) + 1·CO₂(g)
   ΔHoR = ∑ΔHof(Produkte) – ∑ΔHof(Edukte)
   ΔHoR = (2·-285+1·-393)-(1·-75+2·0) = -880 kJ/mol

Die Rechnung zeigt, dass pro Umsatz eines Mols Ethins circa 1.5 mal mehr Energie freigesetzt wird als beim Methan.

Textantwort:

Reaktionsgleichung: NH₄NO₃ → NO–3(aq) + NH+4(aq)
ΔHof(NH₄NO₃) = -366 kJ/mol
ΔHof(NO–3(aq) = -207 kJ/mol
ΔHof(NH+4(aq)) = -132 kJ/mol

1. ΔHoR = ∑ΔHof(Produkte) – ∑ΔHof(Edukte)
2. ΔHoR = (-207 + -132) – (-366) = + 27 kJ/mol
3. Interpretation: pro Mol Ammoniumnitrat werden 27 kJ 'verbraucht', um in Lösung zu gehen.
4. Gegeben waren aber nicht ein Mol NH₄NO₃, sondern nur 25 Gramm. Ein Mol NH₄NO₃ entsprechen 80 Gramm, somit werden 8.44 kJ (27·25/80) investiert, um die Lösung zu kühlen.
5. Mit Q = m·c·ΔT ergibt sich
   ΔT = Q/(m·c·) = 8440 J / (0.075 kg · 4180 J/(K·kg)) = + 26.9 K
6. Da die Reaktion endotherm ist (dHR0 > 0), kühlt sie sich um 26.9 K (resp. 26.9℃ ) ab.

Textantwort:

ΔHof(C₆H₁₂O₆) = -1268 kJ/mol
ΔHof(O₂)(g) = 0 kJ/mol
ΔHof(C₂H₅OH)(l) = -278 kJ/mol
ΔHof(H₂O)(g) = -286 kJ/mol
ΔHof(CO₂) = -393 kJ/mol

a) Verbrennungsreaktion:
C₆H₁₂O₆ + 6·O₂(g) ⇄ 6·CO₂(g) + 6·H₂O(l)
ΔHoR = ∑ΔHof(Produkte) – ∑ΔHof(Edukte)
ΔHoR = (6·-393 + 6·-286)-(-1268+6·0) = – 2806 kJ/mol

b) Gärung:
C₆H₁₂O₆ ⇄ 2·C₂H₅OH(l) + 2·CO₂(g)
Hinweis: C₂H₅OH nennt sich Alkohol
ΔHoR = ∑ΔHof(Produkte) – ∑ΔHof(Edukte)
ΔHoR = (2·-278 + 2·-393)-(-1268) = – 74 kJ/mol

Textantwort:

M(Traubenzucker) = M(C₆H₁₂O₆) = 180 Gramm
Mit 60 g C₆H₁₂O₆ x kJ, bei einem Mol (=180 g) somit 3·x.
ΔHof(C₆H₁₂O₆) = 3·x kJ/mol.

Textantwort:

Folgende Werte für ΔHof können aus Tabellen entnommen werden. Falls ein Wert nicht gefunden wird: allgemein weiterrechnen mit x, y etc.
H₂(g) + 1/8 S₈ (s) ⇄ H₂S(g)
ΔHof(H₂(s)) = 0 kJ/mol
ΔHof(S₈(s)) = 0 kJ/mol
ΔHof(H₂(g)) = x kJ/mol
ΔHoR = ∑ΔHof(Produkte) – ∑ΔHof(Edukte)
ΔHoR = ΔHof(H₂S(s)) – ( ΔHof(H₂(s)) + 1/8 ΔHof(S₈(s)) )
ΔHoR = x – (0 + 0) = x

Textantwort:

1. CO₂(s) sublimiert zu CO₂(g):

       ΔSoR > 0, ΔHoR > 0

       ΔSoR > 0, da CO₂ von fest (s) zu gasförmig (g) überführt wird

       ΔHoR > 0, da CO₂ zuerst verflüssigt und dann in den gasförmigen Zustand überführt wird, endothermer Vorgang

2. Erwärmung von CaCO₃(s):

       ΔSoR > 0, ΔHoR > 0

       ΔSoR bei einer Temperaturerhöhung bewegen sich die Teilchen heftiger (hin und her), dS daher > 0

       ΔHoR > 0, da Erwärmung, sprich es muss Energie investiert werden, endothermer Vorgang

3. CO₂(g) + CaO(s) → CaCO₃(s):

       ΔSoR < 0, ΔHoR < 0

       ΔSoR < 0, da aus zwei Teilchen ein Teilchen wird. Zudem zum Teil Übergang aus Gasphase in feste Phase.

       Experiment (oder könnte berechnet werden), exothermer Vorgang, ΔHoR < 0

4. H₂O(s) → H₂O(l) → H₂O(g) → 0.5·O₂(g) + H₂(g):

       ΔSoR > 0, ΔHoR > 0

       ΔSoR > 0, da Übergänge von fest → flüssig → gasförmig, zudem entstehen mehr Teilchen

       ΔHoR > 0, Alltagserfahrung: überführen von fest → flüssig etc. braucht Energie, endothermer Vorgang

5. Ba(OH)₂(s) + 2·NH₄SCN(s) → Ba(SCN)₂(aq) + 2·NH₃(g) + 2·H₂O(l):

       ΔSoR > 0, ΔHoR > 0

       ΔSoR > 0, da aus den zwei Feststoffen eine Flüssigkeit, ein Gas und im Wasser aquatisierte Ba(SCN)₂ vorliegt

       Experiment, typische Kältemischung. Beim Vermengen der beiden Salze kühlt sich die Mischung ab, endothermer Vorgang, ΔHoR > 0

6. NH₃(g) + HCl(g) → NH₄Cl(s):

       ΔSoR < 0, ΔHoR < 0

       ΔSoR < 0, aus zwei (Gas)-Teilchen wird ein Teilchen

       ΔHoR < 0, Begründung jedoch nur mit einer Berechnung möglich

Textantwort:

Kurze Antwort, ganz grob: 'Produkt' – 'Edukte'
Ausführlicher und genauer: Die Summe der (Standard)-Reaktionsenthalpien der Produkte minus die Summe der (Standard)-Reaktionsenthalpien der Edukte. Die gleiche Information, kompakter in mathematischer Form:
ΔHoR = ∑ΔHof(Produkte) – ∑ΔHof(Edukte)

Textantwort:

Diverse Grössen müssen nachgeschlagen oder abgeschätzt werden:
Höhe Eifelturm: 300 Meter
Energiegehalt Gummibären, 100 Gramm, 1472 kJ. Annahme, dass der Körper 3/4 der Energie umwandeln kann, somit stehen ca. 3/4·1472 = 1104 kJ zur Verfügung
Masse Person (z.B. Chemielehrer) 75 kg

1. Energie welche benötigt wird, um 75 kg auf 300 m zu hochheben
       E_pot = m·g·h = 75kg · 10m/s² · 300m = 225'000 J = 225 kJ
2. ca. 1104/225 = 5 · den Eifelturm hochlaufen resp. ca. 1/5 der Packung (20 Gramm) um einmal den Eifelturm hochzusteigen

Textantwort:

1. Erwärmung um ca. 0.239 ℃
2. Die Angabe 100 Watt bedeute, dass pro Sekunde 100 Joule benötigt werden. Somit kann die Glühbirne 10 Sekunden betrieben werden
3. E_kin = ½ · m · v²
       1000 J = ½ · x · 1²
       x = 2000 kg
4. 1 Watt = 1 Joule pro Sekunde. Somit kann das Herz 1000 Sekunden (ca 1/4 h) schlagen

Textantwort:

1. · Beteiligte Reaktionen:
2.     Cu²⁺ + 2·e^– → Cu, z = 2
3.     6·H₂O → 4·H₃O⁺ + O₂ + 4·e^– ; z = 4
4. · m/M = I·t/(z·F)
5.     t = F·m·z/(I·M)
6.     t = 96485·0.8·2/(0.18·63.5)
7.     t = 13506 s = ca. 4 h
8. · m/M = n(O₂) = I·t/(z·F)
9.     n(O₂) = 0.18·13506/(4·96485) = 0.00629 mol
10. · p·V = n·R·T
11.     V(O₂)= n·R·T/p
12.     V(O₂) = 0.00629·8.314·298/101300
13.     V(O₂) = 0.000154 m³ = ca. 154 ml
14. · Einheiten: [mol·J/(mol·K)·K / N/m²]

Textantwort:

1. · Kupfersulfatlösung: CuSO₄, resp. Cu²⁺/SO2-4
2.     Cu²⁺ + 2e^– → Cu, z = 2
3. · m/M = I·t/(z·F)
4.     m = I·t·M/(z·F) = 5.8·3600·3·63.5/(2·96485) = 20.6 g
5.     Einheiten: [A·s·g/mol/(A·s/mol)] = [g]
6. · Es gelte annäherungsweise: das Volumen (!) der Kugelschicht ist gleich der Kugeloberfläche multipliziert mit der Höhe, resp. Dicke (:d) der Schicht V = 4·π·r²·d
7. · Dichte = m/V
8.     m = Dichte · V = Dichte·4·π·r²·d
9.    
10.     → d = m/(Dichte·4·π·r²)
11.     d = 20.63/(8.9·4·π·8.3²) = 2.67·10^-3cm = 0.026 mm

Textantwort:

1. · Das Volumen der zu versilbernden Oberfläche betrage:
2.     V= O·h = 120cm²·0.02cm = 2.4cm³
3. · Mit Dichte = m/V folgt:
4.     m=Dichte·V= 10.5/cm³ · 2.4 cm³ = 25.2 Gramm
5. · Silbernitrat: AgNO₃, dh. Ag⁺/NO–3
6.     Ag⁺ + 1e^– → Ag, z= 1
7. · m/M = I·t/(z·F)
8.     t = m·z·F/(M·I) = 25.2·1·96485/(107.9·10)
9.     t = 2253 s , ca. 40 Minuten

Textantwort:

1. · 10 A = 10 C/s
2. · Anzahl Elektronen pro Sekunde:
3.     10/1.602·10^-19 = 6.24·10¹⁹
4. · Totale Masse(e^–) pro Sekunde:
5.     6.24·10¹⁹·9.1E.31 = 5.68·10^-11 kg
6. · Wie lange bis total 1 kg:
7.     1/5.68·10^-11 = 1.76·10¹⁰ s = ca. 558 Jahre

Textantwort:

1. · CuCl₂: Ionen Cu²⁺ resp. Cl^–
       Cu²⁺ + 2e^– → Cu, z = 2
2. · m/M = I·t/(z·F)
       t = m·z·F/(M·I) = 3.5·2·96485/(63.546·0.45)
       t = 23618 s = ca. 6.6 h

Textantwort:

Hinweis: 35 µm entsprechen 35·10^-6m

1. Das Volumen der zu verchromenden Oberfläche betrage:
       V= O·h = 15m^2·35·10-6m = 0.000525 m³ = 525 cm³
2. Mit Dichte = m/V folgt:
       m=Dichte·V= 7.15g/cm³ · 525 cm³ = 3753.75 Gramm
3. CrO₃, beteiligte Ionen: Cr⁶⁺/O^2-
       Cr⁶⁺ + 6e^– → Cr, z = 6
4. m/M = I·t/(z·F)
       t = m·z·F/(M·I) = 96485·6·3753/(52·450)
       t = 92848 s (bei einem Wirkungsgrad von 100%)
5. Wirkungsgrad von 90%: 103164 Sekunden

Textantwort:

Silbernitrat: AgNO₃, Metallion: Ag⁺
Hinweis 1: m/M = I·t/(z·F)
Hinweis 2: In einem ersten Schritt von einen Wirkungsgrad von 100% ausgehen.
Aus m/M = I·t/(z·F) folgt:
m = (I·t·M)/(z·F) = (2.54·45·60·107.87) / (1·96485) = 7.67 g
Mit Wirkungsgrad 90%: 6.9 Gramm
Einheiten: [(A·s·g/mol)/(C/mol)], [A] = [C/s]

Textantwort:

Aus m/M = I·t/(z·F) folgt:
m = (I·t·M)/(z·F) = (2.5·30·60·63.546) / (2·96485) = 1.48 g
Mit Wirkungsgrad 92.5%: 1.37 Gramm
Einheiten: [(A·s·g/mol)/(C/mol)], [A] = [C/s]

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