Säuren und Basen

  1. Konjugierte Säuren
    Geben Sie für folgende Basen deren konjugierten Säuren an:
    HC03 2-, F–, H3C-COO–, H20 , C2042- , H2N-CH2COOH , C6H5 –NH2 –!
  2. Konjugierte Basen
    Gesucht sind die konjugierten Basen folgender Stoffe:
    H20, HN02 , H3P04 , HPO42-, H2N-CH2COOH , HC03 –, HS04–
  3. Ionenprodukt des Wassers
    Leiten Sie „Schritt für Schritt“ die wichtige Beziehung pH+pOH= 14,00 her! [Kw = 1,0 · 10-14 mol2/l2 (25 °C)]
  4. Genauigkeit von pH-Werten
    Der pH-Wert einer reinen 0,0100 molaren HCl wurde bei 25 °C zu 2,039 gemessen.
    a) Wie viele signifikante Stellen hat dieser Meßwert?
    b) Ist die Angabe 2,039 in Hinblick auf die praktisch erreichbare Meßgenauigkeit berechtigt?
    c) Wie groß ist der Aktivitätskoeffizient/(H+)?
  5. pH-Wert-Berechnung
    Es liegt eine 0,00500 molare Ba(OH)2-Lösung vor. Berechnen Sie den pH-Wert der Lösung in der Annahme, daß vollständige Dissoziation vorliegt!/(OH–) = 0,927
  6. Hydrolyse (1)
    Was versteht man unter „Hydrolyse“ (bei Salzen)? Wie lautet der genauere Begriff ? Überlegen Sie, ob wässrige Lösungen folgender Salze neutral, sauer oder basisch reagieren und geben Sie für den Fall, daß pH= 7, die dazugehörige Hydrolysengleichung an! Gegeben sind: NaCl, KCl04, NaHS04, KCN, C6H5COONa, NH4Cl04.
  7. Hydrolyse (2) – Berechnung des Äquivalenzpunkts
    50,00 ml einer 0,0500 m NH3-Lösung werden mit 0,0250 molarer HCl unter Verwendung von Methylorange als Indikator titriert. (NH3) = 1,80 · 10-5 mol2/l2. Berechnen Sie näherungswei¬se den pH-Wert des Äquivalenzpunkts!
  8. Hydrolyse (3)
    0,100 g NaCN (M= 49,0) werden in 50,0 ml H20 gelöst. Welcher pH-Wert sollte sich einstellen? (HCN) = 9,21.
  9. Pufferlösung
    Aus 20,0 g NH4Cl sollen 500 ml Pufferlösung mit dem pH-Wert 10,00 hergestellt werden. Wie viele ml NH3-Lösung (w = 21,0 %, ρ = 0,920 g/ml) werden dazu benötigt ? Zusatzfrage: Darf angenommen werden, daß der tatsächliche pH-Wert mit dem angestrebten völlig übereinstimmt?
  10. Acetatpuffer
    In 10,0 ml 0,0500 molare Essigsäure wird 0,100 g Na-Acetat (M = 82,0) gelöst. Berechnen Sie den pH-Wert der reinen Essigsäure und der Mischung. ÄTHAc) = 1,80 · 10-5 mol2/l2
  11. Indikatorauswahl
    Eine 0,00100 molare HCl soll so mit NaOH titriert werden, daß beim Umschlagspunkt des ge-wählten Indikators mindestens 99,7 % der Säure umgesetzt sind. (Eine etwaige Volumenände-rung bleibt unberücksichtigt!) a) Genügt B-romkresolgrün (der pH-Wert der erkennbaren Farb-änderung sei 4,60) der genannten Forderung? b) Wie groß ist der Titrationsgrad г bei diesem pH-Wert?
  12. Titrationskurve einer schwachen Säure
    50,0 ml einer 0,0500 molaren Ameisensäure (pK = 3,74) werden mit 0,0500 molarer Kaliauge titriert: HCOOH + KOH → HCOOK+  H20.
    Berechnen Sie die pH-Werte nach folgenden KOH-Zugaben (in ml): 0,00; 10,0; 20,0; 25,0; 30,0; 40,0; 45,0; 48,0; 49,0; 49,5; 50,0; 50,5; 51,0; 52,0; 55,0; 60,0 ! Hinweis: Die Titrationskurve einer schwachen Säure (Base) mit einer starken Base (Säure) weist 4 charakteristische Punkte bzw. Teilgebiete auf.
    a) Reine Säure (Base): Startpunkt, b) Gebiet zwischen Start- und Äquivalenzpunkt (Puffer¬gebiet Puffergleichung) c) Äquivalenzpunkt (pH-Wert wird durch die „Hydrolysengleichung“ festgelegt), d) Gebiet nach Überschreiten des Äquivalenzpunkts (überschüssige Lauge bzw. Säure bestimmt den pH-Wert).
    Erstellen Sie eine Wertetabelle und zeichnen Sie die Titrationskurve !
  13. Urtitersubstanz – Titerstellung
    Zur Titerstellung einer Salzsäure wurden 136,8 mg Na2C03 (Urtitersubstanz, M = 105,99) ein-gewogen, gelöst und mit 25,00 ml der Säure versetzt. Nach Auskochen entstandenen Kohlen-dioxids wurde überschüssige HCl mit 5,75 ml einer ca. 0,1 molaren NaOH rücktitriert. 25,00 ml dieser Lauge verbrauchten bei einer 2. Titration 18,92 ml der Säure. Berechnen Sie c(HCl) und c(NaOH) !
  14. Gesamtsäure eines Weins
    Zur Charakterisierung des Säuregehalts eines Weins werden 10,00-ml-Proben mit 0,100 molarer NaOH auf pH = 7,0 titriert (potentiometrische pH-Kontrolle mittels Glaselektrode). Die Gesamtsäure wird in g Weinsäure (M = 150,09) pro Liter angegeben. Als Mittelwert einer Dreifachbestimmung ergab sich ein Verbrauch von 5,33 ml.
    a) Geben Sie die Reaktionsgleichung an! b) Wie groß war die Massenkonzentration?
  15. Kjeldahlbestimmung
    Zur quantitativen Bestimmung von Nitrat nach Kjeldahl wird die Analysenlösung stark alkalisch gemacht, Devardasche Legierung (Cu  50 %, AI  45 %, Zn  5 %) zugesetzt und in einer Destillationsapparatur erhitzt. Entstehendes Ammoniak wird in einer abgemessenen HCl-Maßlösung absorbiert und deren Überschuß mit NaOH rücktitriert.
    a) Erstellen Sie die Reaktionsgleichung zwischen Nitrat und Aluminium!
    b) 10,00 ml Probelösung wurde auf 100,0 ml aufgefüllt und von der Verdünnung 25,00 ml zur Analyse verwendet. Vorgelegt wurden 50,00 ml 0,2500 molare HCl. Zur Rücktitration waren 12,20 ml 0,100 molare NaOH notwendig. Berechnen Sie m(N) und TH(N205) der Originalprobe-lösung!
  16. Ionenaustauscher (1)
    25,00 ml „Gipswasser“ (= gesättigte CaS04-Lösung, pKL = 4,62) werden auf einen stark sauren Austauscher pipettiert. Nach Durchlauf wird ausreichend nachgewaschen und das gesamte Eluat mit 0,0200 molarer NaOH Phenolphthalein titriert. Wie viele ml Lauge sind theoretisch notwendig?
  17. Ionenaustauscher (2)
    Eine Säule mit innerem Durchmesser d = 2,00 cm und Füllhöhe h = 25,0 cm ist gefüllt mit ei-nem stark sauren Austauscher der Kapazität к = 2,80 Milliäquivalente/ml. Wie viele ml einer Na3P04-Lösung mit = 50,0 mg/ml dürfen maximal auf die Säule gegeben werden, wenn nur 75,0 % der Kapazität genutzt werden können? M(Na3P04) = 163,9.
  18. Ionenaustauscher (3)
    a) Aus welchen beiden Monomeren baut sich die Gerüstsubstanz der meisten synthetischen Ionenaustauscher auf ? b) Durch nachträgliche chemische Modifizierung werden in das Gerüst funktionelle Gruppen (= Austauschergruppen) eingebaut. Benennen Sie für starke und schwa-che Austauscher je eine funktionelle Gruppe (insgesamt 4!). Was bedeuten c) Natrium- und Chloridform eines Austauschers und d) Austauscherkapazität?