a) Für eine Natriumbromidlösung ergibt sich anhand der angegebenen Werte eine molare Grenzleitfähigkeit von:

Λ = 50 S·cm²/mol + 80 S·cm²/mol = 130 S·cm²/mol

Dann hat eine 0,1-molare Natriumchloridlösung die spezifische Leitfähigkeit

 Κ (kappa) = 130 S·cm²/mol · 10^-4 mol/cm³ ≈ 0,01 S/cm

 (es wurde umgewandelt: c = 0,1 mol/cm = 0,1 mol/1000 cm³ = 10^-4 mol/cm³)

b) Die Zellkonstante K (deutsches K) ist eine wesentliche Eigenschaft der Messelektrode und gibt die Relation von Elektrodenabstand l zu Elektrodenflächen A wieder.

Die Zellkonstante K = l/A (verwende das bei c) gegebene A)

c) Der Leitwert L ist L = Κ (kappa) · l/A

Du berechnest zuerst welche Masse an dem gegebenen Salz sich in V(Wasser) = 1 L lösen:

Gegeben: pK_L (Calciumfluorid) = 11

und damit ist das Löslichkeitsprodukt K_L (Calciumfluorid) = 10^-11 mol³/l³?

Calciumfluorid hat die Formel CaF₂.

Es dissoziiert in wässriger Lösung wie folgt:

CaF₂ --> Ca²⁺ + 2 F⁻

Das Löslichkeitsprodukt ist das Produkt aller molaren Ionenkonzentrationen (Indices gehen als Hochzahlen ein):

K_L = c(Ca²⁺) · c(F⁻)² = 10^-11 mol³/l³    (1)

Nun ist die Konzentration der Fluoridionen doppelt so hoch wie die der Calciumionen.

c(F⁻) = 2 c(Ca²⁺)

Damit kann man Gl. (1) schreiben als:

K_L = c(Ca²⁺) · [2c(Ca²⁺)]² = 10^-11 mol³/l³    (2)

K_L = 4c³(Ca²⁺) = 10^-11 mol³/l³ mol³/l³

c(Ca²⁺) = [K_L/4]^1/3 = (10^-11 mol³/l³/4)^1/3

c(Ca²⁺) = 1,4·10^-4 mol/L

Kannst Du jetzt die Lösung vervollständigen?

Die Hydroxidionenkonzentration c(OH^-) einer Natronlauge der Konzentration c(NaOH) = 0,01 mol/L . Die Konzentration c(H₃O⁺) [Du nennst diese Konzentration „Wasserstoffionenkonzentration“] ist

p(OH) = -lg c(NaOH) = -lg 0,01 mol/L = 2

pH = 14 – p(OH) = 14 – 2 = 12 und

c(H₃O⁺) · c(OH^–) = 10^-14 und damit

c(H₃O⁺) = 10^-14/10^-2 = 10^-12 mol/L

Der pH einer Salzsäure der Konzentration c(HCl) = 0,01 mol/L  ist

pH = -lg c(HCl) = -lg 0,01 mol/L = 2 und damit c(H₃O⁺) = 10^-2 mol/L.                

Von den vielen Veröffentlichungen zum Deinem zu bearbeitenden Thema bei google sind u.a. die beiden interessant: 

https://www.g-geschichte.de/plus/metalle-schreiben-geschichte/

 https://www.brogle.de/ratgeber/gold/geschichte/

1. Reaktionsgleichung der Oxidation von Ethanol zu Ethanal
2. Berechnung vom m(Ethanal) aus m(Ethanol) = 5 g
3. Nachschlagen der Dichte von Ethanal im Internet
4. Berechnung von V(Ethanal) von m(Ethanal, berechnet).

Zunächst einmal: Ein Koeffizient in der Reaktionsgleichung ist falsch.

Berechnung der Reaktionswärme Q und damit der Reaktionsenthalpie ΔH_R° für die Oxidation von Pentan zu Kohlenstoffdioxid und Wasser, wobei die Edukte und Produkte im Standardzustand vorliegen sollen.

Du benötigst hier zunächst einmal die Reaktionsgleichung mit den richtigen Koeffizienten. Berechne vielleicht zuerst, ob die gegebene Sauerstoffportion die gegebene Pentanportion überhaupt vollständig oxidieren kann.

Zur Berechnung der Reaktionsenthalpie ΔH_R° ist allgemein:

ΔH_R° = ΣH_f°(Produkte) -  ΣH_f°( Edukte)

Die Werte der Standardbildungsenthalpien ΔH_f° besorgt man sich aus entsprechenden Tabellen oder aus dem Internet.

Das erhaltene Ergebnis ist die Reaktionsenthalpie für n(Pentan) = 1 mol. Gegeben ist aber eine andere Stoffmenge. Also noch eine zusätzliche Berechnung.

"Unter 0.5 Elektronegativität ist es garnichts"

Was soll denn diese Aussage bedeuten?

Du meinst wohl, wenn die Elektronegativitätsdifferenz ΔEN zwischen zwei Bindungspartnern ΔEN < 0,5, dann liegt keine Polarität der Bindung zwischen diesen Bindungspartnern vor.

Die unterschiedliche Ladung zweier Bindungspartner wird als Partialladung bezeichnet.

Ist ΔEN > 0,5, dann ist die Bindung (mehr oder weniger) polar. Die Bindung wird bei einer ΔEN > 1,5 so stark polar, dass überwiegend eine Ionenbindung vorliegt.

Vorbemerkung: Es ist schon merkwürdig, dass der Aufgabensteller für die Konzentration c zwei verschiedene Einheiten angibt. M ist aber keine Einheit und soll wohl die Abkürzung für "molar" sein.

Der osmotische Druck π (es handelt sich hier tatsächlich nicht um die Kreiszahl) berechnet sich nach

 π = a · c · R · T = [n/V] · R · T

 c ist die Konzentration der Lösung in der Einheit 1 mol/L, T ist die Temperatur in der Einheit K (Kelvin), R ist eine Konstante (allgemeine Gaskonstante) und a die Zahl der Ionen, die eine Ionenverbindung beim Lösen in Wasser pro Ionenverbindung aufweist (Beispiel: CaCl₂ weist drei Ionen pro gelöster Verbindung auf).

Es ist R = 8,314 (L · kPa) / (mol · K) = 8,314 J/(K · mol)

Da gehst Du zu google und gibst ein:

h4sio4 lewis formel

Die Gleichgewichtskonstante K kann nur durch die Temperatur verändert werden.

Eine Änderung von Druck (nur wenn ein Gas oder mehrere an der Reaktion beteiligt sind) oder Konzentration kann zwar die Lage des Gleichgewichts verändern, die Größe der Gleichgewichtskonstante K bleibt dabei jedoch gleich.

Verwechsle deshalb nicht die Veränderung von K mit der Verschiebung eines chemischen Gleichgewichts z.B. durch die Änderung der Konzentration c eines Reaktionspartners.

Wenn eine feste Verbindung aus Molekülen besteht, dann müssen diese durch starke Kräfte zusammengehalten werden, denn sonst wäre diese Verbindung flüssig oder gar gasförmig.

Wenn also z.B. die Citronensäure bei Zimmertemperatur fest ist, dann liegt dies an den starken Wasserstoffbrücken zwischen den Molekülen.

Vorbemerkung: Der Fragesteller spricht beim Materal von einer Kupferlösung. Eine solche Lösug gibt es aber nicht. Immerhin schreibt er in Klammer Kupfersulfat und meint damit eine Kupfersulfatlösung.

Wenn man mit Metallen und den entsprechenden Metallsalzlösungen eine Anlage, die Strom liefert (= galvanisches Element), herstellen möchte, dann nimmt man entweder ein U-Rohr mit einem Diaphragma, oder zwei Bechergläser, die über eine Salzbrücke (= ein Filtrierpapier, das mit einer Kaliumnitratlösung getränkt ist) verbundn sind.

Das eine Becherglas wird mit Kupfersulfatlösung gefüllt, in das eine Kupferelektrode (z.B. Kupferblech) taucht und das andere mit einer Zinksulfatlösung, in das eine Zinkeletrode (z.B. Zinkblech) taucht. Beide Elektroden werden mit einem Spannungsmesser verbunden.

Zu 3: Hast Du eine Vermutung warum der Spannungsmesser (Voltmeter) eine Spannung anzeigt?

Negativer pH?

Wenn man zur Berechnung des pH die Gleichung pH = -lg c(H₃O⁺) verwendet, dann erhält man dann natürlich als Ergebnis auch einen negativen pH oder einen pH>14.

Diese Gleichung gilt aber nur für verdünnte Lösungen, also c(H₃O⁺) ≤ 1mol/L bzw. c(OH⁻) ≤ 1mol/L.

Begründung:

Für die Autoprotolyse des Wassers H₂O + H₂O ⇌ H₃O⁺ + OH⁻

besteht das Massenwirkungsgesetz:

[c(H₃O⁺) · c(OH⁻)] : c(H₂O)² = K

(K wird durch Leitfähigkeitsmessungen ermittelt).

Die Stoffmenge n(H₂O) von V(H₂O) = 1L bei der Dichte ρ(Wasser) = 1g/cm³ ist

m(H₂O)/M(H₂O) = 1000 g /[18 g/mol] ≈ 55,55 mol/L.

In einer verdünnten Lösung (s.o.) und nur in dieser, ist c(H₂O) = const. Man bezieht nun diese Konstante in die Konstante K des MWG mit ein und erhält als neue Konstante Kw, das Ionenprodukt des Wassers:

c(H₃O⁺) · c(OH⁻) = Kw = 10⁻¹⁴ mol²/L²

(Kw ist temperaturabhängig und hier nur gültig für ϑ = 22 °C)

In verdünnten wässerigen Lösungen ist dieses Produkt konstant, wenn die Temperatur ϑ = const.

Es ist weiter in einer neutralen Lösung

c(H₃O⁺) = c(OH⁻) = Wurzel aus [10⁻¹⁴ mol²/L²] = 10⁻⁷mol/L

Für die Oxoniumionenkonzentration verwendet man als Maßzahl den negativen Exponenten der Zehnerpotenz dieser Konzentration und bezeichnet sie als pH.

pH = -lg c(H₃O⁺)

Kurz zusammengefasst: Der pH gilt nur für Lösungen in denen c(H₃O⁺) ≤ 1mol/L bzw. c(OH⁻) ≤ 1mol/L.

Zuerst einmal allgemein für eine Elektronenschreibweise:

Für das chemische Verhalten ist lediglich die äußerste Schale mit den Außenelektronen interessant. Vereinfacht werden die Außenelektronen durch Punkte um das Elementsymbol dargestellt. Bei mehr als vier Außenelektronen bildet jedes hinzukommende Elektron mit einem schon vorhandenen ein Elektronenpaar. Ein Elektronenpaar kann durch einen Strich dargestellt werden.

Für das von Dir genante Beispiel "Na" gilt:

Das Natrium hat ein Außenelektron. Man schreibt also in Elektronenschreibweise: Na·

Ich habe Dir eine Titrationskurve nach Deiner Frage simuliert. Methylrot würde sich als Indikator eignen, denn er schlägt im Bereich des Äquivalenzpunktes um.

Mooncrash und Tannibi erwähnen beide richtigerweise das Königswasser, das sogar die "edelsten" Metalle in Lösung bringt. Das Königswasser ist aber gegenüber Deiner Frage eine Spezialsubstanz.

Deine Frage könnte man eigentlich wie folgt formulieren: Warum reagieren Metalle mit einem positiven Normalpotenzial E° (das sind die sogenannten "edlen" Metalle) nicht mit Säuren?

Säurelösungen enthalten Oxoniumionen. Das Redoxpotenzial zwischen Wasserstoff/Wasser//Oxoniumionen ist

H₂ + 2 H₂O ⇌ 2 H₃O⁺ + 2 e⁻     E° = 0,00 V

Alle Metalle mit einem positiven E° können in diesem Fall nicht oxidiert werden, reagieren also nicht.

Alle Metalle mit einem negativen E°, das sind die sogenanten "unedlen" Metalle, werden von der Säurelösung oxidiert, und dabei entsteht durch Reduktion der Oxoniumionen der Wasserstoff.

Mischt man Salzsäure mit Salpetersäure in einem bestimmten Verhältnis etsteht das "Königswasser".

3 HCl +HNO₃ → 2 Cl + NOCl + 2 H₂O

Hierbei treten keine Oxoniumionen auf, sodass andere Teilchen für den Redoxvorgang infrage kommen.

Es geht darum welche Reaktion abläuft, wenn man Zink in eine Kupfersulfatlösung gibt.

Du hättest wahrscheinlich die Gleichung wie folgt formuliert:

CuSO₄ + Zn --> ZnSO₄ + Cu

Kupfersulfat und Zinksulfat sind Ionenverbindungen. Aus der Reaktionsgleichung ersiehst Du, dass die Sulfationen gar nicht reagiert haben. Dann kann man sie auch weglassen. So kommt es zur Kurzschreibweise, die Du beastandet hast.

Anmerkung: Es ist auch nicht, wie Du schreibst, ein Cu vorhanden, sondern ein Kupferion (Cu²⁺ ).

Im harten Wasser sind u.a. Calciumionen enthalten. Sind gleichzeitig Hydrogencarbonationen enthalten, so kommt es zu folgender Reaktion:

Ca²⁺ + 2 HCO₃^- ⇌ CaCO₃ + H₂O + CO₂

Die Bildung von Calciumcarbonat (Kalk) ist eine typische Reaktion, die sich in hartem Wasser abspielen kann.

Nun ist als Modellchemikalie das Calciumhydroxid gegeben. Diese Verbindung ist in Wasser sehr schwer löslich (1,7 g/L). Fügt man zu einer klaren Lösung von Calciumhydroxid (Kalkwasser) Calciumionen hinzu, so bildet sich das praktisch unlösliche Calciumcarbonat (Löslichkeit: 14 mg/L), das vom harten Wasser her bekannt ist.

Fügt man zu einer Natriumhydroxidlösung (Natronlauge) Calciumionen, so bildet sich das schwer lösliche Calciumhydroxid; also auch ein Niederschlag, aber nicht der vom harten Wasser bekannte Niederschlag von Calciumcarbonat.

Kalkwasser ist auch deshalb als Modellchemikalie geignet, da sich mit der Zeit durch das Kohlendioxid der Luft und dem Wasser Hydrogencarbonationen bilden können. Diese bilden mit den Calciumionen das Calciumcarbonat, das durch die Reaktion auch im harten Wasser entsteht. Mit Natronlauge könnte sich theoretisch Natriumcarbonat bilden; aber dieses ist in Wasser gut löslich. Es bildet sich also nicht.

Es spielen bei Aufgabe 1 die folgenden Redoxsysteme eine Rolle

Sn ⇌  Sn²⁺ + 2 e⁻                        E° = -0,16 V

Sn²⁺ ⇌ Sn⁴⁺ + 2 e⁻                     E° = +0,14 V

und bei Aufgabe 2 die hier angegebenen

Fe²⁺ ⇌ Fe³⁺ + e⁻                           E° = +0,75 V

Zn ⇌ Zn²⁺ + 2 e⁻                           E° = -0,76 V

Helfen Dir diese Angaben schon?

Richtig, Dir fehlt etwas, und zwar das molare Gasvolumen V_o bei den gegebenen Bedingungen (Druck, Temperatur), um die Stoffmenge n dieses Gases angeben zu können. Dann ist die Konzentration c = n/V.