Meiner Meinung nach kann man diese Lösung gar nicht herstellen, da sich die chlorige Säure in Lösung sofort zu Wasser, Chlordioxid und Salzsäure zersetzt. Dann spielt der pH der Salzsäure eine Rolle.

Es geht hier aber um die Rechnung.

Die chlorige Säure ist keine sehr starke sondern "nur" eine starke Säure. Sie ist also nicht wie die sehr starken Säuren in Wasser vollständig in Oxoniumionen und Säurerestionen aufgespalten. Zur Berechnung des pH benötigt man eine Näherungsgleichung, deren Anwendung aber weit über den Chemiestoff des Gymnasiums hinausgeht.

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Das kommt jetzt sehr genau darauf an wie genau ihr so etwas im Chemieunterricht formuliert.

Eigentlich musst Du hinter alle Salze ein aq schreiben, denn die Salze fallen bei der Reaktion nicht aus sondern liegen in gelöster Form vor.

Wenn man es noch genauer nimmt, dann schreibt man in Reaktionsgleichungen nur das auf, was sich auch verändert. Da aber die Salze alle Ionenverbindungen sind, haben sich die bereits vorhandenen Ionen nicht verändert und werden deshalb nicht geschrieben.

Die erste Gleichung müsste man dann ausführlich wie folgt schreiben:

H3O+(aq) + OH-(aq) ⇌ 2 H2O (l)

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Bei diesen Alkalisalzen betrachtest Du für die Lösung Deiner Fragen nur die Anionen betrachten.

Fangen wir bei KBr an. Das Bromidion stammt von der sehr starken Säure HBr. Dieses Ion nimmt deshalb kein Proton auf. Die KBr-Lösung reagiert neutral.

Beim Trinatriumphosphat stammt das Phosphation von einer schwachen Säure. Das Phosphation kann deshalb ein Proton aufnehmen. Dieses stammt aus dem Wasser, und deshalb bleibt pro aufgenommenes Proton ein Hydroxidion übrig. Die Lösung reagiert alkalisch.

Schwierig ist es beim Dihydrogenphosphation. Dieses kann einerseits als Säure und andererseits als Base wirken, also ein Proton ab- oder aufnehmen. Dazu müsste man über die entsprechenden Säure- und Basestärken genau Bescheid wissen. Die wässerige Lösung reagiert schwach sauer, aber das kannst Du eigentlich nicht abschätzen.

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Man könnte mittels Skizzen die Moleküle des Methanols mit denen der Essigsäure vegleichen, indem man die Wasserstoffbrücken einzeichnet (s. bei google Bilder unter "ethanol wasserstoffbrücken" und "essigsäure Wasserstoffbrücken").

Essigsäuremoleküle hängen über Wasserstoffbrückenbindungen wie die Ethanolmoleküle mit anderen zusammen. Zwei Essigsäuremoleküle bilden aber gegenseitig zusätzlich zwei Wasserstoffbrücken aus. Dies führt zu stärkeren Kräften zwischen den Molekülen (höhere Schmelz- und Siedetemperatur).

Wasserstoffbrücken zwischen Methanolmolekülen

Wasserstoffbrücken zwischen zwei Essigsäuremolekülen. Die Brücken zu weiteren Essigsäuremolekülen sind hier nicht gezeichnet.

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Dass aus n-Decan durch das Cracken ein so langkettiges Alkan (n-Octan) und ein so kurzkettiges (Ethan) gebildet werden, das wäre schon an sich sehr ungewöhnlich. Beim Cracken entstehen aus langkettigen Edukten insgesamt viel kürzerkettige.

Hier ist aber ein grundsätzlicher Fehler in der Aufgabe. Das n-Decan mit der Formel C10H22 kann nicht in die Crackprodukte C8H18 und C2H6 zerlegt werden.

Warum?

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Ich würde das folgende Experiment vorschlagen:

Man baut sich die Anordnung einer galvanischen Zelle. Auf der rechten Seite des Diaphragmas ist die Normalwasserstoffelektrode. Links die Metallelektrode (hier: Blei), die in Bleinitrat (lösliches Bleisalz) der Konzentration c(Bleinitratlösung) = 1 mol/L einaucht. Der Spannungsmesser gibt das Normalpotenzial der Halbzelle (Pb/Pb2+) an.

Nun aber für Dich noch eine Frage zum Überlegen: Wie stellt man fest, ob das Normalpotenzial der Bleihalbzelle positiv oder negativ ist?

Nun bräuchtest Du die elektrochemische Spannungsreihe mit den Daten von E° der einzelnen Redoxsysteme und kannst damit sofort die Bleihalbzelle mit dem von Dir ermittelten E°(Pb/Pb2+) richtig einordnen.

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In Alkoholen treten Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den OH-Gruppen auf. Dabei wird eine Brücke zwischen einem H-Atom des einen Alkoholmoleküls zu dem O-Atom des anderen Alkoholmoleküls gebildet. Derartige Brücken werden auch zu den Wassermolekülen ermöglicht.

Die Aldehyde und Ketone können untereinander keine H-Brücken bilden. Das H-Atom der Aldehydgruppe -CHO ist nicht an ein elektronegatives Atom gebunden (N oder O), sondern sitzt an einem C-Atom. Daher kann dieses H-Atom keine H-Brücken mit den O-Atomen eines anderen Aldehyd-Moleküls bilden. Bei den Ketonen fehlt ein polar gebundenes H-Atom.

 Zu Wassermolekülen können aber von Aldehyden und Ketonen vom Carbonyl-Sauerstoffatom (C=O) ausgehend H-Brücken gebildet werden. Deshalb sind kurzkettige Verbindungen dieser Gruppen wasserlöslich.

Aufgrund des polaren Charakters der Carboxylgruppe sind die Alkansäuren in der Lage, Wasserstoffbrückenbindungen auszubilden.

Wird die unpolare Kette (Alkylrest) dieser Verbindungen größer, dann nimmt der Einfluss der Gruppen, welche die Wasserstoffbrücken ermöglichen, ab. Dies bedeutet eine kleiner werdende Löslichkeit in Wasser. Es nehmen aber die van-der-Waals-Kräfte zu, und deshalb steigen die Siedetemperaturen der Verbindungen .

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Mit diesem Link

http://www.kappenberg.com/akminilabor/apps/jsmol.html

kannst Du die räumliche Struktur von sehr vielen Verbindungen sehen.

Durch Berührung mit dem Mauszeiger kannst Du die Verbindungen drehen.

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Wenn man eine starke Säure vom Typ HR mit Natronlauge titriert, dann gilt die folgende Formel:

c(Säure) · V(Säure) = c(Natronlauge) · V(Natronlauge)

Für andere Säuren gilt eine andere Beziehung. Bei Bedarf danach fragen.

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Deine Vermutung ist richtig. Ersetze nur das Wort "Bindung" durch "Kräfte".

Dann zeichnest Du in Halbstrukturformeln zwei n-Hexanmoleküle auf und dann noch zwei Hexanisomere, die verzeigt sind.

Welche kannst Du dichter zueinander fügen? Welchen Zusammenhang erhält man zu den Schmelz- und Siedetemperaturen der von Dir verwendeten Alkane?

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Du rechnest zuerst einmal nach der Puffergleichung den pH der Pufferlösung aus.

Nun wird Natronlauge zugegeben (welche Stoffmenge?).

Es erhöht sich die Konzentration der Acetationen und die der Essigsäure sinkt um den gleichen pH.

Die Puffergleichung zeigt jetzt den neuen pH an.

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Soll die Ladung Q, die für die Elektrolyse benötigt wird, berechnet werden:

Q = I · t = n · z · NA · e  =  n · z · F  =  n · z · 96485 A · s · mol-1

I: Stromstärke in A

t: Zeit in s

z: Ladungszahl (beim Cu ist z = 2)

NA = Avogadrokonstane: NA = 6,022·10²³/mol

F: Faradaykonstante: F = 96458 A·s·mol-1

e: Elementarladung (Ladung eines Elektrons): e = 1,6 · 10-19 A·s

n: Stoffmenge von Kupfer

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Die gegebene Reaktionsgleichung ist richtig, und muss von Dir zunächst einmal zur Kenntnis genommen werden.

Dann kommt aber eine außergewöhnliche Aufgabe, denn es wird offenbar erwartet, dass Dir bekannt ist, dass die Metalloxide Ionenverbindungen sind.

So besteht das Aluminiumoxid aus dreifach positiv geladenen Aluminiumionen und zweifach negativ geladenen Sauerstoffionen.

Kannst Du jetzt die Leerstellen oben alleine ausfüllen?

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Lösungsweg:

1.      Da ein Elektron gegenüber den anderen Bausteinen der Atome eine vernachlässigbare Masse hat, ist m(Na) ≈ m(Na+).

2.      Berechne n(NaCl) der Masse m(NaCl) = 1 kg = 1000 g.

3.      Diese Stoffmenge n(NaCl) = n(Na+).

4.      Die Stoffmenge n(Na+) = 1 mol enthält die AVOGADRO-Konstante NA an Teilchen.

5.      Berechnung der Teilchenzahl N(Na+) in der berechneten Stoffmenge n(Na+) nach der Gleichung n = N/NA.

6.      Jetzt ist es noch ein Berechnungsschritt bis zur Lösung und zwar welcher?

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Zu Deinem Einwand bei der Antwort von Aromapflege: Es geht bei der von Dir angesprochenen Titration um eine Leitfähigkeitstitration.

Ich habe Dir eine Leitfähigkeitskurve simuliert.

Blauviolett (oberste Kurv): Die Leitfähigkeitskurve

Die Einzelleitfähigkeiten während der Titration:

rot: Oxoniumionen

blau: Hydroxidionen

rotviolett: Chloridionen

grün: Natriumionen

Es ist nicht egal welches Anion die Säure hat, denn alle Ionen tragen zur Gesamtleitfähigkeit bei.

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Wo ist Dein Problem?

  1. Um die Reaktionsgleichungen aufstellen zu können, musst Du Dich über die Formel von Magnesiumnitrid (nicht Magnesiumnitit) informieren.
  2. In beiden Fällen entstehen Ionenverbindungen. Welche Ladungen haben diese Ionen?
  3. Meine Antwort zu dieser Frage ist nur eine Vermutung: Magnesium reagiert sehr heftig mit Sauerstoff. Das ist ein sehr starker exothermer Vorgang. Durch das Überstülpen des Becherglases wurde die Luftzufuhr abgesperrt. Das Magnesium hat mit dem ganzen Sauerstoff der Luft unter dem Becherglas reagiert. Es ist aber in der Luft sehr viel Stickstoff enthalten. Die bei der Reaktion zwischen Magnesium und Sauerstoff frei werdende Wärmemenge reicht aber aus, um die Reaktion zwischen Magnesium und Stickstoff ablaufen zu lassen.
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Es kommt zunächst einmal darauf an, ob Du den Flammpunkt oder die Zündtemperatur meinst.

Der Flammpunkt ist meines Erachtens mit dem Umgang dieser Stoffe wichtiger. Er gibt an, bei welcher Temperatur von einem Stoff so viel verdunstet, dass bei Annäherung einer Flamme sich das Dampf-Luft-Gemisch entzündet.

Bei Benzin (angenommen als n-Hexan) liegt der Flammpunkt bei -20 °C.

Z.B. bei dem Alkan Dodecan C12H26 liegt er bei +80 °C.

Steigt die Siedetemperatur des Alkans, so verdunstet erst bei zunehmender Temperatur so viel von diesem, dass dessen Flammpunkt erreicht wird.

Kurzkettige Alkane, also die mit niedrigen Siedetemperaturen, sind also äußerst feuergefährlich.

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Je größer die Elektronegativität (EN) eines Elements ist, ein desto stärkeres Oxidationsmittel ist es. Die Elemente selbst, hier die Halogene, werden reduziert. Die Oxidationskraft nimmt vom Fluor zum Iod hin stark ab.

Die Oxidationskraft wird durch die sogenannte Elektronenaffinität, das Aufnahmebestreben eines Elektrons, bestimmt.

Halogen(g) + e-  --> Halogenidion-(g)

Die Elektronenaffinität wird vor allem durch den Atomradius und die Kernladung beeinflusst, wobei eine hohe Kernladung durch Anziehung der Bindungselektronen die EN steigen lässt.

Die Elektronenaffinität nimmt vom Fluor zum Iod hin ab. Dass die des Elements Chlor nicht in diese Reihe passt, ist ein Sonderfall, der im Chemieunterricht wahrscheinlich nicht besprochen wird.

 

 

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