Name: Matrikel-Nr. :

Klausur Quantitative Analyse 2005

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Lesen Sie die AufgabensteIlungen gründlich und berechnen Sie die erfragtenWerte. Achten Sie bei den Ergebnissen auf die Angabe von Einheiten!Verwenden Sie für den Nernst-Faktor den Wert 0.0592 V. Runden Sie dieErgebnisse sinnvoll nach den Rundungsregeln.

1. Berechnen Sie die folgenden Werte:

a) pH einer 0.01 M HCI pKs (HCI) = -6; aH30+ ::::; CH30+

b) pH und pOH einer 0.05 M Ba(OHh (Annahme: vollständige Dissoziation)

c) pH einer 0.01 M HF, pKs (HF) = 3.17

d) pH einer 0.1 M Essigsäure, pKs = 4,76

e) pH einer 0.01 M H2S, pKS1=7.00, pKS2=12.92

f) pH-Wert einer 0.01 M KOH-Lösung bei 40°C! K 0 = 2.92·1 0-14mo12j L2, ~~C

2. Es werden 50 9 einer 37%igen HCI (p = 1.2 g/cm3) und 65 9 einer 5%igen

HCI (p = 1 g/cm3) gemischt. Welche Konzentration hat die resultierende

Lösung? M (HCI) = 36.5 g/mol

3. 20 mL einer 0.3 M Salzsäure werden mit 0.2 M NaOH titriert. Welcher pH­

Wert ist nach Zugabe von 5 mL NaOH erreicht?

4. Zu 100 mL Lösung, die jeweils 0,1 mol NH3 und NH4CI enthält, gibt man

0.365 9 HCI. (pKs, NH4+ = 9,24), M (HCI)= 36.5 g/mol

a) Wie groß ist der pH vor der Zugabe von HCI ?

b) Wie groß ist der pH nach der Zugabe von HGI ?

5. 50 mL 0.1 M FeS04 werden mit 0.1 M Ce(S04h titriert. Wie groß ist die

Konzentration an Ce4+, wenn die Hälfte des Fe2+ zu Fe3+ oxidiert ist? Die

Volumenveränderung kann vernachlässigt werden.

UH8 (Fe2+/Fe3+) = 0.77 V, UH8 (Ce3+/Ce4+) = 1.71 V

Abschlusskla us ur2;ur Vorlesung Anorganische Chemie I- Montag, 25.September 2006

Name, Vorname: . Matrikel-Nr.: .

Studiengang:

Fachsem,ester: .

o Chemie Diplom 0 B.Sc. Chemie (Beginn WS 20 I )

o Fächerübergreifender 8achelor-Studiengang•••

Punkt ~

Aufgabe

erreichbareerreichte PunkteAufgabe

erreichbareerreichte PunktePunktzahl Punktzahl

1

2' 143

2

2 15'5

34 165

4

2 174

5

6 184

6

3 195

7

2 202

8

1 217" '4-- ......

96 222

10

3 233

11

4 244

121 25' 1

13

2 Gesamt -80

Maximal erreichbare Punktzahl: 80 Erreichte Pu~nktzahl: •...•...••.•

bestanden 0 nicht bestandenD

Chemie 8.Sc., Fächerüberareifender S.Sc.:Die Klausur gilt bei Erreichen von mindestens 50 % der maximalen Punktzahl als bestanden.

Chemie Diplom:Die Klausur wird gemeinsam mit der Klausur zur Vorlesung Industrielle AnorganischeChemie gewertet. Zum Bestehen müssen mindestens 50 % der Gesamtpunktzahl beiderKlausuren erreicht werden.

Hinweise: Bei Rechenaufgaben muss der Lösungsweg angegeben werden. Endergebnisseohne Lösungsweg werden als ungültig betrachtet. Benutzen Sie keine Extrablätter, sondern,falls notwendig, die leeren Rückseiten! Weisen Sie bei der Verwendung der Rückseitenausdrücklich darauf hin! Formulieren Sie Reaktionsgleichungen, wenn dies möglich ist!Die Benutzung von Periodensystem-Tafeln ist nicht gestattet. Es dürfen keine program­mierbaren Taschenrechner benutzt werden. Es dürfen keine sonstigen Hilfsmittel (Bücher,Skripte, Handys, ...) benutzt werden. Antworten, die mit. Bleistift oder Rotstift geschriebenwurden, werden nicht gewertet!

1----------

3.

(4)

. '­-.;. '­- .•• , J

•••

6. WeIcheStruktur bzw. welchen Strukturtyp nehmen die folgendendungen der Zusammensetzung ÄX3 im festen Zustand ein?

AIBr3:

FeBr3:

AIF3:

7. Geben Sie eine Valenzstrichformel für Borazin an und für das Produkt, das esbei der Reaktion mit Brom bildet.

(2)

...~~'7i

-

10.

11.

.;;il:i~'A"\.\v,'J '-'IOC"\':\~~~(;<\..• , 01'/(;;':>; ....•.....•..~··.,.

Zu den Verbmdungen zWischen Kohlenstoff und Fluor gehoren Tetrai 'f<6'~~~t.'j;"f-,\

lenstoff, Teflon und Graphitfluorid. Geben Sie die Formeln dieser Ver .tJ(~\~.\jl~~·gen an! \ ~ t,? '\:,:-),'\~ ~,/.:. ''b'r;.

. 'I.. ::> \()~

Was sind Silicone ? Wie werden Silicone, ausgehend von elementaremSilicium, hergestellt? Nennen Sie zwei typische Anwendungsbeispiele für Si­licone!

(4):-~-'I

••

14.

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••

16.

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/~q;~~1o\)~ I"---~ .~~

U \ri'- '<~:::~i~ll\:3. <:-.1 ··l. -.

J-J", "("'1 mtO J!~~~j'\~ / .~, ,~ ..•...

~ '.,'~ )f;I!~/7/Eine weißlich-gelbe wachsartige Substanz A verbrennt spontan an Luft, q&Q§t)\>;?//ein weißer Feststoff 8 entsteht. Lösen von Bin Wasser führt zu einer drei~'tonigen Säure C. Identifizieren Sie die Substanzen At Bund C und formulie-ren Sie die Reaktionsgleichungen!

(5)

~'i..- ....• ,;

17. Vervollständig.en Sie die folgenden Reaktionsgleichungen !(4)

Ni + 4 CO---+

2 CI02 + H202 + NaOH ---+

-.

2 Li + C4HgCl---+

beim Erwärmen: .

4 KCI03 ---+

20.

21. Der Autoabgaskatalysator muss simultan drei verschiedene Reaktionenkatalysieren. Welche sind dies? Wie ist der Autoabgaskatalysator aufgebaut?

.:- ."-; (4)--7

,

24.

/-.,fßr~/ ""'-''-;:',,,-~('/. ,.//~

~/'/~~~.~

..•.....\ . ",:",,<-0'y \6J~\)~ \S't~~

Leiten Sie die Ligandenfeldaufspaltung im oktaedrischen Ugandenfeld h y, fJI : /- ~:Benennen Sie dabei die verschiedenen d-Orbitale. Für welche _ ':l

Elektronenkonfigurationen erscheint die oktaedrische Koordination besondersvorteilhaft? Geben Sie zwei solcher Elektronenkonfigurationen an und benen­nen Sie jeweils ein Obergangsmetall-Ion mit dieser Konfiguration ..

(4)

.....~-:.1

-.

•••

900Z Jaqwaldas "9Z '6eluoW, a!w948 aljos!ue6Jouv JnsnepjSSnjlpsqv Jnz uaz/1oN

.- ..--: ..•...

. . i~:*0~~~J~~:L Beschreiben Sie anband der Reaktionsgleichungen die folgenden Prozesse zur Hef~.\::\:·~o.;,. /~:,::'

stellung von Wasserstoff: Kohlevergasung, Dampfrefonnierung, Cracken, Konverti'~.::,~:·~:.·~':;~_'.' , .. ' .••.r..,...Jf ...~-,7>..:-_

mng. '-'-....:-}§iC;.-."

(4)

. ~..-- ;.....'-....• -,

2. Welches sind die Rohstoffe, aus denen sich die Alkalimetalle Lithium, Natrium undKalium herstellen lassen (FOlTIlelund Mineralnamen) ?

(3)

••

2

5.

(4)

.....-- .;.....6. Was ist "anorganisches Benzol" ? G~ben Sie dieSummenfol~n~l und eine Valenzstrich­

fOlmel an!

(2)

••

4

9.

(3)

10. Skizzieren Sie die kubiscl~-innenzentrierte Struktur! Wie groß sind die Ral1l1lerflilll1ngund die Koordinationszahl ? Geben Sfe zwei Beispiel fÜr Metalle, die unter N01TI1albe-dingungen in dieser Struktur kristallisieren! .

(4)

~~~~'7

••

6

~3.

.,/,~sch..::l."...(,~''0~./:;i<.'"

, . Z(~~,fjt' {}~• ~~/~(! ,\ \ \

In den als "Kohlensäure" bzw. als "schweflige Säure" bezeichneten wäßrigen Lösungel .E!!~.~~\ \,

liegen die MolekÜle H2C03 bzw. H2S03jeweiis nur in äußerst geringen Konzentrationen <t&~~;~vor. Die Gründe daftir sind unterschiedlich. Welches sind diese GrÜnde? 0;:)019 rQ\~

(2)

. '-:::;-/

14. Geben Sie die F0l111eI einer gernischtvaJenten Verbindung mitkon'ekt zugeordnetenOxidationsstufen der beteiligten Atome an !

(1)

••

8

17.

Stishovit

12°177llot/'100

ß-Quarz

90

80

H 70cd

,..D~ 60'--~ 50

40

30

20

10

600

Coesit

~~.$'·Cl

C:;)

. ::=L.L

1000/ 1400/' 1800ß-Tridymit ß-Cristobalit T I oe

10

~-- '-.J.- ...•. i.

-

20. Beschreiben Sie das Röstreduktions:.. .und das Röstreaktionsverfahren jeweils anhandeines selbst gewählten Beispiels.

(4)

. '­~ .;~-."

21. Welches Gas besitzt das höchste DiffusionsVel111ögen ?(1)

•••

12

24.

25.

~h/-<r..S~O/1.

f. ~>::;t;;-..-:.:>,-

.. ?'-:-.ro;~~Bl··~\ ~, __ ,

• j I.•••••• ' " .• CJ / .~

Eisen 1st ferromagnetisch, ChrOl-r:1st antlf~lTomagnetisch. SkiZZieren SJe dIe JeweIlige (~'S\\(:1~rcY\Anordnung der atomaren magnetIschen DIpole ! . ~;~~~S{,~~,(2) ~

Beschreiben Sie das Verfahren der Cyanidlaugerei am Beispiel des Goldes! Warumwendet man dieses Verfahren an, obwohl Gold bereits in gediegener Form ~orkommt?

(3)

...- .,~_..,

••

14

27. Was ist Wasserglas? \Vie lässt sich eine \Vasserg1as-Lösung herstellen? Was passiertbeim Ansäuern einer Wasserglas-Lösung? Welche Anwendungen hat das so gebildeteProdukt?

(5)

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~Ch::,,.,.,,­/y"S _I~U<

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I~l~;~l~~\\[Ql~ 1'\:7r-u\~

'~t~~t;/~~~Y':;OJS(a.

28. Weltweit werden jährlich etwa 7.000.000 t Industrieruße benötigt. Wozu werden dieRuße vor allem verwendet? Nem1en Sie bitte drei bedeutende Anwendungsbeispiele.

(3)

•••

16

30. In vielen Fällen mÜssen Abluftströme aus Industriebetrieben entstaubt werden. Nennen

Sie bitte zwei technische Einrichtungen (Apparate) zur Entstaubwlg von Abluftströmen.Wie gelingt die Stauoabscheidung bei den von Ihnen gewählten Reiniguugsmethoden?

(6)

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•••

18

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EI.~~~,-.(:J ~'~l~1\'y~ ....~".)"-..:ro~':"'-,~~'" 'J' ~c....:6':t·8/~~?

- T .~._~.- ~•

1. Welche der folgenden Verbindungen kann/können Wasserstoffbrückenbindungenausbilden?

(2)

CH4

~H6

ja / nein

ja / nein

LiH

HF

ja I nein

ja I nein

2. Beschreiben Sie den Aufbau einer Brennstoffzelle auf der Basis von Wasserstoff undSauerstoff! Geben Sie die ·abla.ufenden Reaktionen an !

(5)

....•-~i-..•. ;

••••

2

5. Beryllium und seine Verbindungen sind extrem toxisch und kreb serregend, was dieAnwendungen des Metalls erheblich einschränkt. Nennen Sie zwei Anwendungsgebietedes metallischen Berylliums und die jeweilige besondere Eigenschaft, die dabei ausge-nutzt wird! (2)

,....

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fP}i.~(./.7;' \:'; \7/-----4 \:>-, rV,,---,,' \ '..~- \

~;;,. _.;<~.~ ~~.;;~

6. Die einfachste Bor-Wasserstoffverbindung ist Diboran(6). Beschreiben Sie die unge­wöhnlichen Bindungsverhältnisse in diesem Molekül ! Wie kann man es herstellen ?Wie reagiert es mit Ammoniak? (4)

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-

4

10. Beschreiben Sie einen großtechnischen Prozess zur Herstellung von Hydrazin!(3)

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••

6

12. Die klassischen Verfahren zur Metallherstellung tragen die metallurgischen Bezeichnun­gen. Erläutern Sie die folgenden Prozesse anhandselbst gewählter Beispiele mit Hilfevon Reaktionsgleichungen ! (6)

Röstreduktionsarbeit:

Röstreaktionsarbeit:

~ .'7~A ,~

Niederschlagsarbeit:

-.

8

15. Geben Sie die Bilanzgleichung der Chloralkali-Elektrolyse an !.We1che beiden Proble­me ergeben sich, wenn Sie die entstehenden Produkte betrachten? Wie werden dieseProbleme beim Amalgamverfahren gelöst? (5)

~OH

1!Jr '© ~

....-- '.;-....• , ;

-

10

17. Silicium ist ein typischer Halbleiter, Kalium ein typisches Metall und Diamant eintypischer Isolator. Erläutern Sie mit Hilfe des Bändermodells die elektrische Leitfähig­keit dieser drei Stoffe! Wie wirkt sich eine Temperaturerhöhung auf die Leitfähigkeit derdrei Stoffe aus? Begründen Sie Ihre Antwort! (6)

2.q

18. Wie groß sind die Teilchen ungefähr in einem Kolloid? Wie kann man die kolloidaleNatur einer Lösung nachweisen? (2)

••

12

OH

20. Geben Sie die Formeln an fur die Komplexverbindungen Kaliumhexacyano-feITat(ill)und Natriumtetrachloro-ferrat(ill) ! Welcher der Komplexe ist wahrscheinlich ein high­spin-, welcher ein low-spin-Komplex ? Begründen Sie in beiden Fällen ihre Entschei-dung! (3)

~,UG~! .. c"fl \Ci' -,'11 \::::7 \ v

~~~.~­~~l

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•••

14

22. Beschreiben Sie den Aufbau eines fotografischen Films und den fotografischen Prozeßin seinen Einzelschritten (Belichtung, Entwicklung und Fixierung, bezogen auf dieSchwarz-WeiB-Fotografie) ! (4)

~~t; . OH

~ ~?~7\ß· -.J

A~=-::'~~ gJ

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••

16

24. Nelmen Sie drei typische Anwendungsbeispielefur Kieselgele! (3)

~()OHIJ~' P'-t'i((.~ \

cg--~

25. Der Elektrofilter ist ein Gerät zur Staubentfernung aus Abgasen und Abluft. ErläuternSie die \Virkungsweise eines Elektrofilters anhand einer Skizze J '

(3)

...-.,...--- ' ..

••

18

27. Weltweit gibt es Bestrebungen, den Ausstoß an Kohlendioxid zu verringern. Nebenvielen Verbrennul1gsprozessen (Oxidation von organischen Verbindul1gen mit Sauer­stoff) gibt es auch andere tec1misch-chemische Prozesse, bei denen große Mengen anKohlendioxid freigesetzt werden. Nennen Sie zwei Beispiele! (2)

28. Das Degussa- W eißensteiner- Verfahren zur Herstellung von Wasserstoffperoxid gehtvon Schwefelsäure aus. Beschreiben Sie bitte den Reaktionsweg (mit Reaktionsglei­chungen). Welches Verfahren wird heute häufig statt des Degussa- Weiß ens teiner-Verfahrens benutzt (nur Namen angeben) ? (4)

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••

20

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29. Aus einer Pressemeldung von chemie.de:,,11.07.2005 - Paris (dpa) - Der weltgrößte Gasehe:\steller Air Liquide baut in Russlandgemeinsam mit dem Stahlhersteller Severstal für 100 Millionen Dollar das weltgräßteGasewerk für die Stahlfertigung. Die Kapazität werde bei 3000 Tonnen .pro Tag liegen, teilte der französische Konzern am Donnerstag in Paris mit. Das Werksoll 2007 im nordmssischen Tscherepowez (GebietWologda) zwischen Moskau undSankt Petersburg die Arbeit aufilehmen ..."Welches Gas wird hier in solchen enonnen Mengen produziert werden? Welche Rollespielt es bei der Stahlherstellung ? (2)

~ffß.'cH.- // 'C,./ \

/i)~~_.:j<B -~:.~,.1"0' ~')~

.....-- .;....... ~...

••

21

Aufgabe 1)

Sie erSteigern bei Ebay eine hölzerne Planke der Santa Maria des _ ~,Colurnbus. Um die Echtheit des erworbenen Stückes zu überprüfen, lassen ~~.14C-Gehalt ermitteln. Er beträgt 96,2% des Wertes, den man in lebenden Bäumenfindet. Die Halbwertszeit für den radioaktiven Zerfall von 14Cbeträgt 5730 Jahre. Wiealt ist die Probe? Ist die Planke echt?

...-;"' 'L-- ..• , ;

-

Aufgabe 3)~ ... ~~~1~\"-'~~Feuchte Kleidung kann im Gebirge sehr unangenehm werden. Nehmen Sie ~

Ihre Kleidung 1,5 kg Wasser aufgenommen hat. Ein kalter Nordostwind trocknet SIewieder. Betrachten Sie nur die Verdunstung.a) Wieviel Wärme verliert der Körper?b) Wieviel Glukose (in g) muss der Körper verbrennen, um den Verlust zu

kompensieren 7c) Welche Körpertemperatur würde sich ohne Kompensation bei einer Person von

75 kg einstellen?

Annahmen: Cp(Person) = Cp(Wasser) ;:::;4,2 kJ kg-1K-1;ßcH(Glukose) = -2808 kJ morl (Verbrennungswärme);ßyH(Wasser) = 40,7 kJ marI (Verdampfungswärme) ; M(Glukose) = 180 g morl

• <..,-.J~-...·7

••

OCI 2(g)+ H20(g) <--> 02(g) +2 BCI(g)

Die Standardbildungsenthalpien !1rHo der Reaktionspartner betragen:

!1fHo [aGlz (g)] = 80kJ I mol; cp = 45JK-1morl

!1fHo [H20(g)] = -242kJ I mol; cp =33JK-1mol-'

!1fHo [Hel(g)] = -92kJ I mol; cp = 29JK-1mor'

b.fHO[02J = ? kJ Imol; cp = 29JK-'mor'

a) Berechnen Sie die Reaktionsenthalpie borH für diese Reaktion bei 100 Oe!

b) Wie groß ist die Standardbildungsenthalpie von 02(g)?

.....:--: ~.;

-

Aufgaben 7)

Die Isomerisierung von cis-2-Buten zu trans-2-Buten wurde gemessen. FGleichgewichtskonstanten wurden die Werte erhalten:

K = 2,07 bei 400KK = 3,01 bei SOOK

Es wird angenommen das llRH und llRS temperaturunabhängig ist.

a) \Vie groß ist L\rG6 (bei 2S0C) ?

b) Wie groß ist L\rS ?

. ~.-~/--...•, i

••

-")-

Aufgabe 9)

Zu bestimmen ist der Camotsche Wirkungsgrad einer Dampfmaschine, dieheißem Dampf: arbeitet der bei 60°C abgegeben wird.Wie groß ist die Entropie die bei diesem Wirkungsgrad in der Dampfmaschine erzeugtwird?

~~-:;- ..• "

••

Aufgaben 1)

Die Isomerisierung von cis-2-Buten zu trans-2-Buten wurde gemessen. FürGleichgewichtskonstanten wurden die Werte erhalten:

K = 2,07 bei 400KK = 3,01 bei SOOK

Es wird angenommen das ~RH und ~RS temperaturunabhängig ist.

a) Wie groß ist ~RGe (bei 2S°C) ?

b) Wie groß ist ~RS ?

....----" .;

~

Aufgabe 3)

Zu bestimmen ist der Camotsche Wirkungsgrad einer Dampfmaschine, diheißem Dampf, arbeitet der bei 60°C abgegeben wird.Wie groß ist die Entropie die bei diesem Wirkungsgrad in der Dampfmaschine erzeugtwird?

~ .'-;. ~-- '~

-

Aufgabe 5)

Sauerstoffdifluorid reagiert bei 25°C mit Wasser in der Gasphase nach.d

OF 2(g)+ H20(g) <-> 02(g) + 2 HF(g)

Die Standardbildungsenthalpien Ll fHo der Reaktionspartner betragen:

LljHO [OF;(g)] = 23kJ Imol; cp = 43JK-'mor'

LljHO[HzO(g)]=-242kJlmol; cp =33JK-1mor'

Ll jHO [HF(g)] = -269kJ I mol; cp = 29JK-1mor'

6fHO[OzJ= ?kJ Imol; cp = 29JK-1mor1

a) Berechnen Sie die Reaktionsenthalpie 6rH rur diese Reaktion bei 100° Cl

b) Wo liegt die Bildungsenthalpie von 02(g)?

. ~.-- '-.'- - . i

••

Aufgabe 7)

Sie ersteigern bei Ebay den hölzernen Thron Wilhelmsdes Eroberers ausbei Hastings. Um die Echtheit des erworbenen Stückes zu überprüfen, lasse14C-Gehaltermitteln. Er beträgt 89,2% des Wertes, den man in lebenden B1rfindet. Die Halbwertszeit fiir den radioaktiven Zerfall von 14C beträgt 5730 Jahre. Wiealt ist die Probe? Ist der Thron echt?

. ~~-=-.'-/

-

I.iIi

II

Rechenübungen zur Physikalischen Chemie 1 (Thermodynamik)WS 2001102

Wiederholungsklausur (5.04.2002)

Name:

Matrikelnummer:

/

Aufgabe 1234567Summe

IDaX.

40punktzahlErreichte·punktzahl

Die Klausur ist bestanden mit 20 von 40 Punkten.

Bei jeder Aufgabe muss derLösungsweg erkennbar sein. Ergebnisse sind, wenn nichtausdrücklich anders gefordert in SI-Einheiten anzugeben .

. •..--,Die molaren Massen der Elemente sind der Literatur zu entnehmen.

Viel Erfolg!

••

6. Bei der reversiblen isothermen Expansion (T = 373 K) von 70.mmol gasrormigemKrypton von 5,25 cm3 auf 6,29 cm3 erhöht sich dessen Innere Energie um 1l.U = 83,5 J.Berechnen Sie :fiir diese Zustandsänderung

a) die vorn oder am System geleistete Arbeit,

b) die mit der UmgebUng ausgetauschte Wärme

c) die Ät"1.derungder Enthalpie.

Verwenden Sie die Virialgleichung zum zweiten Glied (B = -28,7 crn3.morl) zurn~S(;lntiliung des Gases.

7. Bei 210 K werden 20 g Propan und 80.g Isobutan zu einer praktisch idealen Lösungvereinigt. Bei dieser Temperatur besitzen die Flüssigkeiten Dampfdrücke von 36 kPa(Propan) und 7.4 kPa (Isobutan). Berechnen Sie

a) die Molenbrüche der beiden Alkane in der Lösung,

b) die Partialdrücke der Alkane über der Lösung,

c) den Gesamtdampfdruck über der Lösung und

d) den Molenbruch des 'Isobutandarnpfes in der Gasphase .

. ~-'1~-,';

•

Tabelle 2

CO2(g)02(g)C(cr)

molare

isobareWärmekapazität

c;. m/J.K-1·morl (273":<:;T:<:;1500 K)

37,11029,3558,527

6. Bei 300 K werden 2,5 mol eines idealen Gases isotherm auf beliebige Weise vonursprünglich 15 bar auf 1 bar entspannt. Geben Sie

a) die· Vo1umina des Gases vor und nach dem Prozess,

b) die vom System maximal zu leistende Volumenarbeit,

c) die Änderung der Inneren Energie,

d) die Änderungder Enthalpie,

e) die Änderung der Freien Enthalpie

f) die Änderungen der Systementropie und Umgebungsentropie an.

7. Mischungen von Ethanol (CH3CH20H) und Methanol (CH30H) verhalten sich praktischideal. Bei 20°C besitzt Ethanol einen Dampfdruck von 5,93 kPa und Methanol einen von11,83 kPa. Von beiden Flüssigkeiten werden je 100 g zu einer Mischung vereinigt.Berechnen Sie

a) die Molenbrüche der beiden Al~~hole in der Lösung, .~ ~';b) die Partialdrücke der Alkohole über der Lösung,

c) den Gesamtdampfdruck über der Lösung und

d) den Molenbruch des Methanoldampfes in der Gasphase.

8. Wie groß ist der osmotische Druck einer wässrigen Lösung mit 1 Gew.% Glucose beieiner Temperatur von 0 °C? (PLösung = 1,081 g.cm-3)

-

- A-

1: In einer Luftverflüssigungsanlage werden stündlich 75 m3 Luft von 20 oe und 1atm adia.­batisch auf 20 atm komprimiert (-y = 1,4). Die mittlere Molwärme beträgt 29,3 J j mol K.Wieviel Kühlwasser von 10oe ist nötig, wenn nach der Kompression eine AbkÜhlung auf18 oe erreicht werden soll und das Wasser (Cp = 75,3 J jmol K) eine Austrittstemperaturvon 16oe besitzt?

(5 Punkte)

Aufgabe 2: Beim Auflösen von Natriumnitrat (M = 85 g/mol) beobachtet man eine Lösungsenthalpievon 20,8kJfmol. AufweIche Temperatur kühlt sich 1I Wasser (Dichte p = 1 g/cm3) von 20oeab, wenn 50 g Natriumnitrat gelöst werden? Die mittlere spezifische Wärme der Lösung soll4185 J/kg K betragen.

(5 Punkte)

Aufgabe 3: Berechnen Sie die Wärmemenge, die nötig ist, um 50 kg Methanol von 100 oe auf 300 oebei konstantem Volumen zu erwärmen. (Cp = (20,4 + 10,3 . lO-z . T jK - 24,6 . 10-6 .

TZ /Kz)J/moIK).

(5 Punkte)

Aufgabe 4: Berechnen Sie die Entropieänderung, die eintritt, wenn ma.n 1mol 'Wasser unterAtmosphären­druck von 0 oe soweit aufheizt, dass Dampf von 100oe entsteht. Die mittlere spezifischeWärme von Wasser bei konstantem Druck beträgt 4,10.103 J/kg K, die Verdampfungswärmeist 2,26.106 Jjkg.

(5 Punkte)

Aufgabe 5: Berechnen Sie (a) die geleistete Arbeit und (b) die erzeugte Wärme, wenn sich 1mol Argonbei 25 oe adiabatisch von 99,99 kNjmZ auf 66,66 kNJmz ausdehnt. WeIche Temperatur wirdim Endzustand erreicht?(Cp = 20, 93 JjmolK)

. ~~~","-/ (4 Punkte)

Aufgabe 6: Berechnen Sie die Änderung des chemischen Potentials eines idealen Gases, wenn man es bei40 oe isotherm von 1,8atm auf 29,5 atm komprimiert.

(3 Punkte)

Aufgabe 7: Berechnen Sie die Bildungsenthalpie von salpetriger Säure (HNOz) aus den folgenden Anga­ben, die für 25 oe gelten:

NH4NOz (s) -+ Nz (g) + 2HzO (1) .6..H = -300,4kJjmol

2Hz (g) + Oz (g) -+ 2 HzO (I) b.H = -569,2kJjmol

Nz (g) + 3Hz (g) + aq -+ 2 NH3 (aq) b.H = -170,8 kJjmol

NH3 (aq) + HNOz (aq) -+ NH4NOz (aq) .6..H = -38, 08 kJjmol

NH4NOz (s) + aq -+ NH4NOz (aq) f::1H = +19,88 kJ/mol,(7 Punkte)

Aufgabe 8: Berechnen Sie die Entropieänderung, wenn 2 mol Stickstoff (welches als ideales Gas betrachtetwerden soll) von anfänglich 300Kund 1atm auf 6001{ mifgeheizt werden, und zwar (a) beikonstantem Druck und (b) bei konstantem Volumen. Cp für Stickstoff lässt sich in diesemTemperaturbereich beschreiben durch Cp = (27,0 + 0,006 . T jK) Jjmol K.

(6 Punkte)

2