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February 14, 2026 at 6:18 pm in reply to:
Konjugiert_2 (SB-11)
Bezeichne folgende Säure-Base-Paare genauer ('x ist konjugierte Säure / Base von y etc'). Konkret gilt es also, bei der Aufgabe a) resp. b) jeweils alle vier Komponenten miteinander in Beziehung zu setzen.
a) H₂CO₃ + 2 H₂O ⇄ CO2-3 + 2 H₃O⁺
b) NH₃ + H₂O ⇄ NH+4 + OH^–
#3565
Lösung_1:
1. a) 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. b) 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
February 14, 2026 at 6:18 pm in reply to:
Konjugiert_1 (SB-10)
Was sind konjugierte Säure-Base-Paare?
#3563
Lösung_1:
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.
February 14, 2026 at 6:18 pm
in reply to:
Verhalten einer Säure oder Base (SB-03)
Formuliere Reaktionen für folgende gegebene Substanzen. Die Abkürzung LM steht für das Lösungsmittel.
Es geht nicht darum zu beruteilen, ob die erforderten Reaktionen möglich sind oder nicht, sondern darum, dass z.B. bei einer erforderten Säurereaktion das gegebe Teilchen ein H⁺ abgibt und das Lösungsmittel dieses dann aufnimmt.
a) HBr, Säurereaktion, LM: Wasser
b) HF, Basenreaktion, LM: Wasser
c) HF, Säurereaktion, LM: Wasser
d) HF, Säurereaktion, LM: NH₃
e) H₂O, Säurereaktion, LM: Wasser
f) CH₃COOH, Säurereaktion, LM: Wasser
g) CH₃OH, Basenreaktion, LM: NH₃
h) CH₃OH, Säurereaktion, LM: Wasser
#3561
Lösung_1:
1. a) HBr + H₂O ⇄ Br^– + H₃O⁺
2. b) HF + H₂O ⇄ FH+2 + OH^–
3. c) HF + H₂O ⇄ F^– + H₃O⁺
4. d) HF + NH₃ ⇄ F^– + NH+4
5. e) H₂O + H₂O ⇄ OH^– + H₃O⁺
6. f) CH₃COOH + H₂O ⇄ CH₃COO^– + H₃O⁺
7. g) CH₃OH + NH₃ ⇄ CH₃OH+2 + NH–2
8. h) CH₃OH + H₂O ⇄ CH₃O^– + H₃O⁺
February 14, 2026 at 6:18 pm in reply to:
Unterschied H zu Proton (SB-02)
Ist ein H⁺ das Gleiche wie ein Proton?
#3559
Lösung_1:
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.
February 14, 2026 at 6:18 pm in reply to:
Definition der Säure (SB-01)
Was ist eine Säure oder Base?
#3557
Lösung_1:
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.
February 14, 2026 at 6:18 pm in reply to:
Temperaturabhängigkeit der Gleichgewichtskonstante K (thermo-204)
Berechne ΔGoR für die Temperaturen 298K, 900K sowie 2300K der Verbrennungsreaktion von N₂ zu NO. Die gegebenen Temperaturen von 900 K entsprechen der Temperatur in einem Auspuff resp. im Verbrennungsraum (2300K),
Hinweis: Berechne die Reaktion für 1 Teilchen (resp. 1 mol) NO.
#3555
Lösung_1:
Es wird folgende Reaktionsgleichung betrachtet: ½·O₂(g) + ½·N₂(g) ⇄ NO (g)
Wertetabelle:
ΔHof(kJ·mol^-1) S^o(J·K^-1·mol^-1)
O₂ (g) 0 205.03
N₂ (g) 0 191.61
NOO (g) 90.37 210.62
1. Reaktionsgleichung:
  ½·O₂(g) + ½·N₂(g) ⇄ 1·NO (g)
2. ΔHoR = ∑ΔHof(Produkte) – ∑ΔHof(Edukte)
  ΔHoR = (1· ΔHof(NO,g)) – (½· ΔHof(O₂, g) + ½· ΔHof(N₂,g))
  ΔHoR = (90.37) – (½·0 + ½·0) = +90.37 kJ/mol
3. ΔSoR= S^o(Produkte) – S^o(Edukte)
  ΔSoR = (1· ΔHof(NO,g)) – (½· ΔHof(O₂, g) + ½· ΔHof(N₂,g))
  ΔSoR = (210.62)-(½·205.03 + ½·191.61) = +12.3 J·mol^-1·K^-1
4. ΔGoR = ΔHoR – T· ΔSoR
  ΔGoR(T=298K) = 90.37 – (298)·0.0123 = 86.7 kJ/mol
  ΔGoR(T=900K) = 90.37 – (900)·0.0123 = 79.3 kJ/mol
  ΔGoR(T=2300K) = 90.37 – (2300)·0.0123 = 62.08 kJ/mol
5. mit dG = -RTln K folgt: K = e^(-dG/R·T), R=0.008314 kJ/mol·K
  ΔGoR(T=298K) = 86.7 kJ/mol → K= 6.34·10^-16
  ΔGoR(T=298K) = 79.3 kJ/mol → K= 2.5·10^-5
  ΔGoR(T=298K) = 62.08 kJ/mol → K= 0.03
Diskussion: Es handelt sich um eine endotherme Reaktion ( ΔHoR > 0). Um die Reaktion zu fördern wäre also eine Temperaturerhöhung notwendig. Dies wird durch die Berechnung der Gleichgewichtskonstante K bestätigt: je höher die Temperatur ist, desto grösser wird der K-Wert selbst. Es zeigt sich aber, dass das Gleichgewicht aber auch bei hohen Temperaturen immer noch realtiv stark auf der Seite der Edukte liegt, ein Einsatz eines Katalysators bietet sich also an.
February 14, 2026 at 6:18 pm in reply to:
Berechne Siedetemperatur (thermo-203)
Berechne den Siedepunkt des Wassers !
#3553
Lösung_1:
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
1. T = dH/dS
     dHR0 = dHf0(H₂O, g) – dHf0(H₂O, l)
     dHR0 = -241.82 – (-285.83) = 44.01 kJ/mol
     dS0 = dS((H₂O, g) – dS(H₂O, l)
     dS0 = 188.85 – 69.91 = 118.92 J/(mol·K) = 0.11892 kJ(mol·K)
2. T = dH/dS = 44.01 / 0.11892 = 370 K resp. ca. 97℃
Die berechnete (!) Siedetemperatur des Wassers beträgt also ca. 97℃ Die Abweichung zum üblichen Wert von 100℃ kommt daher, weil dH resp. dS eigentlich auch (wenig) von der Temperatur abhängen.
February 14, 2026 at 6:18 pm in reply to:
Entropie vergleichen 2 (thermo-202)
Gegeben sei das Molekül C₂H6 sowie CH₄. Welches dieser beiden Verbindungen weist eine höhere Entropie auf. Begründe deine Wahl.
#3551
Lösung_1:
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.
February 14, 2026 at 6:18 pm in reply to:
freie Reaktionsenthalpie, Wasser vs Wasserstoffperoxid (thermo-112)
Es reagiere H₂(g) mit O₂(g). Beurteile mit Hilfe der freien Reaktionsenthalpie ob nun H₂O(g) oder H₂O₂(g) gebildet wird. Die Reaktionstemperatur betrage 800 Kelvin.
#3549
Lösung_1:
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) S^o(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.
February 14, 2026 at 6:18 pm in reply to:
Reaktionsenthalpie Massenunterschied 2 (thermo-111)
Auf Wikipedia (https://de.wikipedia.org/w/index.php?title=%C3%84quivalenz_von_Masse_und_Energie&oldid=245822194) steht unter Anwendungen für die Massenumwandlung gemäss Einstein, dass beim Erwärmen um 50 Grad Celsius eines Kubikmketers Wasser (Annahme: Masse 1 Tonne) sich eine Massenzunahme um 2.3 Mikrogramm ergeben.
Bestätige mit einer Rechnung diesen Wert.
#3547
Lösung_1:
Um die Massenzunahme zu berechnen, müssen wir folgende Schritte durchlaufen:
→ Berechnen der zugeführten Wärmeenergie
→ Berechnen der Massenzunahme gemäss Einstein
1. Q = m·c_w·ΔT
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
February 14, 2026 at 6:18 pm in reply to:
Reaktionsenthalpie, Massenunterschied 1 (thermo-110)
Bei der Knallgas-Reaktion 2H + O → H₂O wird die Reaktionsenergie von 571.6 kJ/mol frei. Um wieviel reduziert sich die Masse eines (!) Wassermoleküls gemäss Einstein?
Hinweis: [J] = [kg m² s^-2]
#3545
Lösung_1:
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.
February 14, 2026 at 6:18 pm in reply to:
Reaktionsenthalpie berechnen 9 (thermo-109)
In einer Posterrolle (Durchmesser 6 cm, Länge 72 cm) werden wenige Tropfen Pentan (1/4 ml) gegeben und mit das Luft-Pentan-Gemisch entzündet.
a) Berechne die Reaktionsenthalpie.
b) Experimentell zeigt es sich, dass zuviel Pentan keine bessere Explosion liefert, das Luft-Pentan-Gemisch sollte also optimal sein. Berechne die maximale Menge an Petnan
Hintergrund: wunderbarer Versuch für den Unterricht.
Hinweis: unbekannte Grössen – Moleküle selber eruieren.
#3543
Lösung_1:
Hinweis: Pentan C₅H₁₂, M(C₅H₁₂), Dichte(C₅H₁₂) = 0.63 g/ml
1. Annahmen:
     Pentan C₅H₁₂, M(C₅H₁₂) = 72 g/mol
     Dichte(C₅H₁₂) = 0.626 g/ml
     dHf0(C₅H12) = -147 kJ/mol
     Alle beteiligten Stoffe gasförmig
     Experiment bei 25℃ (293 K)
2. a) Reaktionsgleichung:
  1·C₅H₁₂ (g) + 8·O₂ (g) ⇄ 5·CO₂(g) + 6·H₂₀(g)
3. ΔHoR = ∑ΔHof(Produkte) – ∑ΔHof(Edukte)
  ΔHoR = (5· ΔHof(CO₂,g) + 6· ΔHof(H₂O, g)) – ( ΔHof(C₅H₁₂, g) + 8· ΔHof(O₂,g))
  ΔHoR = (5·-393 + 6·-242) – (-147 + 8·0) = -3270 kJ/mol
4. wirkliche freigesetzte Energie:
  Dichte(C₅H₁₂) = 0.626 g/ml
  Somit 1/4 ml: 0.15 Gramm (=0.0021 mol)
  E = – 6.81 kJ
5. b) Berechnung maximale Menge Pentan
6. Volumen Posterrolle:
  V = pi · r² · h = 3.141 · 0.03² · 0.72 = 0.00204 m³
  V ca. 2 Liter
7. ideales Gas 1 mol bei …
     0℃ (273 K) 22.4 l
     25℃ (298 K): 24 Liter
     2 Liter (Vol. Posterrolle) also: 1/12 mol
8. Luft besteht zu 20% O₂, 80% N₂
     somit 1/60 mol O₂ in der Posterrolle
     Aufgrund Reaktionsgleichung 8· weniger C₅H₁₂ als O₂, d.h. also 1/480 mol C₅H₁₂
     Mit M(C₅H₁₂) = 72 g/mol folget 0.15 Gramm C₅H₁₂
     Mit Dichte(C₅H₁₂) = 0.63 g/ml folgt also ca. 1/4 ml C₅H₁₂
Es werden also 6.81 kJ freigesetzt. Die maximale Menge an Pentan beträgt ca. 1/4 ml
February 14, 2026 at 6:18 pm in reply to:
Reaktionsenthalpie berechnen 8 (thermo-108)
Analoge Aufgabe zu thermo-107. Es soll aber nur die freie Reaktionsenthalpie bei Körpertemperatur für die Veratmung (Verbrennung) von Ethanol berechnet werden.
#3541
Lösung_1:
Wertetabelle:
ΔHof(kJ·mol^-1) S^o(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.
February 14, 2026 at 6:18 pm
in reply to:
Reaktionsenthalpie berechnen 7 (thermo-107)
Angenommen, man entscheidet sich für die nicht gesunde Variante, dass die komplette tägliche Energieaufnahme mittels trinken von Alkohol (40% Schnaps) realisiert wird. Es gelten folgende Annahmen und Vorgaben:
Trinkalkohol wäre C₂H₅OH (Ethanol), Dichte von reinem Alkohol sei 0.9 g/ml
Annahme: Der Alkohol wird im Körper veratmet, d.h. mit O₂ umgesetzt.
Hinweis 1: Berechne zuerst die Reaktionsenthalpie, inklusive Aggregatszustand
Hinweis 2: Berechne aus ΔHoR und der Menge Ethanol pro Liter Schnaps die benötigte Menge, um die Energiezufuhr zu realisieren
Hinweis 3: Der tägliche Energiebedarf betrage 9200 kJ
Hinweis 4: Für die Profis: Die Berechnungsgrundlage ist nicht komplett, eigentlich müsste die freie Reaktionsenthalpie bei Körpertemperatur berechnet werden. Siehe Details nachfolgende Aufgabe thermo-108. Man sieht aber, dass das Resultat sich nur um ca. 10 Prozent verändern würde
#3539
Lösung_1:
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
February 14, 2026 at 6:18 pm in reply to:
Reaktionsenthalpie berechnen 6 (thermo-106)
Berechne die ΔHof von Kohlenmonoxid. Betrachte dazu folgende Reaktion:
CH₄(g) + H₂O(l) → CO(g) + 3 H₂(g). Die (experimentelle) ΔHoR hierfür betrage 249.5 kJ/mol.
#3537
Lösung_1:
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 = …
February 14, 2026 at 6:18 pm in reply to:
Reaktionsenthalpie berechnen 5 (thermo-105)
Zum Schweissen und Schneiden benötigt man ein Brenngas. Meist nimmt man dazu Ethin (C₂H₂). Wieso nimmt man nicht das billigere Methan (CH₄)?
Hinweis: Formuliere für beide Gase die Verbrennungsreaktion und bestimme pro (!) Molekül C₂H₂ resp. CH₄ die Reaktionsenthalpie!
ΔHof(CH₄) = -75 kJ/mol
ΔHof(C₂H₂) = 227 kJ/mol
ΔHof(H₂O) = -285 kJ/mol
ΔHof(CO₂) = -393 kJ/mol
#3535
Lösung_1:
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.
February 14, 2026 at 6:18 pm in reply to:
Reaktionsenthalpie berechnen 4 (thermo-104)
Ein Kältebeutel besteht aus folgenden Zutaten: 25 g NH₄NO₃ (Ammoniumnitrat) und 75 ml Wasser. Nun wird das Ammoniumnitrat in Wasser aufgelöst. Um wie viel Grad Celsius kühlt sich die Mischung ab?
Hinweis 1: Die (spezifische) Wärmekapazität c_w des Wasser beträgt 75.3_nbsp_J/(K·mol) rsp. 4.18 J/(K·kg).
Hinweis 2: Q = m·c·ΔT
Hinweis 3: Das Ammoniumnitrat löst sich in Wasser in seine Ionen auf, der Name gibt einen Hinweis darauf welche.
#3533
Lösung_1:
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.
February 14, 2026 at 6:18 pm in reply to:
Reaktionsenthalpie berechnen 3 (thermo-103)
Glucose (C₆H₁₂O₆) kann unterschiedlich umgesetzt werden: aerob (mit O₂) sowie anaerob (ohne O₂).
Formuliere für beide Reaktionen die Reaktionsgleichung und berechne jeweils die Standard-Reaktionsenthalpie.
Hinweis I: falls die ΔHof unbekannt sind, dann rechne allgemein mit x, y etc.
Hinweis II: Aggregatszustand angeben
#3531
Lösung_1:
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
February 14, 2026 at 6:18 pm in reply to:
Reaktionsenthalpie berechnen 2 (thermo-102)
Beim Umsatz von 60 Gramm Traubenzucker werden x kJ frei. Berechne daraus die ΔHof.
#3529
Lösung_1:
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.
February 14, 2026 at 6:18 pm in reply to:
Reaktionsenthalpie berechnen 1 (thermo-09)
Berechne die Standard-Reaktionsenthalpie folgender Reaktion:
H₂(g) + 1/8 S₈ (s) ⇄ H₂S(g)
#3527
Lösung_1:
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
February 14, 2026 at 6:18 pm
in reply to:
Reaktionsenthalpie resp Reaktionsentropien (thermo-08)
Überlege Dir für jeden der folgenden Vorgänge, ob jeweils eine Zunahme oder eine Abnahme der Entropie sowie der Enthalpie des chemischen Systems zu erwarten ist (z.B. ΔHoR > 0 etc.):
CO₂(s) sublimiert zu CO₂(g)
Erwärmung von CaCO₃(s)
CO₂(g) + CaO(s) → CaCO₃(s)
H₂O(s) → H₂O(l) → H₂O(g) → 0.5·O₂(g) + H₂(g)
Ba(OH)₂(s) + 2·NH₄SCN(s) → Ba(SCN)₂ + 2·NH₃(g) + 2·H₂O(l)
NH₃(g) + HCl(g) → NH₄Cl(s)
#3525
Lösung_1:
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
February 14, 2026 at 6:18 pm in reply to:
Reaktionsenthalpie berechnen (thermo-07)
Wie berechnet sich die Reaktionsenthalpie einer beliebigen Reaktion?
#3523
Lösung_1:
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)
February 14, 2026 at 6:18 pm in reply to:
Joule, Heizwert, Haselnuss (thermo-06)
Folgendes Experiment: eine Haselnuss erwärme Wasser in einem Glasgefäss. Gib eine Gleichung an, worin der in der Nuss 'gespeicherte' Brennwert abgegeben wird.
#3521
Lösung_1:
Die Haselnuss verbrennt (nicht komplett), es wird Wasser, das Glas sowie die Umgebung erwärmt.
1. Die Haselnuss verbrennt (nicht komplett), es wird Wasser, das Glas sowie die Umgebung erwärmt.
2. Die Nuss verbrennt nicht komplett, nur die Masse der verbrannten Nuss liefert Enerige, somit darf nur Δm(Nuss) betrachtet werden
3. Zu Beginn habe alles die Temperatur T₀
4. W bezieht sich auf Wasser, G auf das Glas, L auf die Luft
5. Nach dem Erwärmen habe das Wasser die Temp T_W, das Glas T_G, die Luft T_L
6. H·Δm(Nuss) = c_w·m_w·(T_W-T₀) + c_G·m_G·(T_G-T₀)+c_L·m_L·(T_L-T₀) + Wärmestrahlung
February 14, 2026 at 6:18 pm in reply to:
Joule, Heizwert (thermo-05)
Bestimme den Heizwert von Brennsprit ('Spiritus') aus folgenden Angaben: 500 Gramm Wasser werden durch 1 Gramm Brennsprit von 20.4℃ auf 22.7℃ erwärmt.
Hinweis: Der Heizwert H wird in Joule (rsp. kJ) pro kg angegeben
#3519
Lösung_1:
1. Die Abkürzung S steht Spiritus
2. Auch aus der Betrachtung der Einheiten (rechte Seite der Gleichung in Joule, deshalb muss auch die linke Seite in J sein)
3. H·m_S = m_w·c_w·ΔT
4. H = m_w·c_w·ΔT / m_s = 0.5 kg · 4182 J/kgK · 2.3 K / 0.001 kg = 4'809300 J/kg = 4809 kJ/kg
February 14, 2026 at 6:18 pm in reply to:
Joule, Mischung, 1 (thermo-04)
Man mischt 1 kg schmelzendes Eis und 1 kg siedendes Eis. Welche Temperatur hat die Mischung, wenn alles Eis geschmolzen ist?
#3517
Lösung_1:
1. Grundgedanke: Das heisse Wasser kühlt sich ab, das kalte Wasser erwärmt sich
2. Es gelten folgende Abkürzungen: H für Heiss, K für Kalt, M für Mischung
3. Das Eis muss zuerst geschmolzen werden (L_f ist die benötigte Energie) und kann dann erst auf die Mischtemperatur erwärmt werden
4. Q(100℃ → T_M) = Q(Eis schmelzen, 0℃ → T_M)
5. m_H · c_w · (100℃ – T_M) = m_K·L_f + m_K · c_w · (T_M – 0℃ )
6. Celsius in Kelvin umrechnen, m_H = m_K = m
7. m·c_w·(373K-T_M) = m·L_f +m·c_w·(T_M-273K)
8. T_M = [c_w·(373k+273k)-L_f]/(2·c_w)
9. T_M = [4.185kJ/kgK·(373k+273k)-335.5kJ]/(2·4.185kJ/kgK) = 283.2 K = 10.2℃
February 14, 2026 at 6:17 pm
in reply to:
Joule, Anwendungen 3 (thermo-03)
Wie viele Kilojoule Wärme werden erzeugt, wenn ein 1000 kg schweres Auto vom 95 km/h komplett abgebremst wird?
Wie viel kg Wasser könnte man von 10℃ auf 60℃ mit der Energiemenge der vorhergehenden Aufgabe erwärmen?
Ein Wassertropfen fällt aus einer Wolke. Um wieviel Grad Celsius erwärmt er sich dabei theoretisch aufgrund der Energieumwandlung
#3515
Lösung_1:
1. E_kin = ½ · m · v² = ½ · 1000kg · (26.38m/s) ^2 = 348'187 J
2. E_kin = Q = c_w · m · ΔT
  m = Q/(c_w·ΔT) = 348'187 J / (4182 J·kg^-1·K^-1 · 50 K) = 1.665 kg
3. E_pot = Q
     m·g·h = c_w · m · ΔT
     Massen kürzen sich raus, Annahme h = 5000 m
     ΔT = g·h / c_w = 10m/s² · 5000 m / 4182J·kg^-1·K^-1 = 11.7℃
February 14, 2026 at 6:17 pm in reply to:
Joule, Anwendungen 2 (thermo-02)
Um den Eiffelturm zu besteigen, muss Energie aufgewendet werden, die dem Körper durch Nahrung zugeführt werden kann. Wie viele Gummibärchen muss man also essen, um die Energie zu kompensieren, die für den Aufstieg auf den Eiffelturm benötigt wird?
Hinweis: Unbekannte Grössen sollen selber nachgeschlagen werden.
#3513
Lösung_1:
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
February 14, 2026 at 6:17 pm
in reply to:
Joule, Anwendungen 1 (thermo-01)
Angenommen, man hätte 1 kJ (1000 Joule) zur Verfügung.
Um wieviel Grad Celsius kann ein Liter Wasser damit erwärmt werden.
Hinweis: Um 1 Gramm Wasser um 1 Grad Celsius zu erwärmen, benötigt man etwa 4.18 Joule.
Wie lange brennt eine Glühbirne mit der Angabe 100 Watt?
Welche Masse kann von 0 m/s auf 1 m/s beschleunigt werden. E_kin = ½ · m · v²
Wieviele Herzschläge resp. wie lange kann das Herz pochen? Annahme: die Leistung des Herzens betrage 1 Watt.
Bei einer späteren Aufgabe ('Pentanexplosion') werden 6.8 kJ freigesetzt. Um wieviele Meter könnte ein Chemielehrer mit dieser Energie hochgehoben werden?
#3511
Lösung_1:
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
5. E_pot = m·g·h
     mit Chemieleher 68 kg (circa !)
     mit g = 10 m/s²
     h = E_pot /(m·g) = 6800 J/(68 kg·10m/s²⁾ = 10 Meter
February 14, 2026 at 6:17 pm in reply to:
Joule, Anwendungen 0 (thermo-00)
Angenommen, man hätte 1 Joule zur Verfügung. Was kannt damit alles gemacht werden?
#3509
Lösung_1:
1. eine Schokolade (ca. 100 Gramm rsp. 0.1 kg) um einen Meter hochheben
  E = m·g·h = 0.1kg · 10m/s² · 1m = 1 J
2. Ein Gramm Wasser um 0.239 K erwärmen
3. Ein Herzschlag des Menschen verbraucht ca. 1 J
4. Eine Masse von 2 kg aus der Ruhe auf v=1m/s zu beschleunigen
  E =½ · m · v²
February 14, 2026 at 6:17 pm in reply to:
Redox, Elektrolyse, 8 (Redox-58)
Aus einer Kupfersulfatlösung sollen 800 mg Kupfer bei I=180mA an der Kathode abgeschieden werden. Berechne a) die Zeitdauer der Elektrolyse und b) bestimme das Volumen an Sauerstoff, das unter Normalbedingungen (298 K, 101300 N/m²⁾ gleichzeitig entsteht.
Die allgemeine Gasgleichung lautet p·V=n·R·T, wobei R = 8.314 J/molK.
Hinweis : Identische Aufgabe auch beim Thema Salze.
#3507
Lösung_1:
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]
February 14, 2026 at 6:17 pm in reply to:
Redox, Elektrolyse, 7 (Redox-57)
Berechne die Dicke der Kupferschicht, die ein Strom der Stärke 5.8 A in 3h auf einer Kugel mit dem Radius 8.3 cm gleichmässig abscheidet.
Hinweis 1: Oberfläche einer Kugel sei 4·pi·r²
Hinweis 2: Die Verkupferung wurde mit einer Kupfersulfatlösung durchgeführt
Hinweis 3: Dichte(Cu) = 8.9 g/cm³
Hinweis : Identische Aufgabe auch beim Thema Salze.
#3505
Lösung_1:
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
10. → d = m/(Dichte·4·π·r²)
11. d = 20.63/(8.9·4·π·8.3²) = 2.67·10^-3cm = 0.026 mm
February 14, 2026 at 6:17 pm in reply to:
Redox, Elektrolyse, 6 (Redox-56)
Eine Schale mit einer Oberfläche von 120 cm² soll durch Elektrolyse einer Silbernitratlösung einen 0.2 mm dicken Silberüberzug erhalten. Berechne die dafür benötigte Zeit, wenn die Stromstärke 10 A beträgt. Die Dichte des Silbers betrage 10.5 g/cm³.
Hinweis : Identische Aufgabe auch beim Thema Salze.
#3503
Lösung_1:
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
February 14, 2026 at 6:17 pm in reply to:
Redox, Elektrolyse, 5 (Redox-55)
Wie lange muss ein Strom der Stärke 10 A fliessen (ca. üblicher 'Haushaltsstrom'), bis Elektronen der Gesamtmasse 1 kg durch den Leiterquerschnitt gewandert sind?
Hinweis m(e^–) = 9.1·10^-31 kg, Ladung 1e^– = 1.602·10^-19 C
Hinweis : Identische Aufgabe auch beim Thema Salze.
#3501
Lösung_1:
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
February 14, 2026 at 6:17 pm in reply to:
Redox, Elektrolyse, 4 (Redox-54)
Wie lange muss ein Strom der Stärke 0.45 A fliessen, damit aus einer CuCl₂ Lösung 3.5 g Kupfer abgeschieden werden?
Hinweis : Identische Aufgabe auch beim Thema Salze.
#3499
Lösung_1:
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
February 14, 2026 at 6:17 pm in reply to:
Redox, Elektrolyse, 3 (Redox-53)
15 m² einer Metalloberfläche sollen mit einer 35 µm dicken Chromschicht beschichtet werden. Chrom hat eine Dichte von 7.15 g/cm³.
a) Berechne die Masse Chrom, welche abgeschieden werden muss.
b) Die Abscheidung erfolgt aus einer CrO₃ – Lösung. Wie lange muss elektrolysiert werden, wenn die Stromstärke 450 A und der Wirkungsgrad 90% betrage.
Hinweis : Identische Aufgabe auch beim Thema Salze.
#3497
Lösung_1:
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
February 14, 2026 at 6:17 pm in reply to:
Redox, Elektrolyse, 2 (Redox-52)
Eine Silbernitrat-Lösung wird bei einer Stromstärke von 2.54 A elektrolysiert. Welche Masse an Silber scheidet sich in 45 Minuten ab. Der Wirkungsgrad betrage 90%.
Hinweis : Identische Aufgabe auch beim Thema Salze.
#3495
Lösung_1:
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]
February 14, 2026 at 6:17 pm in reply to:
Redox, Elektrolyse, 1 (Redox-51)
Kupfer wird elektrolytisch aus Cu²⁺ -Ⅰonen gewonnen. In einer Elektrolysezelle wird eine Cu²⁺ -haltige Lösung 30 min mit einer Stromstärke von I = 2.5 A elektrolysiert. Berechne die abgeschiedene Masse m(Cu) bei einem Elektrolyse-Wirkungsgrad von 92.5%.
Hinweis 1: m/M = I·t/(z·F)
Hinweis 2: In einem ersten Schritt von einen Wirkungsgrad von 100% ausgehen.
Hinweis : Identische Aufgabe auch beim Thema Salze.
#3493
Lösung_1:
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]
February 14, 2026 at 6:17 pm in reply to:
Elektrolyse – eine Redoxreaktion Lückentext (Redox-50)
Ergänze die folgenden Lücken durch sinnvollen Inhalt. Bei der betrachteten Reaktion handelt es sich um die Elektrolyse von Wasser.

… geladene Oxonium-Ionen (…) wandern im elektrischen Feld zu der … geladenen Elektrode (Kathode), wo sie jeweils ein Elektron … . Dabei entstehen Wasserstoff-Atome, die sich mit einem weiteren, durch … entstandenen H-Atom zu einem Wasserstoffmolekül vereinigen. Übrig bleiben Wassermoleküle.

Der abgeschiedene, gasförmige Wasserstoff steigt an der Kathode auf, wobei der Kathodenraum … wird. Die negativ geladenen Hydroxid-Anionen wandern zur … Anode, wobei sich Hydroxidionen mit Protonen (H⁺ resp. H₃O⁺) zu Wasser neutralisieren oder sich an der Anode unter … zu Sauerstoff umwandeln.

Auch hier steigt der abgeschiedene Sauerstoff als Gas an der Anode auf, gleichzeitig wird der Anodenraum … . Die entstandenen Protonen wandern in Richtung … – analog zu den Vorgängen im Kathodenraum.
#3491
Lösung_1:
Positiv geladene Oxonium-Ionen (H₃O⁺ ) wandern im elektrischen Feld zu der negativ geladenen Elektrode (Kathode), wo sie jeweils ein Elektron aufnehmen. . Dabei entstehen Wasserstoff-Atome, die sich mit einem weiteren, durch Reduktion entstandenen H-Atom zu einem Wasserstoffmolekül vereinigen. Übrig bleiben Wassermoleküle.
Der abgeschiedene, gasförmige Wasserstoff steigt an der Kathode auf, wobei der Kathodenraum basischer wird. Die negativ geladenen Hydroxid-Anionen wandern zur positiven Anode, wobei sich negative Hydroxidionen mit Protonen zu Wasser neutralisieren oder sich an der Anode unter Elektronenabgabe zu Sauerstoff umwandeln.
Auch hier steigt der abgeschiedene Sauerstoff als Gas an der Anode auf, gleichzeitig wird der Anodenraum saurer . Die entstandenen Protonen wandern in Richtung Kathode – analog zu den Vorgängen im Kathodenraum.
February 14, 2026 at 6:17 pm in reply to:
Redox, Autobatterie, Umsatz (Redox-42)
Eine Autobatterie sei voll geladen und enthalte 1.5 Liter einer 30% Schwefelsäure-Mischung. 'Leer' sei die Konzentration nur noch 20%. Wie viel Blei resp. Bleioxid wurde jeweils umgesetzt?
Hinweis: Die Dichte der 30% Schwefelsäure-Lösung betrage 1.84 g/cm³. Entladen sei die Dichte gleich gross.
#3489
Lösung_1:
1. % bezieht sich auf Massenprozente
2. 1 Liter hat eine Masse von 1840 Gramm. 1.5 Liter somit 2760 g
3. Insgesamt werden 10% umgesetzt (von 30% → 20%), d.h. 276 Gramm
4. Die ausgeglichene Reaktionsgleichung lautet:
  1·Pb + 1·PbO₂ + 2·H₂SO₄ ⇄ 2·PbSO₄ + 2·H₂O
Damit ergibt sich folgendes Szenario:
Stoff M(g/mol) m(g) n(mol)
H₂SO₄ 98 276 2.816
Pb 207.2 291.77 1.408
PbO₂ 239.2 336.79 1.408
Es wurden also total 291.77 Gramm Blei sowie 336.79 Gramm Bleioxid (PbO₂) umgesetzt
February 14, 2026 at 6:17 pm in reply to:
Redox, Amperestunden, Ah (Redox-41)
Bei einer Autobatterie steht folgender Zusatz: 100 Ah, 12 v
Wie viele Elektronen (in mol) können also innerhalb 5 h fliessen?
#3487
Lösung_1:
1. Hinweis: die Anzahl der fliessenden Elektronen ist unabhängig von der Zeit, es kommt also nicht drauf an, ob die gesamte Ladung in 5 h oder auch nur in einer Stunde fliesst
2. Hinweis: der Zusatz A (Ampere) ist eine Angabe, wie viele Elektronen pro Sekunde fliessen können: 1 C/s = 1 Ampere
Es gilt allgemein: eine Batterie mit 100 Ah kann z.B. 10 Stunden mit 10 Ampere betrieben werden, oder 1 Stunde mit 100 Ampere etc. Nicht verwirren lassen resp. übersehen: Ampere ist die Angabe einer Ladung pro Sekunde (genauer: 1 Coulomb pro Sekunde)
Prinzipiell ist die Angabe Ah nichts anderes als eine versteckte Coulombangabe:
1 C = 1 A·s = 1 A·h/3600 = 0.000277 Ah
100 Ah sind somit 360000 Coulomb
Die Ladung eines Elektrons beträgt 1.602·10^-19 C. Somit entspricht ein Coulomb 6.242·10¹⁸ Elektronen (pro Sekunde !)
Insgesamt werden also 2.24·10²⁴ Elektronen = ca. 3.73 mol Elektronen
February 14, 2026 at 6:17 pm
in reply to:
Redox, Autobatterie (Redox-40)
Erkläre bei einer Autobatterie folgende Prozesse:
Entladen
Laden
#3485
Lösung_1:
Noch nichts gemacht
February 14, 2026 at 6:17 pm in reply to:
Redox, Redoxtabelle, Nernst 4 (Redox-33)
a) Welche Spannung errechnet sich für das Daniell-Element, wenn bei 298 K die Konzentration der Zinksulfatlösung und die der Kupfersulfatlösung jeweils 1 mol/L beträgt. Gib hierzu die allgmein gültig Gleichung an.
b) Berechne die neuen Spannungen wenn angenommen wird, dass nach jeweils 15 Minuten die Konzentrationen sich jeweils um 0.1 mol/L geändert haben.
#3483
Lösung_1:
Aus der vorherigen Aufgabe können E₁ sowie E₂ übernommen werden. Ebenfalls wird die Darstellung ein wenig vereinfacht, weil die Konzentration des Feststoffes 1 mol/l beträgt
1. a) Es gilt von früher:
     · E₁(Zn/Zn²⁺)=-0.76 + 0.059/2·log(c(Zn²⁺))
     · E₂(Cu/Cu²⁺)= 0.35 + 0.059/2·log(c(Cu²⁺))
     · ΔE = E₂ – E₁
     = 0.35 + 0.059/2·log(c(Cu²⁺)) – (-0.76 + 0.059/2·log(c(Zn²⁺)))
     = 1.11 + 0.059/2 · ( log(c(Cu²⁺)) -log(c(Zn²⁺)) )
     = 1.11 + 0.059/2 · log(c(Cu²⁺)/c(Zn²⁺))
b) Die Kupferionenkonzentration nimmt an, die Zinkkonzentration nimmt zu.
ΔE = 1.11 + 0.059/2 · log(c(Cu²⁺)/c(Zn²⁺))
c(Cu²⁺) c(Zn²⁺) ΔE
1 1 1.11
0.9 1.1 1.107
0.8 1.2 1.105 V
0.6 1.4 1.099 V
0.4 1.6 1.092 V
0.2 1.8 1.082 V
0.001 1.999 1.012 V
February 14, 2026 at 6:17 pm in reply to:
Redox, Redoxtabelle, Nernst 3 (Redox-32)
Welche Spannung errechnet sich für das Daniell-Element, wenn bei 298 K die Konzentration der Zinksulfatlösung 0.001 mol/L und die der Kupfersulfatlösung 0.8 mol/L beträgt.
#3481
Lösung_1:
1. Beobachtung: Zn → Zn²⁺
     · c(reduzierte Form) = c(Zn) = 1.0 (Feststoff)
     · c(oxidierte Form) = c(Zn²⁺)
     · E₁(Zn/Zn²⁺)=-0.76 + 0.059/2·log(c(Zn²⁺)/c(Zn))
     · E₁ = -076 + 0.059/2·log(0.001/1) = -0.849 V
2. Beobachtung Cu²⁺ → Cu
     · c(reduzierte Form) = c(Cu) (Feststoff)
     · c(oxidierte Form) = c(Cu²⁺)
     · E₂(Cu/Cu²⁺)=0.35 + 0.059/2·log(c(Cu²⁺)/c(Cu))
     · E₂ = 0.35 + 0.059/2·log(0.8/1.0) = +0.347 V
3. ΔE = E_{Kathodenreaktion} – E_{Anodenreaktion}
     · Kathodenreaktion: Dort findet definitionsgemäss eine Reduktion statt
     · Reduktion: Cu²⁺ → Cu, also E₂
     · ΔE = E₂ – E₁ = 0.347-(-0.849)=1.196 V
February 14, 2026 at 6:17 pm
in reply to:
Redox, Redoxtabelle, Nernst 2 (Redox-31)
Berechne jeweils das Potential für folgende gegebene Lösungen resp. Reaktionen. Gegeben sei ebenfalls:
E = E^o + 0.059/n · log(c^a(Oxidierte Form)/ c^b(Reduzierte Form))
Zn → Zn²⁺, c(Zn²⁺) = 0.1 mol/L
2 Cl^– → Cl₂, c(Cl^–) = 2 mol/L
Mn²⁺ + 12 H₂O → MnO–4 + 8 H₃O⁺ , c(Mn²⁺) = x, c(MnO–4) = y
#3479
Lösung_1:
1. Zn → Zn²⁺, n= 2 , E^o(Zn/Zn²⁺) = -0.76 V
     · c(Reduzierte Spezies) = c(Zn) = 1, da fester Stoff
     · c(Oxidierte Spezies) = c(Zn²⁺)= 0.1 mol/L
     · E = -0.76 + 0.059/2·log(0.1/1) = -0.7895 V
2. 2 Cl^– → Cl₂, n=2, E^o(2 Cl^–/Cl₂) = 1.36 V
     · c(Reduzierte Spezies) = c(Cl^–) = 2 mol/L
     · c(Oxidierte Spezies) = c(Cl₂)= 1, da gasförmiger Stoff
     · E = 1.36 + 0.059/2·log(1/c²(Cl^–) )
     · E = 1.36 + 0.059/2·log(1/4) = 1.34 V
3. Mn²⁺ + 12 H₂O → MnO–4 + 8 H₃O⁺ , E^o(…) = 1.51 V
     · Oxzahlen bei H₂O und H₃O⁺ ändern sich nicht !
     · Oxzahlen: Mn: +Ⅱ → +Ⅶ
     · c(Reduzierte Spezies) = c(Mn²⁺) = x
     · c(Oxidierte Spezies) = c(MnO^-4) = y
     · E = 1.51 + 0.059/5·log(y/x)
February 14, 2026 at 6:17 pm
in reply to:
Redox, Redoxtabelle, Nernst 1 (Redox-30)
Wie lautet die Nernst'sche Gleichung ?
Wie lautet die Nernst'sche Gleichung für verdünnte Lösungen des gleichen Metallions
Gegeben sei eine konzentrierte Cu²⁺-Lösung sowie eine verdünnte Cu²⁺-Lösung, in welche jeweils eine Cu-Elektode ragt. Lösungen, nur getretrennt durch ein Diaphramga, miteinander verbunden sind? Verwende unter anderem die Begriff Reduktion, Oxidation, Prozess an der Kathode resp. Anode.
Wie berechnet sich die Spannung zwischen zwei unterschiedlichen Halb-Zellen ?
Berechne das Potential einer Silberzelle mit der Konzentration von 0.1 mol/l
Berechne das Potential einer Silberzelle mit der Konzentration von 0.01 mol/l
Wie gross ist die Spannung zwischen zwei Halbzellen mit der Spannung 0.1 resp. 0.01 mol/L
Eine Zinkhalbzelle wird um den Faktor 1000 verdünnt. Berechne den Spannungsabfall resp. das neue Potential.
#3477
Lösung_1:
Was passiert, wenn die
1. E = E^o + 0.059/n · log(c^a(Oxidierte Form)/ c^b(Reduzierte Form)
2. E = E^o + 0.059/n · log(c(verdünnte Lösung)/c(konzentrierte Lösung))
3. Schlussendlich müssen die beiden Lösungen die gleiche Konzentration aufweisen. Daher:
  · Die Konzentration muss bei der höheren Konzentration Lösung abnehmen. Der einzige Weg wäre, dass die Kupferionen zu elementarem Kupfer werden (Cu²⁺ → Cu), es muss also eine Reduktion stattfinden, definitionsgemäss an der Kathode.
  · Umgekehrt gilt, dass die tiefere Konzentration dieselber erhöhen muss. Dies geht nur so, dass festes Kupfer (aus den Elektroden) gewonnen wird, Cu → Cu²⁺, (Oxidiation), welche in die Lösung gehen. Der Oxidations-Prozess findet an der Anode statt.
4. ΔE = E_{Kathodenreaktion} – E_{Anodenreaktion}
5. Ag⁺ + e^– → Ag, E^o=0.8 V, z=1
     · reduzierte Form Ag, c(Ag) = 1
     · oxidierte Form Ag⁺ , c(Ag⁺)= 0.1 mol/L
     · E₁ = 0.8 + 0.059/1 · log(0.1/1)= 0.741 V
     · oder .. E₁ = 0.8 – 0.059/1 · log(1/0.1)= 0.741 V
6. Ag⁺ + e^– → Ag, E^o=0.8 V, z=1
     · reduzierte Form Ag, c(Ag) = 1 mol/L
     · oxidierte Form Ag⁺ , c(Ag⁺)= 0.01 mol/L
     · E₂ = 0.8 + 0.059/1 · log(0.01/1)= 0.682 V
     · oder .. E₂ = 0.8 – 0.059/1 · log(1/0.01)= 0.682 V
7. Aus den vorherigen Berechnungen ergibt sich:
     · [Ag⁺]= 0.1 mol/L → E₁=0.741 V
     · [Ag⁺]= 0.01 mol/L → E₂=0.682 V
     · ΔE = E₁ – E₂ = 0.06 V
8. Zn → Zn²⁺ + 2e^–, E^o=-0.76 V, z=2
     · reduzierte Form Zn, c(Zn) = 1 mol/L
     · oxidierte Form Zn²⁺ , c(Zn²⁺)= 0.001 mol/L
     · E = E^o + 0.059/2 · log(0.001/1) = -0.849 V
February 14, 2026 at 6:17 pm
in reply to:
Redox, Redoxtabelle, Aufgabe 2 (Redox-29)
Beurteile anhand der Redoxtabelle, ob folgende Reaktionen möglich sind.
Ag in Kupfersulfat
Silbernitrat in Kupfer
Man lasse (elementares) Brom mit Eisen reagieren. Brom liege im Überschuss vor.
Magnesium in 1 M HCl
Wie kann aus Silbernitrat das Silber in fester Form gewonnen werden. Als Hilfsmittel sind nur Säuren oder Basen erlaubt.
Gold soll in einer Lösung aufgelöst werden. Gib eine geeignete Variante an.
#3475
Lösung_1:
1. Kupfersulfat: CuSO₄ also Cu²⁺ sowie SO2-4
     SO2-4 Zuschauer, beteiligt sich nicht
     Ag + Cu²⁺ → Ag⁺ + Cu ??
     Redoxtabelle von links -> rechts interpretieren
     Bergaufreaktion, freiwillig nicht möglich
2. Silbernitrat: AgNO₃ also Ag+ sowie NO–3
     NO–3 Zuschauer, beteiligt sich nicht
     Cu + Ag⁺ → Cu²⁺ + Ag ??
     Redoxtabelle von links -> rechts interpretieren
     Bergabreaktion, freiwillige Reaktion
3. Auszug aus Elektrodenpotential-Tabelle:
     Fe → Fe²⁺ (-0.44)
     2·Br^– → Br₂ (+1.07)
     Somit: Fe + Br₂ → 2·Br^– + Fe²⁺
     Aber … es geht noch weiter:
     Fe²⁺ → Fe³⁺ (+0.75)
     Somit: Fe + Br₂ → 2·Br^– + Fe³⁺
     Ladungsausgleich: 2·Fe + 3·Br₂ → 6·Br^– + 2·Fe³⁺
4. Zur Erinnerung: 1 M HCl
     → Cl^– (Zuschauer)
     → H₃O⁺
     Mg → Mg²⁺ (-2.37 V)
     H₂ + 2·H₂O → 2·H₃O⁺ (0.00)
     Mg + 2·H₃O⁺ → H₂ + 2·H₂O + Mg²⁺
     Bergabreaktion, freiwillige Reaktion
     Magnesium löst sich auf, es bildet sich H₂ Gas
5. Silbernitrat: AgNO₃ also Ag+ sowie NO–3
     Gewünscht: Ag⁺ → Ag
     In unserem Fall ist Ag⁺ also das Oxidationsmittel !
     Gesucht sind Reduktionsmittel (Säure oder Base)
     Verfügbar ist aber nur die Base (OH^-)
     4 OH^– → O₂ + 2·H₂O (0.4 V)
     Ag → Ag⁺ (0.8 V)
     Ablaufende Reaktion: 4 OH^– + Ag⁺ → O₂ + 2·H₂O + Ag
     Gemäss Redox-Tabelle gibt es unter Gold noch folgende freiwillige Bergabreaktionen:
     Au → Au³⁺ (1.42 V)
     Mn²⁺ + 12 H₂O → MnO–4 + 8·H₃O⁺ (1.51 V)
     PbSO₄ + 5 H₂O → PbO₂ + HSO–4 + 3·H₃O⁺ (1.68 V)
     2 F^– → F₂ (2.87 V)
     Gemäss Aufgabe soll eine Lösung hergestellt werden. Die Reaktion mit F₂ wäre theoretisch möglich, jedoch bildet sich ein Salz. Daher sind nur die Varianten mit 1.51 V resp. 1.68 V korrekt.
     Au + MnO–4 + 8·H₃O⁺ → Au³⁺ + Mn²⁺ + 12 H₂O … oder
     Au + PbO₂ + HSO–4 + 3·H₃O⁺ → Au³⁺ + PbSO₄ + 5 H₂O
February 14, 2026 at 6:17 pm in reply to:
Eisenbromid (Redox-27)
Nach einem Versuch ist eine Zinksulfatlösung mit Kupferionen verunreinigt. Wie können die Kupferionen effizient entfernt werden? Weshalb funktionert eine Destillation sowie Filtration nicht?
#3473
Lösung_1:
1. Es handelt sich um Lösungen (mit Wasser) und nicht um zwei verschiedene Lösungsmittel wie Alkohol und Wasser. Eine Destillation ist daher nicht möglich
2. Eine Filtration ist nur dann möglich, falls ein Feststoff sowie eine Flüssigkeit vorliegen. In diesem Fall sind es nur in Wasser gelöste, einzelne Ionen. Diese sind von ihrer Grösse viel zu klein im Vergleich zur Porengrösse eines Filters
3. Blick auf Elektrodenpotential-Tabelle:
     Zn … Zn²⁺ (-0.76 V)
     Cu … Cu²⁺ (+0.35 V)
     Wenn also eine Zn-Platte in ………………
February 14, 2026 at 6:17 pm in reply to:
Redox, Redoxtabelle, Herleitung-4 (Redox-26)
Alternative Herleitung der vorhergehenden Gleichung. Start:
a) H₂ + 2·H₂O → 2·H₃O⁺ (pH=7, -0.42 V)
b) 4·OH^– → O₂ + 2·H₂O (pH=7, 0.83V)
Die Reaktion wäre ja Bergauf resp. unten links nach oben rechts. Formuliere die gesamte Reaktion mit dem Hinweis, dass die Reaktion ·2 gemacht werden müsste.
Nebenfrage … wieso ·2
#3471
Lösung_1:
1. a) H₂ + 2·H₂O → 2·H₃O⁺ ( + 2·e^– )
2. b) 4·OH^– → O₂ + 2·H₂O ( + 4·e^– )
3. b) + 2·a, Bergaufreaktion, Ausgleich der Elektronen
     4·OH^– + 4·H₃O⁺ → 2·H₂ + 4·H₂O + O₂ + 2·H₂O
     4·(OH^– + H₃O⁺) → 2·H₂ + O₂ + 6·H₂O
     4·( 2·H₂O ) → 2·H₂ + O₂ + 6·H₂O // – 6·H₂O
     2·H₂O → 2·H₂ + O₂
February 14, 2026 at 6:17 pm in reply to:
Redox, Redoxtabelle, Herleitung-3 (Redox-25)
Im Kathodenraum (pH=0) lautet die Reaktionsgleichung
4·H₂O + 4·e^– → 2·H₂ + 4·OH^–
und im Anodenraum (pH=14)
6·H₂O → O₂ + 4·H₃O⁺ + 4·e^–
Vereinfache soweit wie möglich !
#3469
Lösung_1:
1. a) 4·H₂O + 4·e^– → 2·H₂ + 4·OH^–
2. b) 6·H₂O → O₂ + 4·H₃O⁺ + 4·e^–
3. a) + b)
  4·H₂O + 6·H₂O + 4·e^– → O₂ + 4·H₃O⁺ + 4·e^– +2·H₂ + 4·OH^–
  10·H₂O → O₂ + 2·H₂ + 4·H₃O⁺ + 4·OH^–
4. mit 2·H₂O → O₂ + 2·H₂ // beide Seiten abziehen
  8·H₂O → 4·H₃O⁺ + 4·OH^–
5. mit H₃O⁺ + OH^– → 2·H₂O
  8·H₂O → 6·H₂O + 2·H₂ + O₂
6. 2·H₂O → 2·H₂ + O₂
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Stoff	M(g/mol)	m(g)	n(mol)
H₂SO₄	98	276	2.816
Pb	207.2	291.77	1.408
PbO₂	239.2	336.79	1.408

c(Cu²⁺)	c(Zn²⁺)	ΔE
1	1	1.11
0.9	1.1	1.107
0.8	1.2	1.105 V
0.6	1.4	1.099 V
0.4	1.6	1.092 V
0.2	1.8	1.082 V
0.001	1.999	1.012 V

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	ΔHof(kJ·mol^-1)	S^o(J·K^-1·mol^-1)
O₂ (g)	0	205.03
N₂ (g)	0	191.61
NOO (g)	90.37	210.62

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

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