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- July 6, 2025 at 10:42 am in reply to:Löslichkeitsprodukt interpretieren (Salze-902)Gegeben ist das Löslichkeitsprodukt von Lp(CaSO4) = 2·10-5 mol2/l2. Ist eine Lösung mit c(Ca2+)= 10-2 mol/l sowie c(SO2-4) = 10-4 mol/l enthält, ungesättigt, gesättigt oder übersättigt?
Hinweis : Es gilt (bekanntermassen) folgendes:
— Gesättigte Lösung Ionenprodukt = Lp
— Ungesättigte Lösung Ionenprodukt < Lp
— Übersättigte Lösung Ionenprodukt > Lp #3329Textantwort:
Es gilt:
— CaSO4 ⇄ Ca2+ + SO2-4 Lp(CaSO4) = c(Ca2+)·c(SO2-4)
— Ionenprodukt(CaSO4) = 10-2 mol/l · 10-4 mol/l = 10-6 mol2/l2
— somit: 10-6 mol2/l2 < Lp (=2·10-5 mol2/l2).
— Die Lösung ist also ungesättigt.Textantwort:
Hinweise:
— In einem ersten Schritt gilt es, zuerst sich zu überlegen, in welche Ionen das Salz 'zerfällt', ausgleichen und dann das Löslichkeitsprodukt definieren.
— Die mehratomige Anionen – Kationen erkennen. 'Zerfallen' nicht weiter.
— Die ausgeglichenene Reaktion für ein (!) Eduktteilchen formulieren!- NaCl ⇄ Na+ + Cl– Lp(NaCl) = c(Na+)·c(Cl–)
- CaCO3 ⇄ Ca2+ + CO2-3 Lp(CaCO3) = c(Ca2+)·c(CO2-3)
- CaF2 ⇄ Ca2+ + 2F– Lp(CaF2) = c(Ca2+)·c2(F–)
- NH4Cl ⇄ NH+4 + Cl– Lp(NH4Cl) = c(NH+4)·c(Cl–)
- AlBr3 ⇄ Al3+ + 3 Br– Lp(AlBr3) = c(Al3+)·c3(Br–)
- Fe2O3 ⇄ 2Fe3+ + 3O2- Lp(Fe2O3) = c2(Fe3+)·c3(O2-)
- CaSO4 ⇄ Ca2+ + SO2-4 Lp(CaSO4) = c(Ca2+)·c(SO2-4)
Textantwort:
Die Antworten können unterschiedlich sein. Es gibt tausende von Salzen. Antwort von chatgpt, inklusive dessen Geschwätzigkeit:
Salze sind Verbindungen, die aus positiv geladenen Metallionen und negativ geladenen Nichtmetallionen (Anionen) bestehen. Hier sind zehn Beispiele für typische Salze:- Natriumchlorid (NaCl): Gewöhnliches Kochsalz, das in der Küche verwendet wird.
- Kaliumnitrat (KNO3): Ein Salz, das in der Lebensmittelindustrie und als Düngemittel verwendet wird.
- Calciumcarbonat (CaCO3): Dieses Salz kommt in Kalkstein, Kreide und Marmor vor.
- Eisen(II)-sulfat (FeSO4): Ein Salz, das oft als Düngemittel und zur Wasserbehandlung verwendet wird.
- Natriumcarbonat (Na2CO3): Auch bekannt als Soda, wird in der Glasproduktion und als Reinigungsmittel verwendet.
- Natriumsulfat (Na2SO4): Ein Salz, das als Trocknungsmittel und in der Seifenherstellung verwendet wird.
- Aluminiumoxid (Al2O3): Dieses Salz kommt in der Natur als Bauxit vor und wird zur Aluminiumgewinnung verwendet.
- Ammoniumchlorid (NH4Cl): Ein Salz, das in einigen Säure-Basen-Reaktionen und in der Medizin verwendet wird.
- Natriumhydrogencarbonat (NaHCO3): Auch bekannt als Natron, wird in Backpulver verwendet.
- Kalziumchlorid (CaCl2): Ein Salz, das als Festigungsmittel in Lebensmitteln und als Streusalz im Winter verwendet wird.
Diese Beispiele zeigen die Vielfalt der Salze, die in verschiedenen Bereichen wie Lebensmittelindustrie, Landwirtschaft, Chemie und Medizin Anwendung finden.
Kommentar: Die Namen inklusive der Salzformeln sind tadellos. Quintessenz: Das typische (aktuell) Erfinden von Fakten seitens chatgpt konnte nicht beobachtet werden. Ein Check mit anderen Quellen aber gut und wichtig.Textantwort:
Es handelt sich dabei um mehratomige Anionen:
- Sulfat: SO2-4
- Nitrat: NO–3
- Carbonat: CO2-3
- Hydrogensulfat: HSO–4
- Phosphat: PO3-4
Die gezeichneten Lewisstrukturen findet man im Video. noch nichts gemacht
Textantwort:
- Na + ½ Cl2 –> NaCl
- Mg + ½ O2 –> MgO
- K + ½ Br2 –> KBr
- 4·Al + 3·O2 –> 2·Al2O3
- Fe + ½ O2 –> FeO
- 2·Fe + 3/2·O2 –> Fe2O3
- 2·Na + ½ O2 –> Na2O
- Ca + ½ O2 –> CaO
July 6, 2025 at 10:42 am in reply to:Ionen, Salzformel aus Salzname herleiten (Salze-09)Gegeben seien die Namen folgender Salze. Ergänze die Tabelle!
#3319Name des Salzes Kation Lewisformel des Anions Salzformel Natriumsulfat Kaliumnitrat Calciumphosphat Magnesiumcarbonat Ammoniumchlorid Blei(II)-sulfid Eisen(II)-oxid Eisen(III)-oxid Aluminiumcarbid Kaliumpermanganat Natriumacetat Aluminiumoxid Textantwort:
Name des Salzes Kation Lewisformel des Anions Salzformel Natriumsulfat Na+ SO2-4 Na2SO4 Kaliumnitrat K+ NO–3 KNO3 Calciumphosphat Ca2+ PO3-4 Ca3(PO4)2 Magnesiumcarbonat Mg2+ CO2-3 MgCO3 Ammoniumchlorid NH+4 Cl– NH4Cl Blei(II)-sulfid Pb2+ S2- PbS Eisen(II)-oxid Fe2+ O2- FeO Eisen(III)-oxid Fe3+ O2- Fe2O3 Aluminiumcarbid Al3+ C4- Al4C3 Kaliumpermanganat K+ MnO–4 KMnO4 Natriumacetat Na+ CH3COO– NaCH3COO Aluminiumoxid Al3+ O2- Al2O3 July 6, 2025 at 10:42 am in reply to:Bilde Salze aus Ionen, 2 (Salze-081)Welche Salze lassen sich aus den folgenden Ionen bilden:
Al3+ / NH+4 / Fe2+ / Fe3+ / Na+ / Mn2+ / O2- / S2- / NO–3 / Br– / SO2-4 / H2PO–4 / CO2-3 / PO3-4
Hinweis: die Ionen sollen nach ihrer Ladung aufgelistet werden, also zuerst die einfach positiven, dann die zweifach positiven etc. Und: wie auch sonst: mit einer Tabelle wird die Sache übersichtlicher. #3317Textantwort:
Na+ NH+4 Fe2+ Mn2+ Al3+ Fe3+ Br– NaBr NH4Br FeBr2 MnBr2 AlBr3 FeBr3 NO–3 NaNO3 (NH4)(NO3) Fe(NO3)2 Mn(NO3)2 Al(NO3)3 Fe(NO3)3 H2PO–4 NaH2PO4 (NH4)(H2PO4) Fe(H2PO4)2 Mn(H2PO4)2 Al(H2PO4)3 Fe(H2PO4)3 O2- Na2O (NH4)2O FeO MnO Al2O3 Fe2O3 S2- Na2S (NH4)2S FeS MnS Al2S3 Fe2S3 SO2-4 Na2SO4 (NH4)2(SO4) FeSO4 MnSO4 Al2(SO4)3 Fe2(SO4)3 CO2-3 Na2CO3 (NH4)2(CO3) FeCO3 MnCO3 Al2(CO3)3 Fe2(CO3)3 PO3-4 Na3PO4 (NH4)3PO4 Fe3(PO4)2 Mn3(PO4)2 AlPO4 FePO4 Textantwort:
Al3+ NH+4 Fe2+ Fe3+ Na+ Mn2+ O2- Al2O3 (NH4)2O FeO Fe2O3 Na2O MnO Br– AlBr3 NH4Br FeBr2 FeBr3 NaBr MnBr2 S2- Al2S3 (NH4)2S FeS Fe2S3 Na2S MnS NO–3 Al(NO3)3 (NH4)(NO3) Fe(NO3)2 Fe(NO3)3 NaNO3 Mn(NO3)2 SO2-4 Al2(SO4)3 (NH4)2(SO4) FeSO4 Fe2(SO4)3 Na2SO4 MnSO4 H2PO–4 Al(H2PO4)3 (NH4)(H2PO4) Fe(H2PO4)2 Fe(H2PO4)3 NaH2PO4 Mn(H2PO4)2 CO2-3 Al2(CO3)3 (NH4)2(CO3) FeCO3 Fe2(CO3)3 Na2CO3 MnCO3 PO3-4 AlPO4 (NH4)3PO4 Fe3(PO4)2 FePO4 Na3PO4 Mn3(PO4)2 Textantwort:
Die Atome (resp. deren Ionen) tendieren dazu, eine komplett gefüllte äusserste Valenzschale zu erreichen. Dies kann dadurch erreicht werden, indem eine entsprechende Anzahl Elektronen aufgenommen resp. abgegeben wird.
Da nicht beliebig viele Elektronen aufgenommen – abgeben werden können (das Ion muss ja auch noch stabil sein) gilt die Regel, dass der 'Weg des kleineren Aufwandes' begangen wird. Das heisst, ein Teilchen mit 3 Valenzelektronen gibt 3 e– ab und nimmt nicht 5 e– auf, um eine komplett volle (8 e-) oder leere (0 e-) Valenzschale zu erreichen.
Bei 4 Valenzelektronen können beide Situationen erwartet werden, z.B. C4+ resp. C4-Atom Anzahl Valenz-Elektronen Aufnahme – Abgabe Ion Al 3 Abgabe 3 e– Al3+ F 7 Aufnahme 1 e– F– 4Be 2 Abgabe 2 e– Be2+ K 1 Abgabe 1 e– K+ 52Te 6 Aufnahme 2 e– Te-2 Ne 8 weder noch Ne Ca 2 Abgabe 2 e– Ca2+ S 6 Aufnahme 2 e– S2- N 5 Aufnahme 3 e– N3- Textantwort:
Wenn ein Atom ein Elektron (oder auch mehrere Elektronen) aufnimmt, so ist danach das Atom negativ geladen. Nimmt z.B. ein Fluor-Atom ein Elektron auf so wird es zum F– Teilchen, ein Fluorion, oder genauer ein Fluoranion. Negativ geladenen Teilchen werden Anionen genannt. Analog wird (z.B.) ein Sauerstoffatom vom O → O– → O2-
Textantwort:
Wenn ein Atom ein Elektron abgibt, so ist das Atom danach positiv geladen. Zur Erinnerung: Elektronen sind negativ geladen. Wenn z.B. ein Mg zwei Elektronen verliert, so bleibt ein Teilchen zurück, welches zweifach geladen ist: Mg2+. Positiv geladene Teilchen werden Kationen genannt.
Textantwort:
Ganz grob schematisch: positiv geladene Teilchen liegen neben negativ geladenen Teilchen und umgekehrt. Durch die gegenseitige Anziehung ergibt sich ein stabiles Gitter.
July 6, 2025 at 10:42 am in reply to:Massenverlust 3 (Radio-27)Es werde ein Gramm 23592U vollständig gespalten. Pro Gramm werde ca. 8.21·1010 J Energie frei Die Schweiz benötigte in den letzten 5 Jahren durchschnittlich rund 810'000 Terajoule Energie pro Jahr. Angenommen, diese Energie möchte man ausschliesslich mit der Spaltung von 23592U gewinnen. Wie gross wäre eine 'Urankugel' ? #3301Textantwort:
Für die Berechnung werden weitere Daten benötigt: ………. noch nicht fertig ……………
- 1 Terajoule = 1012 Joule, Gesamthaft: 8.1·1017 J
- andere Quellen sprechen von 2.04·1017 J
- Energie pro Gramm, siehe Aufgabe Radio-26: 8.21·1010 J
- benötigte Menge also
- Dichte Uran 19.1 g/cm3
…………………………….
a) Berechne die freiwerdende Energie. Pro gespaltenem Kern wird jeweils eine Energie von 200 MeV frei.Hinweis: 1ev = 1.602·10-19 J
b) Wie hoch könnte man mit dieser Enerige ein Auto (m = 1000 kg) hochheben? Start-Liste Typ: none — n( 23592U) = m( 23592U)/M( 23592U) = 1 g/235 g/mol = 0.0043 mol — wirkliche Anzahl: 6.022·1023·0.0043 = 2.563·1021 Atome — pro Spaltung 200 MeV resp. 200·106·1.602·10-19 J = 3.204·10-11 J — a) Total also 8.21·1010 J — b) Mit der Energie kann was gemacht werden, z.B. etwas hochheben: E=m·g·h —
h =E/(m·g) = 8.21·1010/(1000·10) = 8210000 m = 8210 km —
zum Vergleich Höhe Mount-Everest ca. 8 km über Meer, also 1000· Auto hochheben Ende-ListeJuly 6, 2025 at 10:42 am in reply to:Massenverlust 2 (Radio-26)Es werde ein Gramm 23592U vollständig gespalten.
a) Berechne die freiwerdende Energie pro Gramm. Pro gespaltenem Kern wird jeweils eine Energie von 200 MeV frei.
Hinweis: 1ev = 1.602·10-19 J
b) Wie hoch könnte man mit dieser Enerige ein Auto (m = 1000 kg) hochheben? #3299Textantwort:
- n( 23592U) = m( 23592U)/M( 23592U) = 1 g/235 g/mol = 0.0043 mol
- wirkliche Anzahl: 6.022·1023·0.0043 = 2.563·1021 Atome
- pro Spaltung 200 MeV resp. 200·106·1.602·10-19 J = 3.204·10-11 J
- a) Total also 8.21·1010 J
- b) Mit der Energie kann was gemacht werden, z.B. etwas hochheben: E=m·g·h
- h =E/(m·g) = 8.21·1010/(1000·10) = 8210000 m = 8210 km
- zum Vergleich Höhe Mount-Everest ca. 8 km über Meer, also 1000· Auto hochheben
Textantwort:
- Gemäss Einstein gilt E=m·c2 resp. ΔE=Δm·c2
- c ist die Lichtgeschwindigkeit, 300'000 km/s
- Umformen der Einstein'schen Gleichung nach m resp. Δm
- Δm = ΔE/c2
- Δm = 3.82·1026[kg·m2/s2]/(300'000'000 m/s)2 = 4.24·109 kg
Der Massenverlust pro Sekunde (!) beträgt also 4.24·109 kg oder ca. 424 Millionen Tonnen.
July 6, 2025 at 10:42 am in reply to:Altersbestimmung 5 (Radio-22)In einem frischen Baumwollgewebe werden 0.27 Bq gemessen.
a) Im Turingrabtuch werden 0.25 Bq gemessen. Wie alt ist das Tuch somit?
b) In einem anderen Gewebe werden 0.1 Bq gemessen. Wie alt ist dieses Gewebe?
Es gilt die Annahme, dass zwischen zwei Halbwertszeiten ein linearer Zerfall stattfindet. #3295Textantwort:
Siehe vor allem die Lösung im beigefügten pdf.
Hinweise: Bei der Aufgabe a) ist der gemessene Bq-Wert noch vor der ersten Halbwertszeit. Bei der Aufgabe b) liegt der gemessene Bq-Wert zwischen der ersten und zweiten Halbwertszeit.Musterlösung [hier] als pdf
July 6, 2025 at 10:42 am in reply to:Altersbestimmung 4 (Radio-21)Im lebenden Organismus misst man ca. 16 Zerfälle pro Sekunde pro Gramm Kohlenstoff. In einem alten Holzstück, welches 5 g Kohlenstoff enthält, misst man 44 Zerfälle pro Sekunde. Wie alt ist das Holzstück.
Annahme: linearer Zerfall zwischen zwei Halbwertszeiten, T1_2(C) betrage 5730 Jahre. #3293Textantwort:
noch nichts gemacht
Textantwort:
Die Messgrenze ist ca. 1000 mal tiefer als die Konzentration in lebenden Organismen. Nach 10 Halbwertszeiten hat die Konzentration um den Faktor 210 = 1024 abgenommen. Damit liegt die Messgrenze bei ca. 10·5730 = ca. 60'000 Jahren.
Textantwort:
1 g 12C enthält wie viele Atome: n=m/M= 1/12 mol resp. 5.018·1022 12C-Atome
Nach 5730 Jahren ist eine HWZ vorbei. Somit ist das Verhältnis nur noch halb so gross wie früher.
Es gilt: 14C/12C = x = ½ · 1.2·10-12
14C = ½ · 1.2·10-12 · 12C = ½ · 1.2·10-12 · 5.018·1022 = 3.0·1010Textantwort:
Die Konzentration wurde 3-mal halbiert (und hat somit eine achtmal tiefere Konz.), d.h. die Probe ist 3·5730 = 17190 Jahre alt.
Textantwort:
Anzahl Kerne ursprünglich in mol: n(Pu) = m/M = 1013kg / 0.244kg = 4.098·1013 mol
Wirkliche Anzahl Kerne: 4.098·1013 mol · 6.022·1023 = 2.468·1037
Heute noch vorhanden: N=No·2^(-t/T12) = 2.468·1037 · 2^(-1010/8.3·107) = 13.3 KerneTextantwort:
- die Hälfte: eine HWZ ist verstrichen, somit 10 Jahre
- ein Viertel: total zwei HWZ, also 20 Jahre
- ein 128stel: total sieben HWZ, also 70 Jahre
- ca. 1 Prozent: also ca. ein Hundertstel. 1/64 wären 6 HWZ, 1/128 wären 7 HWZ, also zwischen 60 – 70 Jahren
- ca. 1 Promille: also ca. ein Tausendstel. 9 HWZ (=1/512), 10 HWZ (1/1024), somit zwischen 90 – 100 Jahren
- ca. ein Millionstel: 2x=1'000'000, x zwischen 19 und 20. Also somit 190 – 200 Jahren. Aufgabe kann auch ohne Mathematik gelöst werden, auf dem Taschenrechner 2x ausprobieren, bis grösser als eine Million.
Mit Mathe: 2x =1'000'000, x = log(1'000'000)/log(2) = 19.93
Textantwort:
Entscheidungsmatrix machen:
eat sit throw out window alpha 1 0 0 beta 1 0.5 0 gamma 0.5 0.5 0 Es gelte: 0 kein Schaden, 0.5 zwischendrin, 1 Schaden
Grundgedanke: der Gesamtschaden soll minimiert werden.
Ein Alphastrahler wird schon von wenig Material (z.B. Kleider absorbiert, aber auch beim essen Magenschleimhaut, Darm), geringster Schaden somit bei alpha: sit
Ein Strahler muss gegessen werden … kleinstes Übel beim Gammastrahler. Somit soll man den Betastrahler aus dem Fenster werfen resp. sich von ihm entfernen.
from: https://www.youtube.com/watch?v=qjkTzk8NAxMTextantwort:
21480Hg → 42He + 3· 7026Fe
July 6, 2025 at 10:41 am in reply to:Diverse Zerfälle 1 (Radio-10)Ergänze folgende Tabelle, indem in die Zellinhalte das entsprechende Element nach dem Zerfall geschrieben wird. Eine Zeile ist schon gegeben, ergänze die restlichen Zellinhalte entsprechend.
Achtung: es ist gut möglich, dass die aufzuschreibenden Zerfälle in der Realität gar nicht stattfinden, hier geht es 'nur' um die Anwendung der theoretischen Zerfälle.
#3277Zerfall: Alpha-Zerfall Beta-Minus-Zerfall Beta-Plus-Zerfall 13C 94Be 137N 135B 17O 240U 232Th 200Au 214Pb Textantwort:
Zerfall: Alpha-Zerfall Beta-Minus-Zerfall Beta-Plus-Zerfall 136C 94Be 137N 135B 178O 136C 179F 177N 24092U 23690Th 24093Np 24091Pa 23290Th 22888Ra 23291Pa 23289Ac 20079Au 19677Ir 20080Hg 20078Pt 21482Pb 21080Hg 21483Bi 21481Tl July 6, 2025 at 10:41 am in reply to:Definiere (allgemein) die unterschiedlichen Zerfallsmöglichkeiten (Radio-09)
Definiere allgemein die folgenden Zerfälle. Benutze folgendes Schema:
A → B + C, wobei bei allen Teilchen die Ordnungszahl sowie die Nukleonenzahl angegeben werden soll.- Alphazerfall
- Beta-Minus-Zerfall
- Beta-Plus-Zerfall
Textantwort:
- Alpha-Zerfall: xyA → x-4y-2B + 42He
- Beta-Minus-Zerfall:
Ein Neutron wandelt sich (u.a.) in ein Proton und ein Elektron um:
xyA → xy+1B + 0-1e– - Beta-Plus-Zerfall:
Ein Proton wandelt sich (u.a.) in ein Neutron und einem positiv (!) geladenen 'Elektron' um:
xyA → xy-1B + 01e+
July 6, 2025 at 10:41 am in reply to:Dichte Heliumkern (Radio-08)Berechne die Dichte eines Heliumkernes ( 4He ) #3273Textantwort:
Es werden diverse Schritte benötigt:
- Dichte = m/V = m/(4/3·pi·r3)
- Masse des Kernes: je 2 Protonen sowie 2 Neutronen, ca. 4 u, 1 u = 1.66·10-27kg, somit 6.64·10-27kg
- Radius des Heliumkerns: r = 1.2·10-15·4(1/3) = 1.9049·10-15 m
- V = 4/3·pi·r3) = 2.895·10-44 m3
- Dichte = m/V = 2.293·1017 kg/m3 (vgl. Wasser: 1000 kg/m3)
July 6, 2025 at 10:41 am in reply to:Plot erstellen (Radio-07)Zeichne den Graph folgender Funktion r = 1.2·10-15·A(1/3) (Resultat in Meter) #3271Textantwort:
noch nichts gemacht
July 6, 2025 at 10:41 am in reply to:Berechne den Kerndurchmesser (Radio-06)Schätze den Durchmesser der folgenden Kerne ab:- 3H
- 40K
- 235U
Textantwort:
- 3H: d = 2·r = 2·1.2·10-15·3(1/3) = 3.46·10-15 m
- 40K: d = 2·r = 2·1.2·10-15·40(1/3) = 8.21·10-15 m
- 235U: d = 2·r = 2·1.2·10-15·235(1/3) = 1.48·10-14 m
July 6, 2025 at 10:41 am in reply to:Prozentverhältnisse 4 (Radio-05)Ein Element besteht aus einem Gemisch aus drei Isotopen, wobei die beiden leichteren Isotope die gleiche Häufigkeiten haben. Die Molmassen der drei Isotope sei ebenfalls bekannt.
Berechne daraus die allgemeine Formel der durchschnittlichen Molmasse des Elementes. #3267Textantwort:
- Häufigkeit Isotop I: x, wobei x eine Zahl zwischen 0 (0%) und 1 (100%) wäre
- Häufigkeit Isotop II: x
- Somit hat das Isotop III die Häufigkeit (1-2x)
- Zu erwartendes Molmasse: x·M(Isotop I) + x·M(Isotop II) + (1-2x)·M(Isotop III)
July 6, 2025 at 10:41 am in reply to:Prozentverhältnisse 3 (Radio-04)Brom tritt in der Natur als Gemisch der beiden stabilen Isotope 79Br sowie 81Br auf. Häufigkeiten: 79Br zu 50.65%, m = 78.918338 u. Berechne aus der durchschnittlichen Molmasse des Broms nun die Häufigkeit sowie die Masse des 81Br in u sowie g/mol. #3265Textantwort:
Häufigkeit des zweiten Isotops: 100 – 50.65% = 49.35%
Somit: 0.5065·78.918338 u + 0.4935· x u = 79.904 u
x = 80.9156 u resp. 80.9156 g/molTextantwort:
m(Cl) = 0.7577·34.969 u + (1-0.7577)·36.966 u = 35.4528731 u
Die durchschnittliche Masse eines Chloratoms beträgt 35.4528 u resp. ein Mol hätte die Masse von 35.4528 Gramm. Beachte: auch wenn man noch so gut in der Natur sucht, nie wird man ein solches Atom finden. Entweder haben die Chloratome die Masse von 34.969 u oder die Masse von 36.966 u.July 6, 2025 at 10:41 am in reply to:Prozentverhältnisse 1 (Radio-02)Natürlicher Kohlenstoff besteht zu 98.94% aus 12C, der Rest bestehe aus 13C (m=13.003355 u).- Berechne aus diesen Werten die zu erwartende durchschnittliche Kohlenstoffmasse.
- Was kann aus dem tatsächlichen Wert von 12.0107 (Wert aus dem PSE) rückgeschlossen werden?
- Berechne die zu erwartende durchschnittliche Kohlenstoffmasse mit der Idee, dass die Massen von m(12C)=12u und m(13C)=13u betragen.
Textantwort:
- 0.9894·12 u + 0.0106·13.003355 u = 12.010635 u
- Der theoretische Wert ('PSE') liegt bei 12.0107 u resp. 12.0107 g/mol. Der kleine Unterschied liegt in gerundeten Werten der Häufigkeiten
- 0.9894·12 u+ 0.0106·13 u = 12.0106 u
Textantwort:
x = Häufigkeit in % von 28Si, y = Häufigkeit in % von 29Si
Gleichung 1: x + y + 3.1 = 100
Gleichung 2: (x·27.9769u + y·28.9765u + 3.1·29.9738u) / 100 = 28.09u
Gewichtete Durchschnittsmasse von Si (gemäss Periodensystem): 28.09 u
x und y mit Gleichungen 1 und 2 bestimmen. x = 92.2 %; y = 4.7%July 6, 2025 at 10:41 am in reply to:Allgemeines 1 (Radio-18)Was ist den drei Siliciumisotopen 28Si, 29Si, 30Si gemeinsam, was ist verschieden? #3257Textantwort:
Die Protonen und Elektronenzahl ist immer gleich, aber die Neutronenzahl ist verschieden. Die chemischen Eigenschaften der drei Isotope sind gleich, nur der Kern ist unterschiedlich schwer. Dadurch ergeben sich unterschiedliche physikalische Eigenschaften
Textantwort:
Anzahl … Protonen Neutronen Elektronen 31H 1 2 1 52He 2 3 2 13C 6 7 6 234U 92 142 92 13C2+ 6 7 4 34S2- 16 18 18 4He2+ 2 2 0 17O 8 9 8 200Au+ 79 121 78 78Br– 35 43 36 July 6, 2025 at 10:41 am in reply to:Massenwirkungsgesetz, 3 (GW-9)Gegeben seien nachfolgende Reaktionen. Gleiche diese nötigenfalls aus und definiere für jede (ausgeglichene) Reaktion das Massenwirkungsgesetz. Vergiss die Einheiten nicht.- 2·H2 + O2 ⇄ 2·H2O
- Br2 + H2 ⇄ 2·HBr
- N2 + H2 ⇄ NH3
- N2O5 → NO2 + O2
- A + 2 B → 3 C + 4 D (schon ausgeglichen!)
Textantwort:
- 2·H2 + O2 ⇄ 2·H2O
K = c2(H2O)(c2(H2)·c(O2))
Einheit: (mol/l)^2/((mol/l2)·(mol/l)) = 1/(mol/l) = l/mol - Br2 + H2 ⇄ 2·HBr
K = c2(HBr)/(c(Br2)·c(H2))
Einheit: (mol/l)^2/(mol/l · mol/l)
Einheiten kürzen sich weg - N2 + H2 ⇄ NH3
Ausgleichen: 1·N2 + 3·H2 ⇄ 2·NH3
K = c2(NH3)/(c(N2)·c3(H2))
Einheiten: (mol/l)^2/(mol/l)^4 = (l/mol)2 - N2O5 ⇄ NO2 + O2
Ausgleichen: 1·N2O5 → 2·NO2 + 1·O2
K = c2(NO2)·c(O2)/c(N2O5)
Einheiten: (mol/l)2 - A + 2 B ⇄ 3 C + 4 D (schon ausgeglichen!)
K = c3(C)·c4(D)/(c(A)·c2(B))
Einheiten: (mol/l)4
Textantwort:
Es gilt K = [Produkte]/[Edukte]
Je nachdem wie gross die Konzentrationen sind, können drei Bereiche erreicht werden:- 0 < K < 1; das heisst, dass [Produkte] < [Edukte]
Das Gleichgewicht liegt auf der Seite der Edukte - K > 1; das heisst, dass [Produkte] > [Edukte]
Das Gleichgewicht liegt auf der Seite der Produkte - K = 1; das heisst, dass [Produkte] = [Edukte]
Weder die Edukte noch die Produkte liegen in der Mehrheit vor, das GW
ist ausgeglichen
Textantwort:
Es gilt: Edukte ⇄ Produkte
K = [Produkte]/[Edukte] ; Einheit: [mol/L]/[mol/L]
Je nach Reaktion kann es sein, dass sich die Einheiten wegkürzen.July 6, 2025 at 10:41 am in reply to:RGT-Regel (GW-6)Um welchen Faktor x steigt der Anteil der Moleküle, welche eine Energie von Ea aufweisen, bei einer Temperaturerhöhung um 10 Kelvin?
Diverse Hinweise:- Der Zusammenhang zwischen der Temperatur und k (gesuchter Wert bei einer bestimmten Temperatur) ergibt sich mit folgender Arrhenius-Gleichung:
- k = A · e(-Ea/R·T)
- A Konstante, charakteristisch für die jeweilige Reaktion
- Ea, Aktivierungsenergie, 100 kJ/mol, typischer Wert für viele Reaktionen
- R: Gaskonstante, 8.314 J/(mol·K)
Textantwort:
- Die Temperaturerhöhung betrage 10 Kelvin. Es wird (willkürlich) angenommen, dass T1 z.B. 300K und T2 310 K seien
- k(T=300K) = A · 3.87 · 10-18
- k(T=310K) = A · 1.41 · 10-17
- Verhältnis k(T=310K)/k(T=300K) = 3.7
Der berechnete Wert von ca. 4 (genau 3.7) entspricht genau der RGT-Regel, welche besagt, dass bei einer Temperaturerhöhung um 10 Grad (oder 10 Kelvin) die Reaktionsgeschwindigkeit sich um den Faktor 2-3 erhöht. Dies entspricht nicht genau der Prognose von 3.7, kann aber durch nicht erfolgreiche Stösse (Anordnung der Moleküle) erklärt werden.
July 6, 2025 at 10:41 am in reply to:Kollisionstheorie (GW-5)Gegeben seien folgende Edukte. Gib an, wieviele (theoretische) Kollisionen es geben könnte zwischen den Edukten.
Es git die Annahme, dass die Reaktionsgeschwindigkeit v proportional zu den Anzahl der Kollisionen sei
Desweiteren gilt, dass alle Eduktteilchen miteinander reagieren müssen- A + B
- A, B, D
- F, G, X, Z
- 2A + B
- 3A + 2B
Textantwort:
- Anzahl Kollisionen proportional zu c(A)·c(B)
- v prop. c(A)·c(B)·c(D)
- v prop. c(F)·c(G)·c(X)·c(Y)
- v prop. c(A)·c(A)·c(B) = c2(A)·c(B)
- v prop. c(A)·c(A)·c(A)·c(B)·c(B) = c3(A)·c2(B)
July 6, 2025 at 10:41 am in reply to:Chemisches Gleichgewicht, Geschwindigkeitsraten (GW-4)Gegeben seien nachfolgende Reaktionen. Gleiche jede Reaktion aus, sodass …
… ganze (!) Zahlen als Koeffizienten vorkommen
… für jede Substanz ihre Geschwindigkeitsrate (d[X]/dt) angegeben wird.
a) Br2 + H2 ⇄ HBr
b) N2O5 → NO2 + O2
c) A + 2 B → 3 C + 4 D (schon ausgeglichen!) #3243Textantwort:
a) Br2 + H2 ⇄ 2·HBr
-d[Br2]/dt = -d[H2]/dt = + 1/2·d[HBr]/dt
b) 2·N2O5 → 4·NO2 + 1·O2
-1/2·d[N2O5]/dt = + 1/4·d[NO2]/dt = + d[O2]/dt
c) A + 2·B → 3·C + 4·D
– d[A]/dt = -1/2·d/dt = + 1/3·d[C]/dt = + 1/4·d[D]/dt
July 6, 2025 at 10:41 am in reply to:Chemisches Gleichgewicht, Geschwindigkeit, Definition (GW-3)Gegeben sei eine beliebige Reaktion, die Edukte gehen über zu den Produkten.
a) Wie sind ganz allgemein die Geschwindigkeitsraten definiert?
b) Was gilt für die Edukte, was gilt für die Produkte ? #3241Textantwort:
a) Die Geschwindigkeitsrate ist definiert als die Veränderung der Konzentration über die Zeit, oder kurz: v= Änderung der Konzentration dividiert durch die Änderung der Zeit
noch kürzer: v = Δc / Δt
Beachte, das v immer eine positive Grösse sein muss (Definition)
b) Aus der Defintion (v muss positiv sein), ergibt sich somit:
v(Edukte) = – Δ(Edukte)/Δt = -d[Edukte]/dt
v(Produkte) = + Δ(Produkte)/Δt = +d[Produkte]/dtJuly 6, 2025 at 10:41 am in reply to:Definition chemisches Gleichgewicht (GW-2)Wie ist das chemische Gleichgewicht definiert? #3239Textantwort:
v = dc / dt oder in Worten:
Die Veränderung einer Konzentration über die Zeit hinwegJuly 6, 2025 at 10:41 am in reply to:Beeinflussung Reaktionsgeschwindigkeit (GW-1)Welche Faktoren beeinflussen die Reaktionsgeschwindigkeit? #3237Textantwort:
- Konzentration
- Temperatur
- Zerteilungsgrad
- Katalysator
July 6, 2025 at 10:41 am in reply to:Gemsichte-Aufgabe (ZMK-70)Zeichne die Lewisformeln der folgenden Moleküle. Trage die Partialladungen (nicht C-H) ein. Gib jeweils an, welches Dipole sind und welche Moleküle untereinander Wasserstoffbrückenbindungen ausbilden. Nenne die entscheidende zwischenmolekulare Wechselwirkung unter sich selbst. Beurteile, ob sich die Substanz mit dem gegebenen Molekül mischen würde.
Aufgabenstellung komplett [hier] als pdf
#3235Lewisformel Dipolmoment H-Brücke ZMK ? Mischbar mit .. {a) } HCl{Wasser}{b) } CH4{Wasser}{c) } CH2O{Wasser}{d) } H3CCl{Wasser}{e) } CCl4{Wasser}{f) } CH3CH2CH2CH2SH{Olivenöl}{g) } HCOOH{Heptan }, C7H16{h) } He{Pentanol } C5H11OH{i) } H2S{Wasser}{j) } NH3{Ethanol} CH3CH2OHTextantwort:
Lewisformel Dipolmoment H-Brücke ZMK ? Mischbar mit .. {a) } HClH-Cl{ja}{nein}{Dipol-Dipol}{Heptan }, C7H16{nein}{b) } CH4$L(1.2){C}<_(A135)H><_(A-135)H><_(A45,w+)H><_(A-45,d+)H>{nein}{nein}{VdW}{Wasser}{nein}{c) } CH2OH\$L(1.0)C<`/H>=O { }{ja}{nein}{Dipol-Dipl}{Wasser}{ja}{d) } H3CCl$L(1.2){C}<_(A135)H><_(A-135)H><_(A45,w+)H><_(A-45,d+)Cl>{ja}{nein}{Dipol-Dipol}{Wasser}{ja}{e) } CCl4$L(1.2){C}<_(A135)Cl><_(A-135)Cl><_(A45,w+)Cl><_(A-45,d+)Cl>{nein}{nein}{VdW}{Wasser}{nein}{f) } CH3CH2CH2CH2SHH\C/C\C/C\S/H; $slope(60)H/#2\H; H\#3/H; H/#4\H; H\#5/H;{ja, schwach}{nein}{VdW}{Olivenöl}{ja}{g) } HCOOHH/C`|O|\O/H{ja}{ja}{H-Brücken}{Heptan }, C7H16{nein}{h) } HeHe{nein}{nein}{VdW}{Pentanol } C5H11OH{ja, schwach}{i) } H2SH/S\H{ja}{nein}{Dipol-Dipol}{Wasser}{ja}{j) } NH3H`\$dots(U)N<_(A100,w+)H>`/dH{ja}{ja}{H-Brücken}{Ethanol} CH3CH2OH{ja}Aufgabenstellung komplett [hier] als pdf
July 6, 2025 at 10:41 am in reply to:Prognose, 13 (ZMK-63)Erkläre, wieso sich Hexanol nicht mit Wasser mischt, Ethanol hingegen schon. Sollte sich Propan-1,2-Diol mit Hexanol oder Ethanol besser mischen ?
#3233Hexanol H-C-C-C-C-C-C-O-H; H|#2|H; H|#3|H; H|#4|H; H|#5|H; H|#6|H; H|#7|HEthanol H-C-C-OH; H|#2|H; H|#3|HPropan-1,2-Diol H-C-C-C-O-H; H|#2|H; H|#3|O|H; H|#4|HTextantwort:
Teilfrage 1: Hexanol hat zwar einen polaren Teil (-OH), jedoch einen viel grösseren nicht polaren Teil und mischt sich daher nicht mit Wasser. Ethanol hingegen hat ebenfalle den polaren OH-Teil, jedoch einen viel kleineres nicht polares Kohlenwasserstoffgerüst. Daher mischt sich Ethanol gut mit dem polaren Wasser.
Teilfrage 2: Propan-1,2-Diol weist 2 polare OH-Teile auf und 3 nicht polare C-H Teil. Somit kann gesagt werden, dass der polare Anteil des Moleküls überwiegt und die Substanz sich in einem polaren Lösungsmittel lösen sollte. Als Wahl bietet sich z.B. Wasser als auch Ethanol an.
July 6, 2025 at 10:41 am in reply to:Prognose, 12 (ZMK-62)Gegeben seien die folgenden Stoffe. Erkläre auf Teilchenebene den unterschiedlichen Aggregatszustand bei Zimmertemperatur (20°C).
#3231Stoff {Formel}Aggregatszustand A: Propan CH3CH2CH3gasförmig B: Propanol CH3CH2CH2OHflüssig C: Dodecan CH3(CH2)10CH3flüssig D: Dodecanol CH3(CH2)10CH2OHfest Textantwort:
- Propan und Dodecan (A sowie C): jeweils nur Kohlenwasserstoffgerüste vorhanden und somit nur Van-der-Waals-Kräfte. Bei C liegt eine lange Kohlenwasserstoffkette vor, viele VdW-Kräfte im Gegensatz zu A, welches nur eine kurze Kette vorliegen hat. C hat somit mehr VdW-Kräfte als A, flüssiger Aggregatszustand.
- Propanol sowie Dodecanol (B sowie D): D macht mehr VdW-Kräfte wie B, da dieses eine längere Kohlenwasserstoffkette vorliegen hat. Zusätzlich machen beide noch Wasserstoffbrückenbindungen, daher liegt D sogar im festen Zustand vor.
- Dodecan sowie Dodecanol (C und D): D macht zusäztlich zu C noch Wasserstoffbrückenbindungen, daher macht D (im Vergleich nun zu C) unter sich mehr Wechselwirkungen und liegt daher im festen Aggregatszustand vor.
July 6, 2025 at 10:41 am in reply to:Prognose, 11 (ZMK-61)Gegeben seien die untenstehende Moleküle, wobei folgendes gelte: 1,2-Propandiol ist dickflüssiger als 1-Propanol, jedoch dünnflüssiger als 1,2,3-Propantriol.
a) Erkläre auf Teilchenebene die unterschiedliche Viskosität (Zähflüssigkeit).
b) Zeichne ein Netz von 5 Propanolen mit dem Aufbau R-OH (R sei ein Rest von CH_2CH_3)
#32291-Propanol H-C-C-C-O-H; H|#2|H; H|#3|H; H|#4|H1,2-Propandiol H-C-C-C-O-H; H|#2|H; H|#3|O|H; H|#4|H1,2,3-Propantriol H-C-C-C-O-H; H|#2|O|H; H|#3|O|H; H|#4|HTextantwort:
a)
- Beim Fliessen bewegen sich Moleküle aneinander vorbei
- Je schwächer die Kräfte zwischen den Molekülen ist, umso eher einfacher ist das Fliessen, resp. desto dünnflüssiger ist die Substanz
- Der Hauptunterschied der drei Substanzen liegt in der Anzahl der -OH Bindungen und somit der Möglichkeit, Wasserstoffbrückenbindungen auszubilden. Je mehr -OH-Bindungen zur Verfügung stehen, desto mehr Wasserstoffbrückenbindungen gibt es also.
- 1,2,3-Propantriol kann am meisten Wasserstoffbrückenbindungen (mit sich selbst untereinander) machen und ist daher am dickflüssigsten und 1-Propanol am dünnflüssigsten.
b)
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