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Chemie (Subject) / AC (Lesson)
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- Darstellung von Schwefelsäure a) Welche Verfahren gibt es? b) Herstellung von Schwefelsäure aus elementarem Schwefel a) Kontakverfahren und Bleikammerverfahren b) S + O2 --> SO2 /Schwefel wird an Luft verbrannt SO2 + 1/2 O2 --> SO3 / Mithilfe Katalysator V2O5 V2O5 + SO2 --> V2O4 + SO3 V2O4 + 1/2 O2 --> V2O5 SO3 wird in H2SO4 gelöst SO3 + H2SO4 --> H2S2O7 (DiSchwefelsäure) H2S2O7 + H2O --> 2 H2SO4
- Darstellung Salpetersäure aus elementarem Stickstoff? 1) HB Verfahren N2 + 3 H2 --> 2 NH3 Katalysator: Fe3O4 Der eigentliche Katalysator Alpha- Eisen führt nicht zur Herabsetzung der Aktivierungsenergie 2) Ostwald Verfahren NH3 + 5O2 --> 4NO + 6H20 Katalysator: Pt 3) 4 NO + 2 O2 --> 4 NO2 4) 20 NO2 + 20 O2 + 10 H2O --> 20 HNO3
- Darstellung Nickel Ni + 4 CO ⇔ Ni(CO)4 (g) Hinreaktion: 50 - 100°C ; Rückreaktion: 180 - 200°C
- Mit Elektronengasmodell Leitfähigkeit von Metallen erklären Im Elektronengasmodell sind die Gitterplätze durch positive Atomrümpfe besetzt Valenzelektronen liegen als Elektronengaswolke vor und umgeben Atomrümpfe Sie sind frei beweglich und leiten deshalb den elektrischen Strom
- Eigenschaften von Metallen - Metallisches Aussehen (Glanz der Oberfläche) - duktil - Wärmeleiter - Stromleiter
- Chelatligand? Besitzt mehr als ein freies Elektronenpaar Zentralatom wird wie von einer Krebsschere gehalten
- Chelatffekt? a) was bewirkt er? b) Entropie und Enthalpieänderungen? c) statistische Begründung? a) Chelatkomplexe stabiler als Komplexe des gleichen Zentralatoms mit einzähnigen Liganden b) Entropie nimmt zu Enthalpie nimmt ab c) Wahrscheinlichkeit der sofortigen Rekombination nach der Spaltung steigt
- Begründen mit MO Theorie: Warum führen CO und NO+ zu besonders stabilen Komplexen? Warum Chlorid zu instabilen? -CO und NO+ gute Ligandenfeldaufspaltung -> Antibindende MOs sind unbesetzt -Cl kleine Aufspaltung
- Erklärung Transeffekt Lässt sich erklären durch Omega-Donor/Pi-Akzeptor Eigenschaften der Liganden erklären Gute Omega-Donoren und Pi-Akzeptoren haben starken Transeffekt
- Jahn-Teller-Effekt -Bei einigen Ionen aufgrund von Wechselwirkungen zerzerrte Koordinationspolyeder - entarteter elekrt. Zustand instabil (Zwei Mögliche Besetzungen der eg) - Dieser entarte Zustand wird durch eine Ernidrigung der Symmetrie aufgespalten (Achsenverlängerung)
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- Näherungen bei der Kristallfeldtheorie - Bindungen im Komplex durch Wechselwirkungen von freien Elektronenpaaren und leeren d-Orbitalen - Liganden als Punktladungen - Energie der eg Orbitale höher als die der t2g Orbitale - Liganden entlang des kartesischen Koordniatensystem angeordnet
- Wie verändern sich Kristallfeldaufspaltung und hV- Absorbtion wenn bei gleichem Zentralatom die Liganden I- gegen Br- Cl- und CN- ausgetauscht werden? -Omega Null verschiebt sich in die Reihenfolge der spektrochemischen Reihe: I-, Br-, Cl-, Cn- - starkes Ligandenfeld bewirkt Absorption kürzerer Wellenlänge: Blau - schwaches Ligandenfeld: Grün
- Ordnung der Liganden vom schwächsten zum stärksten SCN-, F-, OH-, H2O, NH3, CN, CO, NO+
- Ordnung der Liganden in 4 Gruppen. Von sehr schwach bis sehr stark sehr schwach: I-, S2- schwach: OH-, C2O4 2- stark: NH3, NO2- sehr stark: CO, CN-
- Beispiel für d7 Orbital in low- und highspin 3d7 High: (Co(NH3)6)2+ 3d7 low: (Co(NO2)6)4-
- Ordnen nach Ligandenfeldstärke Br-, S2-, OH-, H2O, NH3, CN-, CO, NO+
- Vervollständigen der RK: 1) Ag+ + X NH3 --> ? 2) Fe2+ + X CN- --> ? 3) Co2+ + X Cl- --> ? 4) Ni2+ + X Cl- --> ? 1) X= 2 zu (Ag(NH3)2)+ 2) X= 6 zu (Fe(CN)6)4- 3) X=4 zu (CoCl4)2- 4) X=4 zu (NiCl4)2-
- a) 2 Modifikationen von elementarem Schwefel b) Schwefel an Luft verbrannt und dann durch Wasser gebildet (Reaktionen) a) Alpha-Schwefel Beta-Schwefel b) Schweflige Säure (1) S+O2 --> SO2 (2) SO2+ H2O --> H2SO3
- Haber Bosch Verfahren (Rk.gleichungen und Bedingungen) N2 + 3H2⇔2 NH3 450 Grad Celsius; 250 bar Druck Katalysator: Fe3O4
- Darstellung Titan (Labor, Technisch) Labor: TiO2 + 2CaH2 --> Ti + 2CaO + H2 Technisch: TiO4 + 2Cl2 + 2C --> TiCl4 + 2CO TiCL4 + 4 Na --> Ti + 4 NaCl
- Darstellung: Eisen aus Eisenerz -Hochofen: Reduktion von Eisenoxid mit Koks und Schlacke -Eisenerz, Koks und Zuschläge von oben eingefüllt - Von unten heiße Luft eingeführt (Verbrennt Koks) 2C + O2 --> 2 CO - Das aufsteigende Kohlenmonoxid reduziert das Eisenoxid FeO + CO --> Fe + CO2 - Das entstandende CO2 wird von Koks reduziert CO2+ C --> 2CO - In höherer Ebene des Ofens: BIldung von Fe3O4 3 Fe2O3 + CO --> 2Fe3O4 + CO2 - Dieses wird wieder reduziert Fe3O4 + CO --> 3FeO + CO2 - Produkt wieder zu Eisen reduziert: FeO + CO --> Fe+ CO2
- Herstellung Hochreines Titan Arkel de Boer Verfahren -> Quarzampulle (Vakuum): Titan mit Iod zu TiI4 Ti + 2I2 --> TiI4 (g) -> An heißer Stelle zersetzt sich TiI4 unter Abscheidung von reinem Titan TiI4 --> Ti + I2 - I2 wandert zurück in kältere Zone und reagiert erneut mit Titan
- Darstellung Schweflige Säure 1) Schwefel an Luft verbrannt S + O2 ---> SO2 2) Produkt durch Wasser geleitet SO2 + H2O --> H2SO3
- Wie ändern sich die chem. Eigenschaften der Oxide der Elemente, wenn man die 3. Periode von Links nach rechts wandert? Sauerer Charakter nimmt zu
- 2 Kugelpackungen, in denen Übergangsmetalle auftreten + Koordinationszahl 1) Hexagonal-dichteste Packung KZ:12 2) kubisch-dichteste Packung: KZ12
- Darstellung Schwefelsäure a) Welche Verfahren sind bekannt? b) Darstellung Schwefelsäure aus elementarem Schwefel (Katalysator und Verwendungszweck?) a) Bleikammerverfahren, Kontaktverfahren b) S + O2 --> SO2 (SO2 + 1/2O2 --> SO3) Kat.: V2O5 V2O5 + SO2 --> V2O4 + SO3 V2O4 + 1/2O2 --> V2O5 SO3 + H2SO4 --> H2S2O7 H2S2O7 + H2O --> 2H2SO4
- Chlor - Alkali - Elektrolyse a) Diaphragmaverfahren b) Quecksilberverfahren c) Warum ist Trennung von Kathoden- und Anodenraum grundsätzlich notwendig? a) Kathode: 2H2O + 2e- --> H2 + 2OH- Anode: 2Cl- --> Cl2 + 2e- Gesamt: 2Na+ + 2Cl- + 2H2O --> 2H2O + Cl2 + 2 Na+ + "OH- b) Kathode: Na+ + e- --> Na(Hg) Anode: Cl- --> 1/2 Cl2 + e- Gesamt: NaCl + H2O --> 1/2H2 + 1/2Cl + NaOH c) Um eine möglichst Cl- freie NaOH Lösung zu erhalten