Probeklausur

Erwartungshorizont: \(\mathrm{HNO_3}\) gibt ein Proton ab → Säure (1 P). \(\mathrm{O^{2-}}\) nimmt ein Proton auf → Base (1 P). \(\mathrm{HCO_3^-}\) kann beides → Ampholyt (1 P). \(\mathrm{Na^+}\) hat weder ein abgebbares H noch ein freies Außen-Elektronenpaar → weder noch (1 P).

Erwartungshorizont: a) \(10^{-2}\) → pH 2 (1 P) b) \(10^{-9}\) → pH 9 (1 P) c) \(c(\mathrm{H_3O^+}) = 10^{-14} : 10^{-3} = 10^{-11}\,\mathrm{mol/L}\) → pH 11 (1 P) d) neutral: \(10^{-7}\,\mathrm{mol/L}\) → pH 7 (1 P).

Erwartungshorizont: Korrespondierend sind \(\mathrm{HCl/Cl^-}\), \(\mathrm{NH_4^+/NH_3}\), \(\mathrm{H_2O/OH^-}\) und \(\mathrm{HCO_3^-/CO_3^{2-}}\) — je genau ein Proton Unterschied. Falsch: \(\mathrm{H_2SO_4/SO_4^{2-}}\) und \(\mathrm{H_3O^+/OH^-}\) unterscheiden sich um zwei Protonen. Punkte anteilig, je Fehlklick Abzug.

Erwartungshorizont: a) \(\mathrm{H_3O^+ + OH^- \longrightarrow 2\,H_2O}\); \(\mathrm{Na^+}\) und \(\mathrm{Cl^-}\) sind Zuschauer-Ionen (2 P). b) Grün, die Mischfarbe zwischen gelb (sauer) und blau (basisch) (2 P).

Erwartungshorizont: a) \(\mathrm{K_2SO_4}\): zwei \(\mathrm{K^+}\) gleichen ein \(\mathrm{SO_4^{2-}}\) aus (2 P) b) \(n(\mathrm{H_2SO_4}) = 5\,\mathrm{mmol}\), also \(n(\mathrm{OH^-}) = 10\,\mathrm{mmol}\); \(V = 10\,\mathrm{mmol} : 0{,}5\,\mathrm{mol/L} = 20\,\mathrm{mL}\) (2 P) c) \(\mathrm{H_2SO_4 + 2\,KOH \longrightarrow K_2SO_4 + 2\,H_2O}\): \(n(\mathrm{K_2SO_4}) = 5\,\mathrm{mmol}\), \(m = 0{,}005\,\mathrm{mol}\cdot 174\,\mathrm{g/mol} = 0{,}87\,\mathrm{g}\) (2 P).

Erwartungshorizont: a) 10 mL → 1000 mL ist 1 : 100, zwei Zehnerschritte: pH 3 (2 P) b) pH 2 braucht eine Verdünnung 1 : 10, also Gesamtvolumen 100 mL (1 P); zugeben: \(100 - 10 = 90\,\mathrm{mL}\) Wasser (2 P). Häufiger Fehler: 100 mL Wasser zugeben.

Erwartungshorizont: Reaktion 1: \(\mathrm{HSO_4^-}\) gibt das Proton ab → Säure 1; \(\mathrm{NH_3}\) nimmt es auf → Base 2; daraus werden \(\mathrm{SO_4^{2-}}\) (Base 1) und \(\mathrm{NH_4^+}\) (Säure 2). Reaktion 2: Wasser gibt ein Proton an das Carbonat-Ion ab → Säure 1. Je 1 P.

Erwartungshorizont: Wahr: 1 (\(10^{-3} : 10^{-5} = 100\)), 3 (Autoprotolyse, je \(10^{-7}\,\mathrm{mol/L}\)) und 5 (beide \(n = 0{,}01\,\mathrm{mol}\)). Falsch: Verdünnen nähert den pH-Wert nur 7 an; die Base ist das \(\mathrm{OH^-}\), \(\mathrm{Na^+}\) ist Zuschauer; nach der Neutralisation liegt Kochsalzlösung vor. Punkte anteilig, je Fehlklick Abzug.

Erwartungshorizont: a) \(n = 10^{-3}\,\mathrm{mol/L}\cdot 500\,\mathrm{L} = 0{,}5\,\mathrm{mol}\) (2 P) b) \(V = 0{,}5\,\mathrm{mol} : 2\,\mathrm{mol/L} = 0{,}25\,\mathrm{L} = 250\,\mathrm{mL}\) (2 P) c) pH 2 bedeutet zehnmal so viele Oxonium-Ionen: \(n = 5\,\mathrm{mol}\), \(V = 2{,}5\,\mathrm{L} = 2500\,\mathrm{mL}\) — das Zehnfache, nicht das Doppelte, weil eine pH-Stufe einem Faktor 10 entspricht (2 P).