Zehn Übungen, in denen du jedes Proton auf seinem Weg zum Wassermolekül verfolgst.
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Übungsaufgaben
Zehn interaktive Übungen zum Klicken, Ziehen und Knobeln — von AFB I bis AFB III. Jede Übung gibt dir sofort Rückmeldung; bei kniffligen Aufgaben helfen dir die gestuften Tipps.
A1
Protonendonator oder nicht?
AFB I
Welche Teilchen können in Wasser ein Proton abgeben, welche nicht?
Ziehe jede Karte in den passenden Korb — oder wähle sie mit Enter aus und drücke dann die Ziffer des Korbs (0 legt sie zurück).
1kann ein Proton abgeben
2kann kein Proton abgeben
Ein Protonendonator braucht ein H-Atom, das er als H⁺ abgeben kann — auch Ionen wie NH₄⁺ und HSO₄⁻ schaffen das. Na⁺, NO₃⁻ und Br⁻ haben kein H mehr, und die C–H-Bindungen im Methan sind kaum polar.
A2
Lückentext: Was eine Säure tut
AFB I
Setze die Fachbegriffe ein — zwei Wörter bleiben übrig.
Wort anklicken, dann Lücke anklicken (oder umgekehrt) — mit Tab und Enter geht es genauso. Ein Klick auf eine gefüllte Lücke legt das Wort zurück.
Ein Proton ist ein Wasserstoff-Atom ohne sein . Ein Teilchen, das ein Proton abgibt, heißt nach Brønsted . Im Wasser wird das Proton über ein freies des O-Atoms gebunden; so entsteht das . Von der Säure bleibt ein negativ geladenes Teilchen zurück, ein .
„Neutron“ passt nicht: Der Kern des H-Atoms besteht nur aus einem Proton. „Kation“ ist zwar H₃O⁺, aber die Lücke fragt nach dem genauen Namen — und das Säurerest-Ion ist negativ, also ein Anion.
A3
Säure und Säurerest-Ion
AFB I
Verbinde jede Säure mit dem Anion, das nach der Abgabe eines Protons übrig bleibt.
Klicke links einen Eintrag an und dann rechts den passenden — es entsteht eine Verbindungslinie. Mit der Tastatur: Enter zum Auswählen, ↑/↓ zum Wandern.
Ein Proton weniger heißt: ein H weniger in der Formel und eine negative Ladung mehr. Deshalb wird aus H₂SO₄ zuerst HSO₄⁻ — erst die zweite Stufe liefert SO₄²⁻. Bei der Essigsäure geht nur das H der COOH-Gruppe.
A4
Rechenkette: Iodwasserstoff in Wasser
AFB II
Iodwasserstoff HI reagiert mit Wasser wie jede Säure. Schreibe Formeln ohne Hoch- und Tiefstellung, z. B. H3O+ oder Cl-.
Löse die Kette Schritt für Schritt: Erst wenn ein Schritt stimmt, wird der nächste freigeschaltet. Enter prüft.
Formel des Kations, das entsteht
Formel des Anions, das entsteht
Außenelektronen des I im Anion
Summe aller Ladungen auf der rechten Seite
HI + H₂O → H₃O⁺ + I⁻. Das I-Atom hat 7 Außenelektronen, behält das bindende Elektronenpaar und hat danach 8 — eins mehr als im Atom, daher die Ladung −1. (+1) + (−1) = 0: Die Ladung ist links wie rechts null.
Ansatz: Wie bei jeder Säure: Das Proton wandert zum Wasser, das Elektronenpaar bleibt beim Iod.
Lösungsweg: HI + H₂O → H₃O⁺ + I⁻. Iod steht in der 7. Hauptgruppe.
A5
Salpetersäure im Wasser
AFB II
Salpetersäure HNO₃ wird mit Wasser verdünnt. Welche Aussagen treffen zu?
Mehrere Antworten sind richtig. Markiere alle zutreffenden und klicke dann auf „Prüfen“.
HNO₃ + H₂O → H₃O⁺ + NO₃⁻. Abgegeben wird nur der Kern H⁺ — freie Protonen gibt es im Wasser aber nicht, sie sitzen als H₃O⁺ vor. Das Elektron bleibt zurück, deshalb ist NO₃⁻ negativ.
Ansatz: Stelle zuerst die Reaktionsgleichung auf.
Lösungsweg: HNO₃ + H₂O → H₃O⁺ + NO₃⁻ — prüfe jede Aussage an dieser Gleichung und an der Frage „Wo bleibt das Elektron?“.
A6
Was passiert beim Protonenübergang?
AFB II
Bromwasserstoff HBr wird in Wasser geleitet. Bringe die Vorgänge auf Teilchenebene in die richtige Reihenfolge.
Ziehe die Karten in die richtige Reihenfolge — mit der Tastatur: ↑/↓ verschiebt, Shift+↑/↓ wechselt nur den Fokus.
1Ein HBr-Molekül nähert sich mit seinem δ+-H einem Wassermolekül.
2Ein freies Elektronenpaar des O-Atoms zieht das Proton an.
3Die H–Br-Bindung bricht; ihr Elektronenpaar bleibt beim Brom.
4Es gibt eine neue O–H-Bindung: ein Oxonium-Ion H₃O⁺ ist entstanden.
5Wassermoleküle umhüllen die Ionen H₃O⁺ und Br⁻ (Hydratation).
Das δ+-H zeigt aufs negativ polarisierte O. Erst wenn das O-Atom das Proton gebunden hat, ist H₃O⁺ fertig — danach werden beide Ionen hydratisiert, wie du es von gelösten Salzen kennst.
Ansatz: Die Reaktion beginnt mit der Anziehung von δ+ und δ− und endet mit gelösten Ionen.
Lösungsweg: Annäherung → Anziehung durch das Elektronenpaar → Bindungsbruch → neue O–H-Bindung → Hydrathülle.
A7
Mix: Fehlersuche mit ΔEN
AFB II
Ein Schulheft zu Bromwasserstoff, gemischt mit dem Kapitel Elektronenpaarbindung (EN nach Pauling: H 2,20 · C 2,55 · Br 2,96). Drei Zeilen sind falsch.
In diesem Text stecken Fehler. Klicke genau die falschen Zeilen an — die richtigen musst du stehen lassen.
Nicht die Zahl der H-Atome macht eine Säure, sondern eine polare Bindung, aus der sich H⁺ lösen lässt. Und abgegeben wird immer nur das Proton — das Elektron bleibt als negative Ladung zurück.
Ansatz: Frage bei jeder Zeile: Wird ein Proton oder ein Atom übertragen? Und wie polar ist die Bindung?
Lösungsweg: Berechne ΔEN für C–H: 2,55 − 2,20. Unter etwa 0,4 gilt eine Bindung als nahezu unpolar.
A8
Trickaufgabe: Wie viel Essigsäure wird zu H₃O⁺?
AFB III
In einem Liter Wasser sind 0,5 mol Essigsäure CH₃COOH gelöst. Wie viel Mol Oxonium-Ionen können daraus höchstens entstehen?
Rechne selbst und trage das Ergebnis ein — Enter prüft direkt.
Nur 0,5 mol: Von den vier H-Atomen ist nur das H der COOH-Gruppe (am O gebunden) sauer — die drei H am C-Atom werden nicht abgegeben. Wer „4 · 0,5 mol = 2 mol“ rechnet, zählt einfach H-Atome. (Tatsächlich reagiert sogar nur ein kleiner Teil, Essigsäure ist eine schwache Säure.)
Ansatz: Welche H-Atome der Essigsäure sind an ein stark elektronegatives Atom gebunden?
Lösungsweg: CH₃–COOH: Nur das H an O ist polar genug. Ein Molekül → höchstens ein H₃O⁺.
A9
Phosphorsäure in drei Stufen
AFB III
Phosphorsäure H₃PO₄ gibt ihre Protonen nacheinander an Wasser ab. Spiele die Stufen durch.
Spiele den Ablauf Schritt für Schritt durch: Was passiert als Nächstes? Nur die richtige Karte bringt dich weiter.
Wie bei der Schwefelsäure: Jede Stufe liefert ein H₃O⁺, die Ladung des Anions wächst um −1. Ladungsbilanz der Gesamtgleichung: links 0, rechts +3 − 3 = 0.
Ansatz: Zähle in jeder Stufe: ein H weniger, eine negative Ladung mehr.
Lösungsweg: H₃PO₄ → H₂PO₄⁻ → HPO₄²⁻ → PO₄³⁻; addiert man die Stufen, kürzen sich die Zwischen-Ionen heraus.
A10
Säure, Ion, Säurerest?
AFB III
Kreuze für jedes Teilchen alle zutreffenden Eigenschaften an. Tipp: Auch ein Ion kann Protonendonator sein.
Setze die passenden Kreuze — auch mehrere pro Zeile oder keins sind möglich. Enter setzt und löscht.
Teilchen
kann Proton abgeben
ist ein Ion
entsteht als Säurerest einer Säure
HSO₄⁻
NO₃⁻
NH₄⁺
H₂SO₄
CH₄
HSO₄⁻ ist beides: Säurerest der Schwefelsäure und selbst Säure (2. Stufe). NH₄⁺ gibt ein Proton ab und wird zu NH₃, ist aber kein Säurerest-Ion. NO₃⁻ hat kein H mehr, CH₄ ist ein neutrales, kaum polares Molekül.
Ansatz: Prüfe jede Spalte einzeln: Gibt es ein abgebbares H? Hat das Teilchen eine Ladung? Entsteht es, wenn eine Säure ein Proton abgibt?
Lösungsweg: HSO₄⁻ entsteht aus H₂SO₄ und gibt selbst noch ein Proton ab. NH₄⁺ + H₂O → NH₃ + H₃O⁺.
