Typische Fehler — was oft schiefgeht

So wird oft geschrieben: „Wasser siedet bei 100 °C, weil dann die O–H-Bindungen aufbrechen.“

Richtig ist: Beim Sieden werden nur die Wasserstoffbrücken zwischen den Molekülen gelöst (je ≈ 20 kJ/mol). Die O–H-Bindungen (≈ 460 kJ/mol) bleiben erhalten — Wasserdampf besteht aus \(\mathrm{H_2O}\)-Molekülen.

Sieden trennt Moleküle voneinander — nicht Atome.

So wird oft geschrieben: „Methan \(\mathrm{CH_4}\) hat vier H-Atome und bildet deshalb viele Wasserstoffbrücken.“

Richtig ist: Die H-Atome in Methan hängen an C \((\Delta\mathrm{EN} = 0{,}35)\) und sind kaum \(\delta^+\); C hat auch kein freies Elektronenpaar. Methan bildet keine Brücken und siedet bei −161,5 °C.

Nur H an F, O oder N zählt.

So wird oft geschrieben: Die gepunktete Linie verbindet zwei H-Atome (H···H) oder steht innerhalb eines Moleküls.

Richtig ist: Die Brücke führt vom \(\delta^+\)-H-Atom eines Moleküls zu einem freien Elektronenpaar am O-Atom des Nachbarmoleküls: \(\mathrm{O{-}H\cdots O}\), die drei Atome auf einer Geraden.

Strich = Bindung im Molekül, Punkte = Brücke zwischen Molekülen.

So wird oft geschrieben: „Wasser ist bei 0 °C als Eis am dichtesten, deshalb liegt am Grund des Sees Eis.“

Richtig ist: Die größte Dichte hat flüssiges Wasser von 4 °C \((\approx 1{,}000\ \mathrm{g/cm^3})\). Eis hat nur \(0{,}917\ \mathrm{g/cm^3}\) und schwimmt oben.

4 °C flüssig am dichtesten, Eis am wenigsten dicht.

So wird oft geschrieben: „Aus 1 L Wasser werden beim Gefrieren etwa 1,09 kg Eis.“

Richtig ist: Die Masse bleibt gleich: 1 kg Wasser ergibt 1 kg Eis. Nur das Volumen wächst um etwa 9 %: \(V = 1000\ \mathrm{g} : 0{,}917\ \mathrm{g/cm^3} \approx 1091\ \mathrm{cm^3}\).

Beim Gefrieren ändert sich die Dichte, nicht die Masse.

So wird oft geschrieben: „\(\mathrm{H_2S}\) (34 g/mol) muss höher sieden als \(\mathrm{H_2O}\) (18 g/mol).“

Richtig ist: \(\mathrm{H_2S}\) siedet bei −60,3 °C, Wasser bei 100 °C. Die Regel „größer = höher“ gilt nur bei gleicher Art der Anziehung; zwischen Wassermolekülen wirken zusätzlich Wasserstoffbrücken.

Erst die Art der Kräfte vergleichen, dann die Größe.

So wird oft geschrieben: „HF hat die stärkste Brücke, also siedet HF höher als Wasser.“

Richtig ist: HF siedet bei 19,5 °C, Wasser bei 100 °C. HF hat nur ein H-Atom und bildet im Mittel 1 Brücke je Molekül, Wasser mit 2 H-Atomen und 2 freien Paaren 2 Brücken.

Stärke mal Anzahl: \(n = \min(n_\text{H},\ n_\text{Paare})\).

So wird oft geschrieben: „Um das \(\mathrm{Cl^-}\)-Ion richten die Wassermoleküle ihr O-Atom aus.“

Richtig ist: Zum Anion zeigt das Ende mit der entgegengesetzten Teilladung: ein H-Atom \((\delta^+)\). Nur zum Kation zeigt das O-Atom \((\delta^-)\).

Immer die entgegengesetzte Teilladung zum Ion.

So wird oft geschrieben: \(\mathrm{CaCl_2} \longrightarrow \mathrm{Ca} + \mathrm{Cl_2}\)

Richtig ist: \(\mathrm{CaCl_2(s)} \xrightarrow{\mathrm{H_2O}} \mathrm{Ca^{2+}(aq)} + 2\,\mathrm{Cl^-(aq)}\). Beim Lösen entstehen hydratisierte Ionen, keine Atome oder Moleküle; der Index 2 wird zur Anzahl.

Ladungsbilanz rechts muss null ergeben.

So wird oft geschrieben: Lösungswärme von NaCl: \(788 + 784 = 1572\ \tfrac{\text{kJ}}{\text{mol}}\)

Richtig ist: Die Hydratationsenergie ist negativ: \(E_\text{Lösung} = 788 + (-784) = +4\ \tfrac{\text{kJ}}{\text{mol}}\) — eine kleine Differenz zweier großer Energien.

Energie aufgewendet: +, Energie frei: −.

So wird oft geschrieben: „KCl hat eine Lösungswärme von +17 kJ/mol, also wird die Lösung wärmer.“ Oder: „… also löst es sich nicht.“

Richtig ist: Positiv heißt endotherm: Das System nimmt Energie aus der Umgebung auf, die Lösung kühlt ab. Kaliumchlorid löst sich trotzdem gut (34 g in 100 g Wasser).

+ = kalt, − = warm; endotherm heißt nicht unlöslich.

So wird oft geschrieben: „Festes Kochsalz leitet den Strom, weil es aus Ionen besteht.“

Richtig ist: Im Kristall sitzen die Ionen fest auf ihren Plätzen. Erst in der Schmelze oder in Lösung sind sie beweglich und leiten. Zuckerlösung leitet nie — Zucker enthält keine Ionen.

Leiten braucht bewegliche Ladungsträger.