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Übungsaufgaben
Zehn Übungen von AFB I bis AFB III — jede gibt dir sofort Rückmeldung, bei Schwierigkeiten helfen zwei gestufte Tipps.
A1
Welche Gemische puffern?
AFB IGeben Sie alle Gemische an, die als Pufferlösung wirken (Stoffmengen jeweils etwa gleich).
Mehrere Antworten sind richtig. Markiere alle zutreffenden und klicke dann auf „Prüfen“.
Puffer brauchen ein korrespondierendes Paar aus einer schwachen Säure und ihrer Base. Cl⁻ und NO₃⁻ sind Basen starker Säuren und nehmen praktisch keine Protonen auf.
Ansatz: Suchen Sie jeweils ein korrespondierendes Säure-Base-Paar.
Weiter: Ist die Säure des Paares schwach oder stark?
A2
Stimmt's? — Pufferwissen
AFB INennen Sie jeweils, ob die Aussage zutrifft.
Fünf Aussagen nacheinander. Eine falsche Einschätzung reicht — dann startest du die Serie mit „Neue Runde“ neu.
Ein Puffer wirkt, weil er für beide Richtungen einen Reaktionspartner bereithält — aber nur in begrenzter Menge.
Ansatz: Welches Teilchen reagiert mit H₃O⁺, welches mit OH⁻?
Weiter: Pufferteilchen werden bei der Reaktion verbraucht.
A3
Wer fängt die Säure ab?
AFB IOrdnen Sie jedem Puffer das Teilchen zu, das zugegebenes H₃O⁺ abfängt.
Klicke links einen Eintrag an und dann rechts den passenden — es entsteht eine Verbindungslinie. Mit der Tastatur: Enter zum Auswählen, ↑/↓ zum Wandern.
Immer die Base des Paares fängt Säure ab. Achtung: HCO₃⁻ ist im Blutpuffer die Base, im Carbonatpuffer die Säure.
Ansatz: Gesucht ist der Protonenakzeptor.
Weiter: Das Teilchen mit einem H weniger ist die Base.
A4
Pufferreaktion bauen
AFB IIFormulieren Sie die Reaktionsgleichung, mit der ein Ammoniumpuffer zugegebene Natronlauge abfängt.
Setze den Bauplan von links nach rechts zusammen. Ein Klick legt den Baustein auf den nächsten freien Platz, ein Klick im Bauplan legt ihn zurück. Enter funktioniert genauso.
Gegen Lauge wirkt die Puffersäure NH₄⁺: sie gibt ein Proton an OH⁻ ab. NH₃ reagiert mit OH⁻ nicht, NH₂⁻ entsteht in Wasser nicht.
Ansatz: Welches Pufferteilchen ist die Säure?
Weiter: Aus OH⁻ wird nach Protonenaufnahme Wasser.
A5
Rechenkette: Methanoatpuffer
AFB IIIn 250 mL eines Methanoatpuffers sind je 25 mmol HCOOH und HCOO⁻ gelöst. Man gibt 2,5 mmol Salzsäure zu. Ermitteln Sie die Stoffmengen nach der Pufferreaktion.
Rechne die Kette Schritt für Schritt: Erst wenn ein Schritt stimmt, wird der nächste freigeschaltet. Enter prüft.
- n(HCOO⁻) danach = mmol
- n(HCOOH) danach = mmol
- n(HCOOH) : n(HCOO⁻) = : 1
HCOO⁻ + H₃O⁺ → HCOOH + H₂O: 2,5 mmol HCOO⁻ werden zu HCOOH. Das Verhältnis ändert sich nur von 1 : 1 auf 1,22 : 1 — daher ändert sich der pH-Wert kaum.
Ansatz: Die Base verliert, die Säure gewinnt dieselbe Stoffmenge.
Weiter: 27,5 : 22,5
A6
Rollen im Puffer
AFB IIOrdnen Sie die Teilchen nach ihrer Rolle ein (Puffer jeweils in Klammern).
Ziehe jede Karte in den passenden Korb — oder wähle sie mit Enter aus und drücke dann die Ziffer des Korbs (0 legt sie zurück).
1fängt H₃O⁺ ab
2fängt OH⁻ ab
3Zuschauer-Ion
Die Gegenionen aus den Salzen (Na⁺, Cl⁻) nehmen an den Pufferreaktionen nicht teil.
Ansatz: Base des Paares ↔ Säure, Säure des Paares ↔ Lauge.
Weiter: Na⁺ und Cl⁻ sind weder Säure noch Base im Puffer.
A7
Mix: Salzlösung oder Puffer? (3.2.6)
AFB IIUntersuchen Sie die Lösungen (je 0,1 mol/L) und kreuzen Sie alle zutreffenden Eigenschaften an.
Setze alle zutreffenden Kreuze — in manchen Zeilen passen mehrere. Enter setzt und löscht.
| Lösung | sauer | neutr. | alk. | Puffer |
|---|---|---|---|---|
| NH₄Cl | ||||
| HCOONa | ||||
| NH₃ + NH₄Cl (1 : 1) | ||||
| HCOOH + ½ n NaOH | ||||
| NaCl |
Eine Salzlösung allein puffert nicht — es fehlt der Partner. Erst beide Teilchen des Paares zusammen ergeben einen Puffer (NH₄⁺/NH₃: pH ≈ 9,3; HCOOH/HCOO⁻: pH ≈ 3,8).
Ansatz: NH₄⁺ ist eine schwache Säure, HCOO⁻ eine schwache Base.
Weiter: Teilneutralisation liefert beide Partner.
A8
Fehlersuche im Protokoll
AFB IIIÜberprüfen Sie das Protokoll zum Versuch „Säurezugabe zu einem Ammoniumpuffer“ und markieren Sie die falschen Zeilen.
In diesem Text stecken Fehler. Klicke genau die falschen Zeilen an — die richtigen musst du stehen lassen.
Der Klassiker: das falsche Pufferteilchen wählen. Säure → Pufferbase, Lauge → Puffersäure.
Ansatz: Welches Teilchen nimmt ein Proton auf?
Weiter: Drei Zeilen sind falsch.
A9
Wie stark ändert sich der pH-Wert?
AFB IIIBeurteilen Sie jeweils die Änderung des pH-Werts (je 100 mL Lösung, Puffer mit je 0,1 mol/L beider Partner).
Wähle für jede Zeile eine Stufe: 1 = sinkt stark, 2 = sinkt wenig, 3 = bleibt nahezu gleich, 4 = steigt wenig, 5 = steigt stark. Mit der Tastatur: Tab zur Zeile, ←/→ zwischen den Stufen, Enter setzt.
1 = sinkt stark5 = steigt stark
0,5 mmol HNO₃ in Kaliumnitrat-Lösung
0,5 mmol HNO₃ in Methanoatpuffer
0,5 mmol KOH in Ammoniumpuffer
Methanoatpuffer mit 100 mL Wasser verdünnen
0,5 mmol KOH in Natriumchlorid-Lösung
Ohne Pufferpaar bleiben H₃O⁺ bzw. OH⁻ frei (ΔpH ≈ ±4,7). Im Puffer ändert sich nur das Verhältnis HA : A⁻ (10,5 : 9,5) — ΔpH ≈ ±0,04. Beim Verdünnen bleibt das Verhältnis und damit der pH-Wert gleich.
Ansatz: Enthält die Lösung ein Pufferpaar?
Weiter: Verdünnen ändert c(HA) und c(A⁻) im gleichen Maß.
A10
Trickaufgabe: Ammoniak plus Salzsäure
AFB IIIZu 20 mmol Ammoniak gibt man einmal 10 mmol, einmal 20 mmol Salzsäure. Begründen Sie, welche Aussagen zutreffen.
Mehrere Antworten sind richtig. Markiere alle zutreffenden und klicke dann auf „Prüfen“.
Falle: „NH₄⁺ ist da, also Puffer“. Ohne verbleibendes NH₃ fehlt der Partner, der zugegebene Säure abfangen könnte. Nur die Teilneutralisation liefert beide Teilchen.
Ansatz: Welche Teilchen liegen nach der vollständigen Reaktion jeweils vor?
Weiter: Ein Puffer braucht beide Partner.