MINT lernen

Typische Fehler

Vorzeichen, Pole, Koeffizienten — die fünfzehn Stolperfallen, die im Abitur am meisten Punkte kosten.

Diese 15 Fehler tauchen in Abiturklausuren immer wieder auf — quer durch alle sechs Kapitel. Jeder Fehler steht mit einer kleinen Skizze, der richtigen Begründung und einem Merksatz. Wer die Stolperfalle kennt, tritt seltener hinein.

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Die 15 häufigsten Fehler

1Warm geworden = Energie aufgenommen Energetik

HReaktionsverlaufEdukteProdukteΔrH < 0Wärme
Wärme verlässt das System: Produkte liegen tiefer.

So wird oft argumentiert: „Die Lösung wird warm, also ist die Reaktion endotherm.“

Richtig ist: Das Thermometer misst die Umgebung. Wird sie warm, hat das System Wärme abgegeben: exotherm, \(\Delta_r H<0\).

Merksatz: Warm wird die Umgebung — das System verliert Energie.

2Koeffizienten beim Satz von Hess vergessen Energetik

HReaktionsverlaufC₂H₄ + 3 O₂ (≈ Elemente)CO₂ + H₂O ✗2 CO₂ + 2 H₂O ✓−679,3−1358,6
Die Produktsumme ist nur halb so groß

So wird oft argumentiert: Ethenverbrennung: \(\Delta_r H^\circ=-393{,}5-285{,}8-52{,}4=-731{,}7\,\mathrm{kJ\,mol^{-1}}\).

Richtig ist: Jeder Wert zählt mit seinem Koeffizienten: \(2\cdot(-393{,}5)+2\cdot(-285{,}8)-52{,}4-3\cdot0=-1411{,}0\,\mathrm{kJ\,mol^{-1}}\).

Merksatz: Erst Gleichung ausgleichen, dann jeden Tabellenwert mit dem Koeffizienten multiplizieren.

3Aktivierungsenergie von den Produkten abgelesen Energetik

HReaktionsverlaufEdukteProdukteÜbergangszustandEA✗ nicht EA
Der gestrichelte Pfeil gehört zur Rückreaktion

So wird oft argumentiert: Edukte 0, Maximum \(+80\), Produkte \(-60\,\mathrm{kJ\,mol^{-1}}\): „\(E_A=140\,\mathrm{kJ\,mol^{-1}}\).“

Richtig ist: \(E_A\) der Hinreaktion misst man vom Niveau der Edukte bis zum Maximum: \(80\,\mathrm{kJ\,mol^{-1}}\). Die \(140\,\mathrm{kJ\,mol^{-1}}\) gehören zur Rückreaktion.

Merksatz: Hinreaktion: von den Edukten hoch; Rückreaktion: von den Produkten hoch.

4Katalysator verschiebt das Gleichgewicht Kinetik und Gleichgewicht

c(P)tohne Kat.mit Kat.
Gleicher Endwert, nur früher erreicht

So wird oft argumentiert: „Mit Katalysator entsteht beim Haber-Bosch-Verfahren mehr Ammoniak im Gleichgewicht.“

Richtig ist: Ein Katalysator beschleunigt Hin- und Rückreaktion gleichermaßen. Das Gleichgewicht stellt sich schneller ein, seine Lage und \(K\) bleiben gleich.

Merksatz: Katalysator: schneller am Ziel, gleiches Ziel.

5K ändert sich bei Konzentrationsänderung Kinetik und Gleichgewicht

T₁K = 54T₁ + EduktK = 54T₂K andersK hängt nur von T ab
Nur die Temperatur verändert K

So wird oft argumentiert: „Gibt man Wasserstoff zu, wird \(K_c\) für \(\ce{H2 + I2 <=> 2 HI}\) größer.“

Richtig ist: Die Konzentrationen stellen sich neu ein, bis der Quotient wieder denselben Wert \(K_c\) hat. \(K\) ändert sich nur mit der Temperatur.

Merksatz: K ist eine Konstante — bei gleicher Temperatur.

6Le Chatelier macht die Störung ganz rückgängig Kinetik und Gleichgewicht

ctc(Edukt)c(Produkt)Zugabe
Neues Gleichgewicht mit anderen Konzentrationen

So wird oft argumentiert: „Nach Zugabe von Edukt sinkt dessen Konzentration wieder auf den alten Wert.“

Richtig ist: Das System weicht der Störung nur teilweise aus: Die Edukt-Konzentration sinkt, bleibt aber höher als vorher; die Produkt-Konzentration steigt.

Merksatz: Ausweichen heißt verringern, nicht aufheben.

7Schwache Säure wie starke Säure gerechnet Säure-Base-Reaktionen

02468101214HCl: pH 1,00CH₃COOH: 2,88
Gleiche Konzentration, verschiedene pH-Werte

So wird oft argumentiert: Essigsäure \(c_0=0{,}1\,\mathrm{mol\,L^{-1}}\): „\(\mathrm{pH}=-\lg0{,}1=1\).“

Richtig ist: Essigsäure protolysiert nur zu einem kleinen Teil: \(\mathrm{pH}=\tfrac12(\mathrm{p}K_S-\lg c_0)=\tfrac12(4{,}75+1)=2{,}88\).

Merksatz: Erst prüfen: stark oder schwach? Dann die passende Formel.

8Äquivalenzpunkt = Neutralpunkt Säure-Base-Reaktionen

01020300714V(NaOH) in mLpHpH 7ÄP: 8,72HÄP: pH = pKs
Der ÄP liegt über der pH-7-Linie

So wird oft argumentiert: „Am Äquivalenzpunkt ist die Lösung neutral, pH 7.“

Richtig ist: Nur bei starker Säure und starker Base. Bei Essigsäure liegt am ÄP Acetat vor, eine Base: pH ≈ 8,7. Am Halbäquivalenzpunkt gilt \(\mathrm{pH}=\mathrm{p}K_S\).

Merksatz: Äquivalent heißt „gleiche Stoffmenge“, nicht „neutral“.

9Verdünnen teilt den pH-Wert Säure-Base-Reaktionen

02468101214vorher: pH 11 : 10 verdünnt: pH 2
Eine Stufe nach rechts, nicht durch 10

So wird oft argumentiert: „Salzsäure mit pH 1 zehnfach verdünnt hat pH 0,1.“

Richtig ist: Verdünnt wird die Konzentration: \(c(\ce{H3O+})\) sinkt auf ein Zehntel, der pH-Wert steigt um 1 auf pH 2 (logarithmische Skala).

Merksatz: Faktor 10 in c = eine pH-Stufe.

10Anode = Pluspol in der galvanischen Zelle Elektrochemie

ZnZn²⁺CuCu²⁺SalzbrückeVe⁻Minuspol: AnodeOxidationPluspol: KathodeReduktion
Elektronen fließen vom Minuspol (Zn) zum Pluspol (Cu)

So wird oft argumentiert: „Im Daniell-Element ist die Zinkelektrode als Anode der Pluspol.“

Richtig ist: Anode heißt Ort der Oxidation. Zink gibt Elektronen ab, sie sammeln sich dort: In der galvanischen Zelle ist die Anode der Minuspol.

Merksatz: Anode = Oxidation — der Pol hängt vom Zelltyp ab.

11Pole der Elektrolyse wie bei der galvanischen Zelle Elektrochemie

−+Minuspol: KathodeReduktionPluspol: AnodeOxidationZnBr₂(aq)
Die Spannungsquelle bestimmt die Pole

So wird oft argumentiert: „Bei der Elektrolyse ist die Kathode der Pluspol.“

Richtig ist: Bei der Elektrolyse drückt die Spannungsquelle Elektronen in die Kathode: Kathode = Minuspol (Reduktion), Anode = Pluspol (Oxidation).

Merksatz: Elektrolyse: Minuspol = Kathode, Pluspol = Anode.

12Zellspannung mit falschem Vorzeichen Elektrochemie

Cu²⁺/Cu +0,34 V2 H₃O⁺/H₂ 0,00 VZn²⁺/Zn −0,76 VΔE = +1,10 VE°
Vom Donator nach oben zum Akzeptor

So wird oft argumentiert: Zn/Cu: „\(\Delta E=E^\circ(\ce{Zn})-E^\circ(\ce{Cu})=-0{,}76-0{,}34=-1{,}10\,\mathrm{V}\).“

Richtig ist: \(\Delta E=E^\circ(\text{Akzeptor})-E^\circ(\text{Donator})=0{,}34-(-0{,}76)=+1{,}10\,\mathrm{V}\). Eine freiwillig ablaufende Zellreaktion hat \(\Delta E>0\).

Merksatz: Oben minus unten: Akzeptor minus Donator.

13Sauerstoff hat immer −II Elektrochemie

H+IO−IO−IH+IO–O-Bindung: gleiche Atome,Elektronen werden geteilt
Die O–O-Bindung zählt für keinen Partner

So wird oft argumentiert: „In \(\ce{H2O2}\) hat Sauerstoff die Oxidationszahl −II.“

Richtig ist: Dann ergäbe sich \(2\cdot(+\mathrm{I})+2\cdot(-\mathrm{II})=-2\neq0\). Zwischen den beiden O-Atomen werden die Elektronen geteilt: Sauerstoff hat hier −I.

Merksatz: Faustregeln prüfen: Summe der Oxidationszahlen = Ladung.

14Benzol addiert Brom wie ein Alken Organische Reaktionen

Hex-1-enentfärbtBenzolbleibt gefärbt+ Bromwasser, Raumtemperatur, ohne Katalysator
Kein Entfärben ohne Katalysator

So wird oft argumentiert: „Benzol hat drei Doppelbindungen, also entfärbt es Bromwasser.“

Richtig ist: Die sechs π-Elektronen sind über den Ring delokalisiert; eine Addition würde dieses stabile System zerstören. Benzol reagiert nur mit Katalysator — durch Substitution.

Merksatz: Aromaten substituieren, Alkene addieren.

15Jede Kunststoffbildung ist eine Polymerisation Kunststoffe und Naturstoffe

n CH₂=CH₂–[CH₂–CH₂]ₙ–Polymerisation:kein NebenproduktDisäure + DiolPolyester+ (2n−1) H₂OPolykondensation:Wasser wird abgespalten
Nebenprodukt ja oder nein?

So wird oft argumentiert: „PET entsteht wie Polyethen durch Polymerisation, dabei wird nichts abgespalten.“

Richtig ist: PET bildet sich aus einer Dicarbonsäure und einem Diol durch Polykondensation: Jede Esterbindung entsteht unter Abspaltung von Wasser. Polymerisation setzt C=C-Doppelbindungen voraus.

Merksatz: Monomer mit C=C → Polymerisation; zwei funktionelle Gruppen → Polykondensation.