Anforderungen im Fach Chemie - PH Zürich

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Anforderungen im Fach Chemie - PH Zürich
Anforderungen im Fach Chemie
für die Aufnahmeprüfungen auf Niveau Fachmaturität Pädagogik (Kandidierende ohne Berufs- oder
Fachmaturität Studiengänge Primarstufe und Kindergarten-Unterstufe)

Einleitung
Chemie ist die Lehre von den Stoffen und ihren Umwandlungen. Sie beschreibt die Struktur der Materie,
aus der sowohl die belebte wie auch die unbelebte Natur besteht, sowie die Gesetzmässigkeiten, nach
denen Stoffe miteinander reagieren. Dazu werden ausgehend von der Beobachtung stofflicher Phänomene
Modellvorstellungen über die Beschaffenheit der kleinsten materiellen Bausteine entwickelt. Die Kenntnis
der chemischen Grundprinzipien ist Basis für ein vertieftes Verständnis zahlreicher biologischer,
ökologischer, medizinischer und industrieller Vorgänge. Das Fachwissen über stoffliche Vorgänge und über
den dazugehörigen Energieumsatz erlaubt eine differenzierte Beurteilung der Chancen und Risiken, die
der Gesellschaft aus den von chemischen Wissenschaften abgeleiteten Technologien erwachsen. Diese
soll das Bewusstsein für einen nachhaltigen Umgang mit Ressourcen fördern.

Kompetenzanforderungen
An die Kandidatin oder den Kandidaten werden in den folgenden Themengebieten die nachfolgenden
Anforderungen gestellt.

Stoffe
Reinstoff, Gemische
— Die Begriffe „Reinstoff“, „Gemisch“, „Lösung“, „homogenes“ und „heterogenes Stoffsystem“ und
    „Phase“ definieren und zur Einteilung von Stoffen verwenden.
— Die Aggregatzustände unterscheiden und erläutern.

Trennverfahren
— Die Unterschiede zwischen chemischen und physikalischen Vorgängen definieren.
— Den Unterschied zwischen Mischung und Verbindung kennen.
— Die folgenden Trennverfahren beschreiben und erklären: Filtration, Destillation, Extraktion,
    Chromatografie.

Elementare Stoffe
Elementarstoffe
— Den Begriff „Elementarstoff“ definieren.
— Elementarstoffe und Verbindungen unterscheiden.
— Die Massen- und Ordnungszahl verwenden um ein Atom einem chemischen Element zuzuordnen
    (Symbol, Name).

Atommodelle
Atommodell nach Dalton
— Das Atommodell nach Dalton beschreiben und anwenden.
— Bedeutung von Elementsymbolen und der Formelsprache verstehen.
— Möglichkeiten und Grenzen des Modells erläutern.

Kern-Hülle-Modell
— Einfluss von Ladung und Distanz auf die elektrostatische Kraft zwischen zwei Körpern anhand des
    Coulomb’schen Gesetzes angeben.
— Ein Atommodell mit Kern und Elektronen beschreiben und Anwendungen nennen.
20150714 Aufnahmeprüfung Chemie Niveau Fachmatur Pädagogik                                       Seite 1 von 21
—   Die physikalischen Eigenschaften der drei Elementarteilchen (Neutron, Proton, Elektron) benennen
    und ihren Aufenthaltsort im Atom angeben.
     – den Begriff „Isotop“ definieren und mit konkreten Beispiel belegen.
     – Möglichkeiten und Grenzen des Modells aufzeigen.

Schalenmodell
     – das Schalenmodell beschreiben und anwenden
     – Unterschiede in den Ionisierungsenergien der Atomsorten mithilfe des Schalenmodells deuten
     – Atomhüllenaufbau nach Bohr und die Besetzung der Schalen beschreiben
     – Valenzelektronen und Valenzschale definieren
     – Entwicklung der Atomgrössen innerhalb von Perioden und Hauptgruppen des Periodensystems
       kennen und mithilfe des Schalenmodells deuten
     – Chemische Reaktivität von Metallen, Nichtmetallen und Edelgasen mit ihrem Aufbau der
       Elektronenhülle begründen
     – Möglichkeiten und Grenzen des Modells aufzeigen

Kugelwolkenmodell
     – das Kugelwolkenmodell beschreiben und anwenden
     – Möglichkeiten und Grenzen des Modells aufzeigen

Elementarstoffe
     – den Begriff „Elementarstoff“ definieren
     – Elementarstoffe und Verbindungen unterscheiden
     – die Massen- und Ordnungszahl verwenden um ein Atom einem chemischen Element zuzuordnen
        (Symbol, Name)

Periodensystem
     – die Aufbauprinzipien nach Atommasse und chemischen Eigenschaften des Periodensystems
        erklären
     – den Begriff „Atommasse“ definieren
     – die Unterschiede in den Perioden und Hauptgruppen beschreiben
     – die Zahl der Valenzelektronen und die Kernladung eines Hauptgruppenelementes aus seiner
        Position im Periodensystem ablesen
     – Im Periodensystem Metalle und Nichtmetalle identifizieren

Lewis-Schreibweise von Atomen
     – die Atome der Hauptgruppen in Lewis-Formel (Punkt-Strich Schreibweise für Einzelelektronen
        respektive Elektronenpaare) darstellen

Kovalente Bindung und Moleküle
Kovalente Bindung
     – das Zustandekommen einer kovalenten Bindung (Elektronenpaarbindungen) zwischen
        Nichtmetallatomen beschreiben
     – den Begriff „Molekül“ definieren
     – Die unterschiedlichen Stoffeigenschaften von Diamant und Graphit anhand ihrer atomaren
        Strukturen herleiten

Lewis-Formel von Molekülen
     – die Edelgasregel zur Herleitung von Molekülstrukturen anwenden
     – die Lewis-Formel für einfache Moleküle zeichnen können
     – Geometrie und räumliche Gestalt eines Moleküls mit Hilfe des Elektronenpaarabstossungs-
        Modells (EPA) angeben

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Elektronegativität und Polarität
— Das Konzept der Elektronegativität erläutern.
— Die Polarität von Elektronenpaarbindungen beurteilen.
— Die Bindungsstärke in einfachen Molekülen abschätzen.
— Den Dipolcharakter von Molekülen bestimmen.

Zwischenmolekulare Kräfte
— Die Prinzipien der drei Arten zwischenmolekularer Kräfte (H-Brücken, Dipol-Dipol-Wechselwirkungen
    und Van-der-Waals-Kräfte) erklären.
— Die Anomalie des Wassers erklären.
— Die relativen Stärken der zwischenmolekularen Kräfte vergleichen.
— Den Zusammenhang zwischen Schmelz- und Siedetemperatur eines Reinstoffes und den ZMK
    erkennen und auf Beispiele anwenden.
— Die Mischbarkeit von Stoffen aufgrund ihrer Moleküle beurteilen.

Metallbindung und Metalle
— Metallische Eigenschaften benennen (Leitfähigkeit, Duktilität, Glanz).
— Die metallische Bindung anhand des Elektronengas-Modells erläutern.
— Die elektrische Leitfähigkeit erläutern.

Ionenbindung und Salze
— Die Bildung von Ionen aus einem Metall- und einem Nichtmetallatom erläutern.
— Die Ladung der wichtigsten einatomigen Ionen angeben und daraus die Formeln der Verbindungen
    ableiten.
— Eigenschaften der Salze aufgrund ihres atomaren Aufbaus erklären (mechanisches Verhalten,
    Schmelzpunkte, Löslichkeit, Sprödigkeit, el. Leitfähigkeit).
— Allgemeine Regeln zur Benennung von Salzen anwenden können.
— Die Kräfte in einem Ionengitter abschätzen.
— Die Namen und Summenformeln der wichtigsten Komplexionen nennen (Sulfat-Ion, Phosphat-Ion,
    Nitrat-Ion, Carbonat-Ion).
— Kochsalz und seine Eigenschaften und Anwendungen kennen.
— Die Vorgänge beim Lösen eines Salzes qualitativ erklären (Löslichkeit von Salzen in Wasser,
    Eigenschaften von Salzlösungen).

Chemische Reaktionen
Reaktionsgleichung
— Einfache Reaktionsgleichungen aufstellen.
— Die Begriffe „Mol“, „molare Masse“ (auch „Molmasse“), Avogadrozahl und „molare
    Konzentration“ definieren.

Energieumsatz chemischer Reaktionen
— Den Begriff „Reaktionsenthalpie“ kennen.
— Exotherme und endotherme Vorgänge qualitativ erklären.
— Energiediagramme zeichnen und aufzeigen.

Energie bei chemischen Reaktionen
— Bei einfachen Reaktionen von molekularen Stoffen an Hand der Bindungspolaritäten abschätzen, ob
    der Vorgang exotherm oder endotherm verlaufen wird.

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Säure/Base-Reaktionen
Protonenspender, Protonenempfänger
— Säuren und Basen nach Brønsted als Protonenspender und Protonenempfänger definieren und
    wichtige Beispiele nennen.
— Korrespondierende Säure-Base-Paare nennen.

Protolysegleichgewichte
— Reaktionsgleichungen für Säure/Base-Reaktionen mit Hilfe der Säure/Base-Tabelle aufstellen und
    abschätzen können, ob eine Reaktion abläuft oder nicht.
— Stärke von Säuren und Basen abschätzen.
— Das Konzept der "Schwächeren" und "Stärkeren" Säure und Base anwenden.

pH-Wert
— Saure, neutrale und basische Lösungen auf der pH-Skala einordnen.
— Den pH-Wert definieren und die Konzentrationen der Hydroniumionen (H3O+aq) angeben.
— Definition von sauren, basischen und neutralen Lösungen kennen.

Redox-Reaktionen
—   Die Begriffe Oxidation und Reduktion als Elektronenverschiebung definieren.
—   Redoxgleichungen für einfache Redoxvorgänge formulieren und entscheiden ob eine Reaktion
    abläuft oder nicht.
—   Regeln für die Erstellung von Oxidationszahlen anwenden.
—   Verbrennungsreaktionen als Redox-Prozesse formulieren.

Organische Chemie
Sonderfall Kohlenstoff
— Die Vielfalt der Kohlenstoffverbindungen erklären.
— Organische und anorganische Chemie definieren und typische Vertreter benennen.
— Typisches Verhalten organischer Verbindung kennen (Verbrennung, unterschiedliche Reaktivität,
— Aggregatzustand bei RT, Mischbarkeit mit Wasser,..).
— Konstitutionsisomere erkennen und definieren können.

Funktionelle Gruppen
— Die funktionellen Gruppen der folgenden Stoffklassen angeben: Alkane, Alkene, Alkine, Alkohole,
    Carbonsäuren.

IUPAC-Nomenklatur
— Die homologe Reihe der Alkane bis Decan mit Seitenketten kennen.

Empfohlene Literatur
Nachfolgende Literaturhinweise enthalten die für die Prüfung relevanten Themengebiete.
— Stieger, Markus et al.: Elemente. Grundlagen der Chemie für Schweizer Maturitätsschulen. Klett und
    Balmer Verlag, Zug, 2007, ISBN: 978-3-264-83645-5
— Bütikofer, Markus et al.: AKAD Lektionen, Compendio Bildungsmedien AG, Zürich, 2011.
    Folgende Hefte sind zur Vorbereitung empfohlen: CH 501 – 504, CH 512, CH 513, CH 521 - 524

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Prüfungsmodalitäten
—   Schriftliche Prüfung von 60 Minuten Dauer.
—   Erlaubte Hilfsmittel
    — Taschenrechner (erlaubt sind ausschliesslich folgende Modelle: „CASIO FX-991DE PLUS“, alle
         Modelle von Texas Instruments mit der Bezeichnung „TI-30“ oder „TI-34“ im Namen oder „HP
         300s+ Wissenschaftstaschenrechner“)
    — Keine Formelsammlung oder sonstiges Informationsmaterial. Alle notwendigen Daten (z.B. PSE,
         Tabellen, Formeln) werden zur Verfügung gestellt (vgl. Anhang zu den Musteraufgaben).

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Musteraufgaben
Lösungen weiter hinten

Aufgabe 1a) Eine einfache Salatsauce wird durch Mischen folgender Zutaten hergestellt:
Speiseöl, Speiseessig, Salz und Pfeffer. Wählen Sie jeweils 2 der 4 Inhaltsstoffe aus, die
zusammen – isoliert von den beiden nicht betrachteten – eine Lösung, eine Suspension,
eine Emulsion bilden.

     - die beiden Stoffe ________________ und ________________ bilden eine Lösung.

     - die beiden Stoffe ________________ und ________________ bilden eine
     Suspension.

     - die beiden Stoffe ________________ und ________________ bilden eine Emulsion.

1b) Wie lässt sich eine Emulsion trennen?

Aufgabe 2) Raureif (bestehend aus feinen Eiskristallen) kann an kalten Wintertagen
„verschwinden“, ohne „verschwinden“, ohne dass flüssiges Wasser heruntertropft. Wie
heisst dieser Phasenübergang?

Aufgabe 3) Ein zweifach positiv geladenes Blei-Ion hat eine Masse von 209u. Bestimmen
Sie die Anzahl der Elementarteilchen von diesem Nuklid.

Aufgabe 4)

Bilanzieren Sie die folgenden Reaktionsgleichungen.

a)             FeS +         O2                     Fe3O4        +      SO2

b)             NH3       +   O2                     NO           +      H2 O

                                                                                        6
Aufgabe 5) Weshalb werden die Atomdurchmesser innerhalb einer Periode von links
nach rechts immer kleiner?

Aufgabe 6) Sind die folgenden Aussagen korrekt oder falsch? Kreuzen Sie an. Bei
inkorrekten Antworten werden Punkte abgezogen. Die minimale Bewertung für diese
Aufgabe beträgt 0 Punkte.

korrekt falsch
                 Moleküle von Kohlenstoffdioxid (CO2) enthalten Mehrfachbindungen.

                 Für die Lewis-Formel werden ausschliesslich die Valenzelektronen
                 berücksichtigt.
                 Natrium und Chlor vereinigen sich in einer Elektronenpaarbindung.

                 Die  Verbindung      von     zwei   Wasserstoffatomen    zu    einem
                 Wasserstoffmolekül ist ein exothermer Prozess.
                 Das Wassermolekül (H2O) ist linear.

                 N-H und O-H Bindungen sind polar, Cl-Cl Bindungen hingegen nicht.

Aufgabe 7) Erklären Sie den Unterschied der Siedepunkte von Schwefelwasserstoff
(H2S; -60.4°C) und Wasser (H2O; 100°C).

                                                                                        7
Aufgabe 8) Nachfolgend stehen die Summenformeln verschiedener chemischer
Verbindungen.

a) Welche dieser Verbindungen sind Elektronenpaarbindungen? Umkreisen Sie diese.

Na2S     CH3Br     N2 H4      C2 H5 F   KBr      CuAu2      CHCl3   Al2O3

b) Zeichnen Sie die Lewis-Formel der umkreisten Moleküle.

Aufgabe 9) Bestimmen Sie die Namen bzw. die Verhältnisformeln folgender Salze:

a) ZnSO4

b) AgNO3

c) Ammoniumsulfid

d) Calciumphosphat

                                                                                   8
Aufgabe 10) Stellen Sie für die folgenden Reaktionen die vollständigen Reaktions-
gleichungen auf. Machen Sie jeweils eine Aussage über die Vollständigkeit der Reaktion.

a) Kaliumphosphat reagiert mit Kaliumhydrogencarbonat.

b) Essigsäure reagiert mit Ammoniak.

Aufgabe 11) Kreuzen Sie an. Pro Zeile können auch mehrere Antworten richtig sein.
Korrekt gesetzte Kreuze geben ½ Punkt, bei nicht korrekten Antworten wird ½ Punkt
abgezogen. Die minimale Bewertung für diese Aufgabe beträgt 0 Punkte.
Welcher Bindungstyp liegt bei den folgenden Stoffen oder Teilchen vor?
                    Ionenbindung        kovalente Bindung    metallische Bindung
 Carbonat
 Chlor (Cl2)
 Essigsäure
 Eisen
 Calciumsulfat
 Natriumchlorid

                                                                                      9
Aufgabe 12) Beurteilen Sie die folgenden Aussagen auf Ihre Richtigkeit. Korrekt gesetzte
Kreuze geben ½ Punkt, bei nicht korrekten Antworten wird ½ Punkt abgezogen. Die
minimale Bewertung für diese Aufgabe beträgt 0 Punkte.

korrekt falsch
                 Eine wässrige Lösung mit pOH = 4 ist sauer.

                 Bei pH = 8 gibt es mehr Oxonium- als Hydoxid-Ionen.

                 Eine Base ist laut Brönsted ein Teilchen das H+-Ionen abgibt.

                 Das Oxid-Ion hat keine korrespondierende Base.

Aufgabe 13) Bestimmen Sie die Oxidationszahlen von allen Elementen in den folgenden
Substanzen.

Br2                      NaCl               CHF3               MgMnO4            KNO3

Aufgabe 14) Es ist die folgende Verbindung gegeben.

   a) Bestimmen Sie den IUPAC-Namen.

   b) Die Verbindung wird verbrannt. Formulieren Sie die Reaktionsgleichung.

                                                                                        10
Aufgabe 15) Zeichnen Sie alle Konstitutionsisomere zu C5H10. (Hinweis: es gibt eine
cyclische und fünf offenkettige Isomere.)

                                                                                      11
Musteraufgaben
Mit Lösungen

Aufgabe 1a) Eine einfache Salatsauce wird durch Mischen folgender Zutaten hergestellt:
Speiseöl, Speiseessig, Salz und Pfeffer. Wählen Sie jeweils 2 der 4 Inhaltsstoffe aus, die
zusammen – isoliert von den beiden nicht betrachteten – eine Lösung, eine Suspension,
eine Emulsion bilden.

   - die beiden Stoffe ___Speiseessig__ und ________Salz____ bilden eine Lösung.

   - die beiden Stoffe ___Pfeffer______ und ___Speiseessig___ bilden eine Suspension.

   - die beiden Stoffe _____Speiseöl_____ und ___Speiseessig_____ bilden eine
   Emulsion.

1b) Wie lässt sich eine Emulsion trennen?

Eine Emulsion wird mit Hilfe von Dekantieren oder Zentrifugieren getrennt.

Aufgabe 2) Raureif (bestehend aus feinen Eiskristallen) kann an kalten Wintertagen
„verschwinden“, ohne dass flüssiges Wasser heruntertropft. Wie heisst dieser
Phasenübergang?

Der Phasenübergang von fest (s) nach gasförmig (g) wird Sublimation genannt.

Aufgabe 3) Ein zweifach positiv geladenes Blei-Ion hat eine Masse von 209u. Bestimmen
Sie die Anzahl der Elementarteilchen von diesem Nuklid.

Blei (Pb) bedeutet, dass das Nuklid 82 p+ aufweist.

p+ + n = 209           => 127 n

Ion ist (2+) geladen        => 2e- weniger als p+     => 80 e-

                                                                                       12
Aufgabe 4)

Bilanzieren Sie die folgenden Reaktionsgleichungen.

a)                3 FeS +     5 O2                     (1) Fe3O4    +     3 SO2

b)                4 NH3   +   5 O2                     4 NO         +     6 H2 O

Aufgabe 5) Weshalb werden die Atomdurchmesser innerhalb einer Periode von links
nach rechts immer kleiner?

Die Elektronen befinden sich nach dem Modell von Bohr auf einer Schale (Umlaufbahn).
Innerhalb einer Periode nimmt zwar die Anzahl an Elektronen von links nach rechts zu,
die Anzahl der Protonen im Kern steigt aber ebenso an. Dies führt dazu, dass auf die
Elektronen in der Umlaufbahn eine stärkere Coulomb-Kraft wirkt, welche zu einem etwas
kleineren Schalendurchmesser führt

Aufgabe 6) Sind die folgenden Aussagen korrekt oder falsch? Kreuzen Sie an. Bei
inkorrekten Antworten werden Punkte abgezogen. Die minimale Bewertung für diese
Aufgabe beträgt 0 Punkte.

korrekt falsch
 X               Moleküle von Kohlenstoffdioxid (CO2) enthalten Mehrfachbindungen.

 X               Für die Lewis-Formel werden ausschliesslich die Valenzelektronen
                 berücksichtigt.
        X        Natrium und Chlor vereinigen sich in einer Elektronenpaarbindung.

 X               Die  Verbindung      von     zwei   Wasserstoffatomen    zu      einem
                 Wasserstoffmolekül ist ein exothermer Prozess.
        X        Das Wassermolekül (H2O) ist linear.

 X               N-H und O-H Bindungen sind polar, Cl-Cl Bindungen hingegen nicht.

Aufgabe 7) Erklären Sie den Unterschied der Siedepunkte von Schwefelwasserstoff
(H2S; -60.4°C) und Wasser (H2O; 100°C).

Beide Moleküle haben eine gewinkelte Struktur, beide Moleküle sind polar. Wasser kann
aber im Gegensatz zu H2S zusätzlich H-Brücken ausbilden, was zu einem höheren
Siedepunkt führt

                                                                                          13
Aufgabe 8) Nachfolgend stehen die Summenformeln verschiedener chemischer
Verbindungen.

a) Welche dieser Verbindungen sind Elektronenpaarbindungen? Umkreisen Sie diese.

Na2S     CH3Br      N2 H4     C2 H5 F   KBr        CuAu2         CHCl3   Al2O3

b) Zeichnen Sie die Lewis-Formel der umkreisten Moleküle.

Aufgabe 9) Bestimmen Sie die Namen bzw. die Verhältnisformeln folgender Salze:

a) ZnSO4                                      Zink(II)-sulfat

b) AgNO3                                      Silber(I)-nitrat

c) Ammoniumsulfid                             (NH4)2S

d) Calciumphosphat                            Ca3(PO4)2

                                                                                   14
Aufgabe 10) Stellen Sie für die folgenden Reaktionen die vollständigen Reaktions-
gleichungen auf. Machen Sie jeweils eine Aussage über die Vollständigkeit der Reaktion.

a) Kaliumphosphat reagiert mit Kaliumhydrogencarbonat.

K3PO4             +       KHCO3                    K2HPO4       +      K2CO3

Reaktion findet vollständig statt

b) Essigsäure reagiert mit Ammoniak.

CH3COOH               +   NH3                      CH3COO-      +      NH4+

Reaktion findet vollständig statt

Aufgabe 11) Kreuzen Sie an. Pro Zeile können auch mehrere Antworten richtig sein.
Korrekt gesetzte Kreuze geben ½ Punkt, bei nicht korrekten Antworten wird ½ Punkt
abgezogen. Die minimale Bewertung für diese Aufgabe beträgt 0 Punkte.
Welcher Bindungstyp liegt bei den folgenden Stoffen oder Teilchen vor?
                           Ionenbindung       kovalente Bindung     metallische Bindung
 Carbonat                                              X
 Chlor (Cl2)                                           X
 Essigsäure                                            X
 Eisen                                                                        X
 Calciumsulfat                    X                    X
 Natriumchlorid                   X

Aufgabe 12) Beurteilen Sie die folgenden Aussagen auf Ihre Richtigkeit. Korrekt gesetzte
Kreuze geben ½ Punkt, bei nicht korrekten Antworten wird ½ Punkt abgezogen. Die
minimale Bewertung für diese Aufgabe beträgt 0 Punkte.

korrekt falsch
        X        Eine wässrige Lösung mit pOH = 4 ist sauer.

        X        Bei pH = 8 gibt es mehr Oxonium- als Hydoxid-Ionen.

        X        Eine Base ist laut Brönsted ein Teilchen das H+-Ionen abgibt.

 X               Das Oxid-Ion hat keine korrespondierende Base.

                                                                                          15
Aufgabe 13) Bestimmen Sie die Oxidationszahlen von allen Elementen in den folgenden
Substanzen.

0                   I -I              II I -I         II VI -II         I V -II
Br2                NaCl               CHF3            MgMnO4            KNO3

Aufgabe 14) Es ist die folgende Verbindung gegeben.

  a) Bestimmen Sie den IUPAC-Namen.

      3-Ethyl-2,5,5-trimethyl-6-propyl-decan

  b) Die Verbindung wird verbrannt. Formulieren Sie die Reaktionsgleichung.

2 C18H38   +       55 O2                         36 CO2   +           38 H2O

                                                                                  16
Aufgabe 15) Zeichnen Sie alle Konstitutionsisomere zu C5H10. (Hinweis: es gibt eine
cyclische und fünf offenkettige Isomere.)

                                                                                      17
Anhang zur Prüfung (wird als Hilfsmittel bei der Prüfung abgegeben)

Säuren- und Basennamen

Säuren                                     Ampholyte                       Basen

Hydronium-Ion                   Wasser                 Hydroxid-Ion        Oxid-Ion

H3 O+                           H2 O                   OH-                 O2 -
Chlorwasserstoff                                                           Chlorid-Ion
HCl                                                                        Cl-

Schwefelwasserstoff             Hydrogensulfid-Ion                         Sulfid-Ion
H2 S                            HS-                                        S2 -

Ammonium-Ion                    Ammoniak                                   Amid-Ion
NH4+                            NH3                                        NH2-
.............................
Kohlensäure                     Hydrogencarbonat-Ion                       Carbonat-Ion
H2CO3                           HCO3-                                      CO32-

Salpetersäure                                                              Nitrat-Ion
HNO3                                                                       NO3-

Salpetrige Säure                                                           Nitrit-Ion
HNO2                                                                       NO2-

Phosphorsäure                   Dihydrogenphosphat-    Hydrogenphosphat-   Phosphat-Ion
                                Ion                    Ion
H3PO4                           H2PO4-                 HPO42-              PO43-
Schwefelsäure                   Hydrogensulfat-Ion                         Sulfat-Ion
H2SO4                           HSO4-                                      SO42-

Schweflige Säure                Hydrogensulfit-Ion                         Sulfit-Ion
H2SO3                           HSO3-                                      SO32-

Essigsäure                                                                 Acetat-Ion
CH3COOH                                                                    CH3COO-

                                                                                          18
Säuren- und Basenkonstanten

                       pKS            Säure                korrespondie-                   pKB
                                                           rende Base

                                      HClO4                ClO4-
                       Vollständige

                                      HI                   I-

                                                                                           aufnahme

                                                                                                          schwache
                       Protonen-

                                                                                           Protonen-
                       abgabe
 Säuren

                                      HCl                  Cl-

                                                                                                          Basen
 starke

                                                                                           Keine

                                                                                                          sehr
                                      H2SO4                HSO4-

                          -1.74       H3 O+                H2 O                              15.74

                          -1.32       HNO3                 NO3-                              15.32
 mittelstarke Säuren

                                                                                  -
                           1.25       HOOC-COOH            HOOC-COO                          12.75
                           1.92       HSO4-                SO42-                             12.08
                                                                          -
                           1.96       H2SO3                HSO3                              12.04
                                                                              -
                           2.13       H3PO4                H2PO4                              11.87
                           3.14       HF                   F-                                10.86
                                                                     -
                           3.35       HNO2                 NO2                               10.65

                                                                                                          schwache Basen
                           3.75       HCOOH                HCOO-                             10.25

                           3.86       CH3CHOHCOOH          CH3CHOHCOO-                       10.14

                           4.29       HCOO-COO-            -
                                                               COO-COO-                        9.71

                           4.75       CH3COOH              CH3COO-                             9.25
                                                      3+                              2+
                           4.85       [AI(H2O)6]           [AI(OH)(H2O)5]                      9.15
                           6.52       H2CO3                HCO3-                               7.48
                                                                 -
                           6.92       H2 S                 HS                                  7.08
 schwache Säuren

                           7.00       HSO3-                SO32-                               7.00
                           7.20       H2PO4-               HPO42-                              6.80
                                             +
                           9.25       NH4                  NH3                                 4.75
                           9.40       HCN                  CN-                                 4.60

                         10.40        HCO3-                CO32-                               3.60
                                                                                                          mittelstark
                                                                                                          e Basen

                                                 2-                  3-
                         12.36        HPO4                 PO4                                 1.64
                         13.00        HS-                  S2-                                 1.00

                         15.74        H2 O                 OH-                                -1.74

                                      C2H5OH               C2 H5 O-
                                                                                                          Starke Basen
                                                                                           Vollständige

                                      NH3                  NH2-
 schwache

                                                                                           aufnahme
                       Protonen-

                                                                                           Protonen-
                       abgabe
 Säuren

                                      OH-                  O2-
                       Keine
 Sehr

                                      H2                   H-

                                                                                                                           19
Redox-Potentiale

    reduzierte Form   oxidierte Form                 j° (Volt)

    Li                Li+              + e-          - 3.045
                           +                 -
    K                 K                + e           - 2.92
    Ca                Ca2+             + 2e-         - 2.76
                               +             -
    Na                Na               + e           - 2.711
    Mg                Mg2+             + 2e-         - 2.375
                           3+                    -
    Al                Al               + 3e          - 1.706
    S2O42- + 4OH-     2SO32- + 2H2O    + 2e-         - 1.40
    H2 + 2OH-         2H2O             + 2e      -
                                                     - 0.84
    Zn                Zn2+             + 2e-         - 0.763
                               3+                -
    Cr                Cr               + 3e          - 0.74
    S2 -              S                + 2e-         - 0.508
                               2+                -
    Fe                Fe               + 2e          - 0.409
    Cd                Cd2+             + 2e-         - 0.403
                               2+                -
    Co                Co               + 2e          - 0.28
    Ni                Ni2+             + 2e-         - 0.23
                               2+                -
    Sn                Sn               + 2e          - 0.136
    Pb                Pb2+             + 2e-         - 0.126

    H2                2H+              + 2e-          0
    Cu                Cu       2+
                                       + 2e-         + 0.34
    4 OH-             O2 + 2 H2 O      + 4e-         + 0.401
    2 I-              I2               + 2e-         + 0.522
    Fe2+              Fe3+             + e-          + 0.77
    Ag                Ag+              + e-          + 0.80
    2 H2 O            4 H + + O2       + 4e-         + 0.82
    Hg                Hg2+             + 2e-         + 0.851
    NO2 + H2O         HNO3 + H+        + e-          + 0.95
    MnOOH             MnO2 + H+        + e-          + 1.014
    2 Br-             Br2              + 2e-         + 1.087
    2 Cl-             Cl2              + 2e-         + 1.358
    Au                Au3+             + 3e-         + 1.42
    Pb2+ + 2 H2O      PbO2 + 4 H+      + 2e-         + 1.46
    Mn2+ + 4 H2O      MnO4- + 8 H+     + 5e-         + 1.491
    Pt                Pt2+             + 2e-         + 1.6
    Co2+              Co3+             + e-          + 1.8
    Pb2+              Pb4+             + 2e-         + 1.8
    2 SO42-           S 2 O8 2 -       + 2e-         + 2.01
    2 F-              F2               + 2e-         + 2.87

                                                                 20
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