Klausuren im Fach Chemie

(Startseite)

Grundsätze

 

Aufgabenarten:

1. Durchführung und Bearbeitung eines Schülerexperimentes
2. Bearbeitung eines Demonstrationsexperimentes
3. Bearbeitung einer fachspezifischen Vorgabe

Bei der Stellung der Aufgaben sollten die drei Bereiche des Faches (fachliche Inhalte, Lernen im Kontext, Methoden und Formen selbstständigen Arbeitens) berücksichtigt werden.

 

Gliederung der Klausur:

Jede Klausur sollte aus zwei unabhängig voneinander zu stellenden Aufgaben bestehen.
Eine Aufgabe gliedert sich in:

   a) fachspezifische Vorgabe bzw. Hinweise zu Experimenten

   b) Arbeitsaufträge, die in Teilaufgaben mit steigender Komplexität zu gliedern sind.
        Hierbei sind die drei Anforderungsbereiche zu berücksichtigen:

I    Wiedergabe von Kenntnissen
II   Anwenden von Kenntnissen
III  Problemlösen und Werten

   c) Zusatzinformationen

 

Bewertung:

Bewertet werden

- Qualität
- Quantität
- Darstellungsvermögen

Hierbei sind neben den inhaltlichen auch die methodischen Leistungen, der Grad der Selbstständigkeit und die sprachliche Richtigkeit zu berücksichtigen..
Die Bewertung muss neben den Korrektur- und Fehlerzeichen sowie Randbemerkungen ein kurzes Gutachten über die Vorzüge und Mängel der Klausur (Begründung der Note) enthalten.
Die Note ausreichend ist zu geben, wenn annähernd die Hälfte der erwarteten Gesamtleistung erbracht wurde.
Die Note gut ist zu geben, wenn mindestens drei Viertel der erwarteten Gesamtleistung erbracht wurde.

 

Begrifflichkeit bei der Aufgabenstellung:

anwenden vorhandene Kenntnisse und Fähigkeiten werden auf einem unbekannten Gebiet genutzt
auswerten gesammelte Daten und Ergebnisse werden in einer Gesamtaussage zusammengefasst
begründen gegebene Sachverhalte werden auf bekannte Regeln und Gesetzmäßigkeiten zurückgeführt
beschreiben Sachverhalte strukturieren und mit eigenen Worten wiedergeben
beurteilen unter Verwendung von Fachwissen begründet Stellung zu einem Sachverhalt nehmen
darstellen Zusammenhänge und Gegebenheiten gliedern und in geeigneter Form wiedergeben
deuten Sachverhalte in einen Zusammenhang stellen und beurteilen
diskutieren unterschiedliche Meinungen und Ergebnisse zusammentragen, vergleichen und begründet Stellung nehmen
entwickeln Hypothesen, Experimente und Modelle entwerfen und/oder unter Verwendung von Fachwissen weiter ausbauen
erklären einen Sachverhalt mit geeigneten Mitteln verdeutlichen und begründen
erläutern mithilfe zusätzlicher Informationen einen Sachverhalt verständlich machen
interpretieren fachliche Zusammenhänge aus gegebenen Sachverhalten herausziehen, deuten und erklären
nennen Aufzählen von Sachverhalten, Eigenschaften und Begriffen
skizzieren einen Sachverhalt auf das Wesentliche reduzieren und mit geeigneten Mitteln wiedergeben
ordnen Objekte und Sachverhalte in Gruppen gliedern
vergleichen Gemeinsamkeiten und Unterschiede ermitteln und herausstellen
zusammenfassen wesentliche Aspekte einer Gegebenheit zusammentragen und angemessen wiedergeben

(zurück)

Beispiel 1  für eine Klausuraufgabe
(Elektrochemie)

 

a) Bearbeitung eines Lehrerdemonstrationsversuchs

Geräte und Chemikalien :
Spannungsmessgerät
Doppel-U-Rohr mit Kaliumnitratlösung in der mittleren Abteilung
Natronlauge c = 1 mol/l
Eisen-II-sulfatlösung c = 0,1 mol/l
Eisenblech, Platinblech, Platindraht

Informationen nicht für die Schüler:

Folgende galvanische Zelle wird demonstriert:

Fe/FeSO4-Lösung // NaOH-Lösung/ (O2) Pt

Die Sauerstoffelektrode wird hergestellt, indem das Platinblech kurze Zeit gegenüber einer sich in der gleichen Halbzelle befindenden Hilfselektrode (Pt-Draht) zum Pluspol geschaltet und elektrolysiert wird. Nach dem Abklemmen der Hilfselektrode wird zwischen Eisen- und Platinblechelektrode in etwa eine Spannung von 0,8 Volt gemessen, wobei der Pluspol an der Platinelektrode festzustellen ist.

 

b) Aufgaben:

1. Skizzieren und erklären Sie den Versuchsaufbau.

2. Erklären Sie alle chemischen Reaktionen mit Reaktionsgleichungen, die bei dem Versuch ablaufen.

3. Erklären Sie das Zustandekommen der gemessenen Spannung.

4. Berechnen Sie die theoretische Spannung, die man bei diesem Versuch erwarten würde
    und vergleichen Sie diese mit der gemessenen Spannung.

5. Den Versuch kann man als Modellversuch zur Korrosion bezeichnen.
    Erklären Sie die Zusammenhänge zur Korrosion von Eisen und erläutern Sie,
    wie diese Korrosion normalerweise abläuft.

6. Wie müsste man den Versuch abändern, wenn ein Modellversuch zur Korrosion im sauren
    Medium demonstriert werden soll?
    Welche chemischen Reaktionen laufen hierbei ab?

7. Welche elektrochemischen Möglichkeiten bestehen, Eisen vor Korrosion zu schützen?
    Erklären Sie diese Schutzmaßnahmen .

 

c)  Zusatzinformationen:

Tabelle der Redoxpotentiale (Standardpotentiale in Anlage)

(zurück)

Beispiel 2  für eine Klausuraufgabe
(Gleichgewicht)

 

a) Vorgaben:

Das Boudouard-Gleichgewicht:
Kohlenstoffdioxid wird in einem Ofen mit festem Kohlenstoff zur Reaktion gebracht, hierbei entsteht Kohlenstoffmonoxid. Es liegt Normaldruck vor.
Die Kohlenstoffmonoxidausbeute ergibt sich aus folgender Tabelle:

Temperatur Grad Celsius

450

 500 600 700 800 900 950
Volumenanteile % 2 5 23 58 90 97 99

 

b) Aufgaben:

  1. Formuliere die Reaktionsgleichung für die beschriebene Reaktion.

  2. Stelle die Abhängigkeit der Volumenanteile von Kohlenstoffmonoxid von der Temperatur grafisch dar.

  3. Erkläre die Grafik im Zusammenhang mit dem chemischen Gleichgewicht. Begründe ob eine exotherme oder eine endotherme Reaktion vorliegt.

  4. Welchen Einfluss hätte eine Druckerhöhung auf die Ausbeute an Kohlenstoffmonoxid? Begründe die Überlegungen.

  5. Vergleiche das Boudouard-Gleichgewicht mit dem im Unterricht behandelten Ammoniak-Gleichgewicht. Welchen Einfluss hat beim Ammoniak-Gleichgewicht eine Druck- bzw. Temperaturerhöhung?

 

(zurück)

Beispiel 3  für eine Klausuraufgabe
(Redoxtitration)

 

a) Vorgaben:

In der Elektrotechnik wird auf Platinen nicht benutztes Kupfer beim Herstellen von Leiterbahnen mit Eisen-III-chloridlösung (oder Eisen-III-sulfatlösung) weggeätzt.
In 200 ml einer Eisen-III-sulfatlösung (Massenanteil = 5 %) wird eine mit Kupfer beschichtete Platine eingetaucht. Nach 15 Minuten Reaktionszeit wird die Platine aus der Lösung genommen. Damit ist das Ätzen beendet.
Nach Ansäuern der Lösung mit verdünnter Schwefelsäure wird mit Kaliumpermanganatlösung der Konzentration c = 0,1 mol/l titriert. Hierbei werden 78 ml der Kaliumpermanganatlösung bis zum Endpunkt der Titration verbraucht.

 

b) Aufgaben:

  1. Welche chemische Reaktion läuft beim Behandeln der Platine mit Eisen-III-sulfatlösung ab?
    Gebe begründet die Reaktionsgleichung an.
  2. Welche chemische Reaktion läuft bei der Titration ab?
    Begründe die Reaktion und gebe auch hierzu die Reaktionsgleichung an.
  3. Welche Masse an Kupfer wurde bei dem Versuch von der Platine weggeätzt?
    Lege alle Rechenschritte begründet dar.
  4. Die beim Ätzen zugrunde liegende chemische Reaktion soll zur Gewinnung von elektrischer Energie genutzt werden.
    Wie müsste ein entsprechendes galvanisches Element aufgebaut sein?
    Skizziere hierzu den Aufbau und erkläre diesen.
    Gebe begründet die Polung und die chemischen Vorgänge an.
    Welche Spannung würde dieses galvanische Element unter Normalbedingungen liefern.

 

c) Zusatzinformationen:

M(Cu)  =  63,54 g/mol                   M(Fe)   =  55,85 g/mol
E0 (Cu/Cu2+)           =  + 0,35 V            
E0 (Fe/Fe2+)            =  - 0,44 V
E0 (Fe/Fe3+)            =  - 0,05 V              
E0 (Fe2+/Fe3+)         =  + 0,75 V
E0 (Mn2+/MnO4-)    =  + 1,51 V

(zurück)

Beispiel 5 für eine Klausuraufgabe
(Elektrochemie)

a) Vorgaben:

Ein Doppel-U-Rohr enthält in der Mitte eine Kaliumnitratlösung, außen einen Silberdraht, der in eine Silbernitratlösung (c = 1 mol/L) taucht, und auf der anderen Seite einen Silberdraht, der in eine Kaliumbromidlösung (c = 1 mol/L) taucht. In die Kaliumbromidlösung hat man außerdem zuvor einige Tropfen Silbernitratlösung gegeben. Zwischen den beiden Silberelektroden wird eine Spannung von U = 0,625 V gemessen.

 

b) Aufgaben:

  1. Wie kommt die Spannung zustande? Welche chemischen Reaktionen laufen in der Anordnung ab? Wo befindet sich der Plus- bzw. Minuspol?
  2. Berechne das Löslichkeitsprodukt von Silberbromid. Welche Aussagen erhält man über das Löslichkeitsprodukt?
  3. Wie würde sich die Spannung ändern, wenn man die Konzentration der Silbernitratlösung erhöht bzw. verringert?
  4. Welchen Einfluss hätte eine Verringerung der Konzentration der Kaliumbromidlösung auf die Spannung?

(zurück)

Beispiel 6 für eine Klausuraufgabe
 (Energetik)

a) Vorgaben:

In einem Verbrennungskalorimeter werden 0,32 g flüssiges Methanol verbrannt. In dem Kalorimeter befinden sich 100 g Wasser mit einer Temperatur von 20 oC. Nach der Reaktion hat das Wasser eine Temperatur von 37,3 oC. Die Kalorimeterkonstante beträgt 70 J/K.

 

b) Aufgaben:

  1. Skizzieren Sie den Versuchsaufbau und beschreiben Sie die genauer Versuchsdurchführung.

  2. Formulieren Sie die Reaktionsgleichung für die Verbrennung von Methanol.

  3. Berechnen Sie die Verbrennungsenthalpie (Reaktionsenthalpie) von Methanol.

  4. Berechnen Sie die Bildungsenthalpie von Methanol unter Standardbedingungen. Dabei soll die berechnete Verbrennungsenthalpie (3.) gleich der Verbrennungsenthalpie unter Standardbedingungen sein.

  5. Berechnen Sie die Änderung der Standardentropie und der freien Standardenthalpie für die Verbrennung von Methanol

  6. Erklären Sie die Begriffe Reaktionsenthalpie, Bildungsenthalpie, freie Enthalpie und Entropie. Deuten Sie die für die Verbrennung von Methanol erhaltenen Werte dieser Größen.

 

c) Angaben:

spez. Wärmekapazität von Wasser :  c = 4.19 J/(g*K)
molare Masse von Methanol : M = 32 g/mol

Standardbildungsenthalpien in kJ/mol:
CO2 (g) :  - 394
H2O (g) :  - 242
H2O (l)  :  - 286

Standardentropien in kJ/(mol*K):
CH3OH : 127
CO2 (g)  : 214
H2O (g)  : 189
H2O (l)   :   70
O2 (g)     : 205

(zurück)

Beispiel 7 Für eine Klausuraufgabe
(Energetik)

a) Vorgaben:

Versuch 1:  In einem Kalorimeter befinden sich 200 g Wasser. 200 mg Lithium werden mit einem Drahtnetz in das Wasser gegeben. Es wird eine maximale Temperaturerhöhung von 6,3 K gemessen.

Versuch 2: In ein baugleiches Kalorimeter werden 200 g Salzsäure (c = 1 mol/L) gegeben. 200 mg Lithium werden mit einem Drahtnetz in die Salzsäure gegeben. Es wird eine maximale Temperaturerhöhung von 8,4 K gemessen.

 

b) Aufgaben:

  1. Berechnen Sie die Reaktionsenthalpien beider Reaktionen. Begründen Sie die Berechnungen.

  2. Aus den vorliegenden Versuchsergebnissen soll die Neutralisationsenthalpie der Reaktion von Lithiumhydroxidlösung mit Salzsäure berechnet werden. Begründen Sie die Berechnung.

  3. Berechnen Sie aus den Standardbildungsenthalpien die Reaktionsenthalpien der durchgeführten Reaktionen und vergleichen Sie diese mit den experimentell bestimmten Werten.

  4. Berechnen Sie über die Standardbildungsenthalpien die Neutralisationsenthalpie der Reaktion von Lithiumhydroxidlösung mit Salzsäure.

  5. Beschreiben Sie einen Versuch, mit dem man die freie Standardbildungsenthalpie von Salzsäure bestimmen kann. Berechnen Sie diesen Wert und die Entropieänderung bei der Bildung von Salzsäure. Deuten Sie die Entropieänderung.

 

c) Angaben:

Kalorimeterkonstante:  K = 70 J/K

M (Li) = 6,94 g/mol

Standardbildungsenthalpien in kJ/mol:

Chlorwasserstoffgas  
Salzsäure                  
Lithiumchlorid (fest)   
Lithiumionen (hydr.)   
Chloridionen (hydr.)
Lithiumhydroxid (fest)
Hydroxidionen (hydr.)
Wasserstoffionen (hydr.)
Wasser (flüssig)		 - 92
- 167
- 402
- 278
- 167
- 487
- 230
   0
- 286

Normalpotential von Chlor/Chloridionen : + 1,36 V
Faradaykonstante: F = 96490 C/mol

(zurück)

Beispiel 8 für eine Klausuraufgabe
(Farbstoffchemie)

a) Vorgaben:

Im Rahmen einer Gewässeruntersuchung wird die Konzentration von Nitrit- und Nitrationen halbquantitativ bestimmt.

Bestimmung von Nitritionen:
Zu einer Wasserprobe wird in einer Küvette ein vorgeschriebenes Volumen eines Reagenzes I und danach das gleiche Volumen eines Reagenzes II gegeben. Aus der Intensität der eintretenden Rotfärbung lässt sich über den Vergleich mit einer Farbskala die Konzentration der Nitritionen bestimmen.
Bei zu hohen Konzentrationen von Nitritionen versagt dieses Verfahren, weil dann ein roter Farbstoff ausflockt. Bei zu hohen Temperaturen versagt das Verfahren ebenfalls, weil dann je nach Temperatur eine viel schwächere Farbintensität auftritt.

Reagenz I  :  Lösung von Sulfanilsäure (4-Aminobenzolsulfonsäure) in Wasser, pH = 1
Reagenz II :  Lösung von 1-Aminonaphthalin in Wasser

Bestimmung von Nitrationen:
Ein bestimmtes Wasservolumen wird mit Essigsäure angesäuert und dann mit Zinkpulver versetzt. Nach einigen Minuten Reaktionszeit wird wie bei der Nitritionenbestimmung verfahren. In diesem Fall ist die Vergleichsskala jedoch auf Nitrationen geeicht.

 

b) Aufgaben:

  1. Erklären Sie ausführlich die chemischen Reaktionen, die bei der Bestimmung der Nitrit- und Nitrationen ablaufen. Stellen Sie die Reaktionsgleichungen mit Strukturformeln auf und geben Sie mögliche Zwischenprodukte an.

  2. Geben Sie Gründe dafür an, warum das Verfahren bei zu hohen Temperaturen versagt. Welche Reaktionen würden hierbei bevorzugt ablaufen?

  3. Erläutern Sie, warum der Endstoff eine rote Farbe aufweist. Wenden Sie hierbei die Begriffe Chromophore und Auxochrome an. In welchem Bereich liegt das Absorptionsmaximum des roten Farbstoffes?

  4. Entwickeln Sie ein Verfahren zur genauen Bestimmung von Nitritionen mit Hilfe eines Photometers:
    Erklären Sie hierzu zunächst den prinzipiellen Aufbau und die Funktionsweise eines Photometers. Erläutern Sie, wie Sie in der Praxis die photometrische Konzentrationsbestimmung von Nitritionen durchführen würden.

 

c) Angaben:

Normalpotentiale:
Zn(0)/Zn(II) :  - 0,8 V
Nitrit/Nitrat   :  + 0,6 V bei pH = 1

(zurück)

Beispiel 9 für eine Klausuraufgabe
(Lösungsgleichgewicht)

a) Vorgaben:

Bariumhydroxid befindet sich als Bodensatz in einer wässrigen Lösung.

10 mL der abfiltrierten Lösung werden nach Zugabe einiger Tropfen Phenolphthaleinlösung mit Salzsäure (c = 0,1 mol/L) titriert. Bis zur Entfärbung des Indikators werden 21 mL Salzsäure verbraucht.

10 mL der abfiltrierten Lösung werden nach Zugabe einer Indikatorpuffertablette mit Titriplex-III-Lösung (c = 0,1 mol/L) titriert. Bis zum Farbumschlag werden 11 mL der Titriplex-III-Lösung verbraucht.

 

b) Aufgaben:

  1. Erläutern Sie den Zustand, in dem sich die Lösung mit dem Bodensatz befindet.

  2. Formulieren Sie das Löslichkeitsprodukt. Erläutern Sie, welche Aussage man über das Löslichkeitsprodukt erhält.

  3. Welche Reaktionen laufen bei den beschriebenen Titrationsverfahren ab?

  4. Berechnen Sie das Löslichkeitsprodukt von Bariumhydroxid nach beiden Methoden.

  5. Erläutern Sie, welchen Einfluss die Zugabe von konzentrierter Natronlauge zu der Lösung mit dem Bodensatz hätte?

 

Lösung zu 4.:
Titration mit Salzsäure:  c (OH-) = 0,21 mol/L        L (Ba(OH)2) = 0,0046 mol3/L3
Titration mit Titriplex-III-Lösung:  c (Ba2+) = 0,11 mol/L       L (Ba(OH)2) = 0,0053 mol3/L3

(zurück)

Beispiel 10 für eine Klausuraufgabe
(Reaktionskinetik)

a) Vorgaben:

80 mL Salzsäure der Konzentration c = 0,1 mol/L werden in einen Kolben gegeben. Nach Zugabe von 2 g Magnesiumpulver wird die Abhängigkeit des entstandenen Gasvolumens von der Zeit gemessen:

t (s) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
V (mL) 33 54 68 78 85 90 93 95 96 97

Temperatur: 20 oC

 

b) Aufgaben:

  1. Skizzieren und beschreiben Sie die für diesen Versuch notwendige Versuchsapparatur.
  2. Formulieren Sie die Reaktionsgleichung. Erläutern Sie, um welche Art von Reaktion es sich hierbei handelt.
  3. Stellen Sie die vorgegebene Messreihe grafisch dar.
  4. Berechnen Sie die jeweiligen Stoffmengen von Wasserstoff.
  5. Berechnen Sie die zu den angegebenen  Zeiten noch vorhandene Konzentration von Salzsäure.
  6. Stellen Sie die Konzentration von Salzsäure in Abhängigkeit von der Zeit grafisch dar. Erläutern Sie, welche Funktion diesem Graphen zugrunde liegen könnte.
  7. Ermitteln Sie die Reaktionsgeschwindigkeiten mit einem geeigneten Verfahren möglichst genau zu den Zeiten 20, 40, 60, 80 s.
  8. Erläutern Sie mit einer geeigneten Theorie, warum sich die Reaktionsgeschwindigkeiten (wie in Aufgabe 7 ermittelt) ändern.
  9. Wie könnte man die Geschwindigkeitskonstante für diese Reaktion bestimmen?
  10. Wie würden sich die Reaktionsgeschwindigkeiten (Aufgabe 7) verändern, wenn man die Versuchstemperatur auf 60 oC erhöht?

(zurück)

Beispiel 11 für eine Klausuraufgabe
(Gleichgewicht)

a) Vorgaben:

In Kolbenprobern werden 100 mL Stickstoffmonoxid und 50 mL Sauerstoff zusammengeleitet. Hierbei entsteht ein braun gefärbtes Gasgemisch.
Bei einer Temperatur von 20 oC entsteht ein Gasgemisch mit einem Volumen von 55 mL.
Bei einer Temperatur von 50 oC entsteht ein Gasgemisch mit einem Volumen von 63 mL.
Es liegt Normaldruck vor.
Leitet man das Gasgemisch in Wasser, so entsteht eine saure Lösung.

 

b) Aufgaben:

  1. Wie kann man das Ausgangsgas Stickstoffmonoxid herstellen? Geben Sie die entsprechende Reaktionsgleichung an.

  2. Welche Reaktionen laufen beim Zusammengeben der beiden Gase Stickstoffmonoxid und Sauerstoff ab?
    Formulieren Sie die Reaktionsgleichungen unter Einbeziehung der Strukturformeln aller beteiligten Stoffe.

  3. Erläutern Sie am Versuchsbeispiel die Begriffe Gleichgewicht und Gleichgewichtszustand.

  4. Berechnen Sie die Volumenanteile der Stoffe im Gasgemisch für beide Temperaturen.

  5. Welchen Einfluss hat die Temperatur auf das vorliegende Gleichgewicht? In welcher Richtung liegt eine exotherme bzw. endotherme Reaktion vor?

  6. Wie würde sich der Gleichgewichtszustand ändern, wenn man den Druck erhöht?

  7. Erklären Sie die Reaktionen beim Einleiten des Gasgemischs in Wasser.

(zurück)

Beispiel 12 für eine Chemieklausur
(Makromoleküle)

a) Vorgaben:

Cellulose ist in der chemischen Industrie Ausgangsstoff für viele Produkte.

  1. Kocht man Cellulose mit verdünnter Schwefelsäure, so erhält man ein Disaccharid mit Namen Cellobiose, dessen neutrale Lösung sowohl mit der Fehling-Probe als auch mit der Silberspiegelprobe positiv reagiert. Außerdem erhält man ein Monosaccharid, dessen Lösung mit beiden Proben ebenfalls positiv regiert.

  2. Statt mit verdünnter Schwefelsäure wird die Cellulose kurze Zeit mit einem Gemisch aus konzentrierter Schwefelsäure und Salpetersäure behandelt. Nach dem Waschen und Trocknen der so behandelten Cellulose hat man den Eindruck, dass keine Veränderung stattgefunden hat.

  3. In einem Gemisch von Essigsäure und Essigsäureanhydrid löst sich Cellulose nach längerem Erwärmen. Nach Zugabe von Wasser zu der Lösung flockt ein weißer Feststoff aus.

 

b) Aufgaben:

  1. Erklären Sie den strukturellen Aufbau der Cellulose.

  2. Erklären Sie ausführlich die bei den drei Versuchen ablaufenden Reaktionen.

  3. Geben Sie die Strukturformeln des entstandenen Di- und Monosaccharids unter Versuch 1 an. Mit welchem Di- bzw. Monosaccharid besteht eine enge Verwandtschaft? Erklären Sie Gemeinsamkeiten und Unterschiede.

  4. Begründen Sie, warum die Fehling- und Silberspiegelprobe positiv reagieren. Erklären Sie, welche Reaktionen bei beiden Proben ablaufen.

  5. Welche Bedeutung haben die entstandenen Stoffe bei den Versuchen 2 und 3 ?

(zurück)

Beispiel 13 für eine Klausuraufgabe
(Makromoleküle)

a) Vorgaben:

Die Aminosäuren L-Cystein und L-Cystin spielen bei der Modellierung von Haaren (z.B. Dauerwelle) eine Rolle.

Die beiden Aminosäuren lassen sich ineinander überführen:
Zu einer wässrigen Lösung von L-Cystein wird eine Lösung von Wasserstoffperoxid gegeben. Hierbei fällt ein weißer Niederschlag aus. Filtriert man den Niederschlag ab und gibt diesen in eine alkalische Lösung von Natriumsulfit, so entsteht nach einiger Zeit eine klare Lösung.

 

b) Aufgaben:

  1. Erklären Sie die Eigenschaften beider Aminosäuren und alle Reaktionen unter Angabe der Reaktionsgleichungen, die bei dem beschriebenen Versuch ablaufen.

  2. Welche Rolle spielen die beiden Aminosäuren für die Struktur von Proteinen? Erläutern Sie hierbei auch die Unterschiede zwischen Primär-, Sekundär- und Tertiärstruktur von Proteinen unter Einbeziehung aller möglichen Bindungskräfte.

  3. Erklären Sie, inwieweit der oben beschriebene Versuch, mit leicht abgeänderten Chemikalien, für die Dauerwelle bedeutungsvoll ist.

  4. Erläutern Sie die Unterschiede zwischen Skleroproteinen und globulären Proteinen. Erklären Sie, wie man eine  Denaturierung globulärer Proteine erreichen kann? Was geschieht bei der Denaturierung?

 

c) Angaben:

L-Cystein    HS-CH2-CH(NH2)-COOH

(zurück)

Beispiel 14 für eine Klausuraufgabe
(Makromoleküle)

a) Vorgaben:

Zum Ausbessern kleiner Beulen im Auto lässt sich Polyesterspachtelmasse verwenden. Hierzu wird die Spachtelmasse vor dem Verarbeiten aus einer Tube mit einer Masse gemischt, die Dibenzoylperoxid enthält. Nun muss die Verarbeitung relativ schnell erfolgen, weil die Spachtelmasse unter Erwärmung innerhalb einer Viertelstunde sehr hart wird (Kunststoff B).

Die Polyesterspachtelmasse wird folgendermaßen hergestellt:
Aus den drei Stoffen Maleinsäure (cis-Butendisäure), Ethylenglykol (Ethandiol) und Terephthalsäure (1,4-Benzoldicarbonsäure), die im Stoffmengenverhältnis 1:2:1 vorliegen, wird durch Erhitzen ein neuer Stoff (Kunststoff A) hergestellt. Dieser Stoff wird in Styrol (Phenylethen) zu einer zähflüssigen Masse gelöst und abgefüllt.

b) Aufgaben:

  1. Formulieren und erklären Sie ausführlich die Reaktionen zur Herstellung des Kunststoffs A.

  2. Welche Reaktion läuft beim Anwender nach Zugabe des Dibenzoylperoxids ab?

  3. Wie lässt sich die sehr harte Eigenschaft des Kunststoffs B erklären?

  4. Welchen Einfluss hätte eine geringere Konzentration der Maleinsäure, dagegen im gleichen Verhältnis eine höhere Konzentration der Terephthalsäure, in dem Ausgangsgemisch auf die Eigenschaften des Kunststoffs B?

  5. Vergleichen Sie Kunststoff A im Aufbau und in den daraus resultierenden Eigenschaften mit den Kunststoffen Polyethen und Polyvinylchlorid.

(zurück)

Beispiel 15 für eine Klausuraufgabe
(organische Chemie)

a) Vorgaben:

Die Ethersynthese nach Williamson läuft folgendermaßen ab:

Zu einem Alkanol wird elementares Natrium gegeben, bis keine Reaktion mehr stattfindet.
Die so erhaltene klare Lösung wird nun mit einem Halogenalkan zur Reaktion gebracht, wobei in einer SN-Reaktion der entsprechende Ether entsteht, der abdestilliert werden kann. Zurück bleibt ein weißer Feststoff, der in Wasser gelöst mit Silbernitratlösung einen in Abhängigkeit vom eingesetzten Halogenalkan weißen bis hellgelben Niederschlag gibt.

Im vorliegenden Beispiel wird 1-Monobrompropan als Halogenalkan genommen, wobei ein Ether entsteht, der folgende Eigenschaften aufweist:
Siedepunkt : 39 oC
Dichte        :  0,75 g/mL
Bestimmt man die molare Masse des Ethers nach Victor Meyer, so ergeben 0,1 mL Flüssigkeit 24,2 mL Gas bei 20 oC.
Der verwendete Alkohol hat einen Siedepunkt von 64,6 oC.

 

b) Aufgaben:

  1. Erklären Sie die Reaktion von Natrium mit einem Alkanol.

  2. Erklären Sie den Versuch zur Bestimmung der molaren Masse und berechnen Sie aus den vorliegenden Daten die molare Masse des Ethers.

  3. Leiten Sie aus der berechneten molaren Masse des Ethers und den weiteren Angaben begründet die Formel, Struktur und den Namen des Ethers sowie die Formel und den Namen des verwendeten Alkohols ab.

  4. Erklären Sie die Zusammensetzung des Feststoffes und die Reaktion, wenn man zu dessen Lösung Silbernitratlösung gibt.

  5. Formulieren und erklären Sie den Reaktionsmechanismus der Etherbildung.

  6. Erklären Sie die unterschiedlichen Siedepunkte des Alkohols und des Ethers.

(zurück)