Theorie at Hochschule Niederrhein | Flashcards & Summaries

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Lernmaterialien für Theorie an der Hochschule Niederrhein

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TESTE DEIN WISSEN

Ein Warmwassergerät wird mit Zitronensäure entkalkt. Erläutern Sie die Abläufe in der Reaktion. Welches Gas bildet sich? 

Welche schwerlösliche Verbindung kann sich bilden? 


Lösung anzeigen
TESTE DEIN WISSEN

Reaktion 

Zitronensäure reagiert mit Calciumcarbonat unter Bildung von Calcium-dicitrato-Verbindungen (wasserlöslich) und Freisetzung von CO2 


Gas

Kohlenstoffdioxid 


schwerlösliche Verbindung

Calciumcitrat

Lösung ausblenden
TESTE DEIN WISSEN

Auf welchen Substanzen beruht die permanente Härte?

Lösung anzeigen
TESTE DEIN WISSEN

gelöste Calcium- und Magnesium-Salze (Sulfate, Chloride, Phosphate)


! Nicht-Carbonhärte

! bleiben beim Erhitzen in in der Lösung 

Lösung ausblenden
TESTE DEIN WISSEN

Wasserhärte (Gesamthärte des Wassers)

Lösung anzeigen
TESTE DEIN WISSEN

= Summe der Konzentration gelöster Kationen der Erdalkalimetalle (Calcium, Magnesium)


! temporäre Härte + permanente Härte

! Einheit: mmol/L

! Gleichgewicht Anionen und Kationen
Lösung ausblenden
TESTE DEIN WISSEN

Auf welchen Salzen beruht die temporäre Härte?

Welches Salz bestimmt die temporäre Härte? 

Lösung anzeigen
TESTE DEIN WISSEN
Hydrogencarbonat (HCO3-) !Anionen

-> Calciumcarbonat (CaCO3) und Magnesiumcarbonat (Mg2CO3)


  • äquivalent zu Erdalkalimetallkationen

  • Erdalkalimetallkationen sind an das Hydrogencarbonatgebunden

  • kann beim Kochen entfernt werden

  • Carbonathärte 

Lösung ausblenden
TESTE DEIN WISSEN

Wasserenthärtung

Lösung anzeigen
TESTE DEIN WISSEN

-> Ionenaustauscher


= Feststoffe/ Lösungen nehmen Ionen aus dem Wasser auf und geben dafür eine äquivalente Stoffmenge anderer Ionen gleicher elektrischer Ladung in das Wasser ab 


Kationen-Austauscher (Calcium Ca2+, Magnesium Mg2+)

  • Natrium Na+
  • Wasserstoff H+

Anionen-Austauscher 

  • Calcium Cl-
  • OH- 
Lösung ausblenden
TESTE DEIN WISSEN

Wasser wird mit einem Natrium-Austauscher behandelt. Im Anschluss wird festgestellt, dass die elektrische Leitfähigkeit und die Wasserhärte angestiegen sind. Waren diese Ergebnisse zu erwarten? Bewerten Sie diesen Sachverhalt.

Lösung anzeigen
TESTE DEIN WISSEN

nein


Richtigkeit

  • Wasserhärte sinkt -> Natrium-Ionen am Kationen-Austauscher werden durch die Calcium-/ und Magnesium-Ionen verdrängt -> Anzahl an Calcium-/ Magenisum-Ionen sinkt -> Enthärtung des Wassers
  • elektrische Leitfähigkeit nimmt zu -> Natrium ist einwertig, Calcium und Magnesium zweiwertig, für jedes aufgenommenes Calcium-/ Magnesium-Ionen werden zwei Natrium-Ionen abgegeben -> Anzahl der gelösten leitfähigen Teilchen erhöht sich



Lösung ausblenden
TESTE DEIN WISSEN

Warum kann organisches Material nicht direkt mit Kaliumpermanganat titrieret werden?

Lösung anzeigen
TESTE DEIN WISSEN

Oxidation der organischen Verunreinigungen erfolgt sehr langsam 

Lösung ausblenden
TESTE DEIN WISSEN

Entkalkung mit Essigsäure


Lösung anzeigen
TESTE DEIN WISSEN

Reaktion 

1. Essigsäure reagiert mit Kalk (Calciumcarbonat) zu wasserlöslichem Calciumacetat (Calcium-Ionen und Anionen der Essigsäure) und Kohlensäure 

2. Kohlensäure zerfällt in Wasser und gasförmiges Kohlenstoffdioxid 


Gas

Kohlenstoffdioxid


wasserlösliche Salzverbindung 

Calciumacetat

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TESTE DEIN WISSEN

Worauf beruht die elektrische Leitfähigkeit einer Lösung?

Lösung anzeigen
TESTE DEIN WISSEN

elektrische Leitfähigkeit = Fähigkeit eines Stoffes den elektrischen Strom zu leiten


Gehalt an gelösten Salzen (Kationen und Anionen) in der Lösung -> freibewegliche Ladungsträger

! je größer der Anteil an beweglichen Ladungsträgern in der Lösung, desto größer die elektrische Leitfähigkeit 

Lösung ausblenden
TESTE DEIN WISSEN

Destillation

Lösung anzeigen
TESTE DEIN WISSEN

= thermisches Verfahren zur Reinigung und Trennung flüssiger Stoffe durch Verdampfung und anschließende Wiederverflüssigung


Leitungswasser entsalzen

  • Leitungswasser mit Siedesteinen zum Sieden bringen
  • Salz lagert sich am Boden ab 
  • Wasserdampf steigt nach oben und wird in einem Rohr durch einen Kühler kondensiert -> Wassertropfen 
  • Wassertropfen werden in einem Auffangbehälter aufgefangen = destilliertes Wasser 


Lösung ausblenden
TESTE DEIN WISSEN

Permanganatzahl (PZ)


Lösung anzeigen
TESTE DEIN WISSEN

= Verschmutzungsgrad


gibt an, wie viel mg Kaliumpermanganat verbraucht wird, um organische Stoffe in einem Liter Prüfwasser zu oxidieren 

Lösung ausblenden
TESTE DEIN WISSEN
Erläutern Sie den Ablauf der Reaktion:
Bestimmung des Verschmutzungsgrades von Leitungswasser - Redoxtitration mit Kaliumpermanganat.
Lösung anzeigen
TESTE DEIN WISSEN

1. Schritt

Wasserprobe (100mL) mit organischen Verunreinigungen (Spülmittel: Tenside) reagiert mit einer bekannten Menge an Kaliumpermanganat (im Überschuss) unter Wärmezufuhr in einer Redoxreaktion

2. Schritt

  • der verbleibende überschüssige Anteil von Kaliumpermanganat wird mit einer bekannten äquivalenten Menge Reagenzlösung (Oxalsäure) in Reaktion gebracht
  • die Entfärbung der Reaktionslösung zeigt an, dass Kaliumpermanganat nun vollständig in reduzierter Form vorliegt

3. Schritt

  • der überschüssige Anteil an Oxalsäure in der Reaktionslösung wird mit Kaliumpermanganat (Maßlösung) titriert
  • der Verbrauch der Kaliumpermanganat-Maßlösung entspricht dem Grad der Wasserverschmutzung mit organischen Verunreinigungen
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Q:

Ein Warmwassergerät wird mit Zitronensäure entkalkt. Erläutern Sie die Abläufe in der Reaktion. Welches Gas bildet sich? 

Welche schwerlösliche Verbindung kann sich bilden? 


A:

Reaktion 

Zitronensäure reagiert mit Calciumcarbonat unter Bildung von Calcium-dicitrato-Verbindungen (wasserlöslich) und Freisetzung von CO2 


Gas

Kohlenstoffdioxid 


schwerlösliche Verbindung

Calciumcitrat

Q:

Auf welchen Substanzen beruht die permanente Härte?

A:

gelöste Calcium- und Magnesium-Salze (Sulfate, Chloride, Phosphate)


! Nicht-Carbonhärte

! bleiben beim Erhitzen in in der Lösung 

Q:

Wasserhärte (Gesamthärte des Wassers)

A:

= Summe der Konzentration gelöster Kationen der Erdalkalimetalle (Calcium, Magnesium)


! temporäre Härte + permanente Härte

! Einheit: mmol/L

! Gleichgewicht Anionen und Kationen
Q:

Auf welchen Salzen beruht die temporäre Härte?

Welches Salz bestimmt die temporäre Härte? 

A:
Hydrogencarbonat (HCO3-) !Anionen

-> Calciumcarbonat (CaCO3) und Magnesiumcarbonat (Mg2CO3)


  • äquivalent zu Erdalkalimetallkationen

  • Erdalkalimetallkationen sind an das Hydrogencarbonatgebunden

  • kann beim Kochen entfernt werden

  • Carbonathärte 

Q:

Wasserenthärtung

A:

-> Ionenaustauscher


= Feststoffe/ Lösungen nehmen Ionen aus dem Wasser auf und geben dafür eine äquivalente Stoffmenge anderer Ionen gleicher elektrischer Ladung in das Wasser ab 


Kationen-Austauscher (Calcium Ca2+, Magnesium Mg2+)

  • Natrium Na+
  • Wasserstoff H+

Anionen-Austauscher 

  • Calcium Cl-
  • OH- 
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Q:

Wasser wird mit einem Natrium-Austauscher behandelt. Im Anschluss wird festgestellt, dass die elektrische Leitfähigkeit und die Wasserhärte angestiegen sind. Waren diese Ergebnisse zu erwarten? Bewerten Sie diesen Sachverhalt.

A:

nein


Richtigkeit

  • Wasserhärte sinkt -> Natrium-Ionen am Kationen-Austauscher werden durch die Calcium-/ und Magnesium-Ionen verdrängt -> Anzahl an Calcium-/ Magenisum-Ionen sinkt -> Enthärtung des Wassers
  • elektrische Leitfähigkeit nimmt zu -> Natrium ist einwertig, Calcium und Magnesium zweiwertig, für jedes aufgenommenes Calcium-/ Magnesium-Ionen werden zwei Natrium-Ionen abgegeben -> Anzahl der gelösten leitfähigen Teilchen erhöht sich



Q:

Warum kann organisches Material nicht direkt mit Kaliumpermanganat titrieret werden?

A:

Oxidation der organischen Verunreinigungen erfolgt sehr langsam 

Q:

Entkalkung mit Essigsäure


A:

Reaktion 

1. Essigsäure reagiert mit Kalk (Calciumcarbonat) zu wasserlöslichem Calciumacetat (Calcium-Ionen und Anionen der Essigsäure) und Kohlensäure 

2. Kohlensäure zerfällt in Wasser und gasförmiges Kohlenstoffdioxid 


Gas

Kohlenstoffdioxid


wasserlösliche Salzverbindung 

Calciumacetat

Q:

Worauf beruht die elektrische Leitfähigkeit einer Lösung?

A:

elektrische Leitfähigkeit = Fähigkeit eines Stoffes den elektrischen Strom zu leiten


Gehalt an gelösten Salzen (Kationen und Anionen) in der Lösung -> freibewegliche Ladungsträger

! je größer der Anteil an beweglichen Ladungsträgern in der Lösung, desto größer die elektrische Leitfähigkeit 

Q:

Destillation

A:

= thermisches Verfahren zur Reinigung und Trennung flüssiger Stoffe durch Verdampfung und anschließende Wiederverflüssigung


Leitungswasser entsalzen

  • Leitungswasser mit Siedesteinen zum Sieden bringen
  • Salz lagert sich am Boden ab 
  • Wasserdampf steigt nach oben und wird in einem Rohr durch einen Kühler kondensiert -> Wassertropfen 
  • Wassertropfen werden in einem Auffangbehälter aufgefangen = destilliertes Wasser 


Q:

Permanganatzahl (PZ)


A:

= Verschmutzungsgrad


gibt an, wie viel mg Kaliumpermanganat verbraucht wird, um organische Stoffe in einem Liter Prüfwasser zu oxidieren 

Q:
Erläutern Sie den Ablauf der Reaktion:
Bestimmung des Verschmutzungsgrades von Leitungswasser - Redoxtitration mit Kaliumpermanganat.
A:

1. Schritt

Wasserprobe (100mL) mit organischen Verunreinigungen (Spülmittel: Tenside) reagiert mit einer bekannten Menge an Kaliumpermanganat (im Überschuss) unter Wärmezufuhr in einer Redoxreaktion

2. Schritt

  • der verbleibende überschüssige Anteil von Kaliumpermanganat wird mit einer bekannten äquivalenten Menge Reagenzlösung (Oxalsäure) in Reaktion gebracht
  • die Entfärbung der Reaktionslösung zeigt an, dass Kaliumpermanganat nun vollständig in reduzierter Form vorliegt

3. Schritt

  • der überschüssige Anteil an Oxalsäure in der Reaktionslösung wird mit Kaliumpermanganat (Maßlösung) titriert
  • der Verbrauch der Kaliumpermanganat-Maßlösung entspricht dem Grad der Wasserverschmutzung mit organischen Verunreinigungen
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