Analytische Chemie an der Universität Für Bodenkultur Wien | Karteikarten & Zusammenfassungen

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TESTE DEIN WISSEN

Blockierung der Indikatoren in der Komplexometrie. Wie kommen sie zustande, wie behebt
man die Blockierung, was hat sie zu bedeuten?

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TESTE DEIN WISSEN

Komplexometrie = Chelatometrie
zu titrierenden Lösung + Indikator =>dieser zeigt im freien Zustand eine andere Farbe als nach
Bindung an das Metallion.
Indikator => nur schwach an das Metallion gebunden => wird bei Zugabe des Chelatliganden
freigesetzt, sodass sich die Farbe der Lösung ändert.
Häufig: in einer Pufferlösung gearbeitet => um pH-Wert konstant zu halten.

Komplex: Zentralatom, Liganden, Koordinationszahl

mehrzähnige Liganden => bilden Chelate (z.B. Chlorophyll, Hämoglobin)

Urtitersubstanzen:

  • EDTA (Na2H2Y2) 
  • Metallsalze (z.B. CaCO3 für Rücktitration)
  • In Lösung => wird immer der stabilste Komplex gebildet

Prinzip:

  • Metall-Kationen bilden Komplex (stabil)
  • Menge des Komplexbildners wird bestimmt
  • für die Erkennung des Endpunktes ist es wichtig, dass ein steiler Sprung in der Titrationskurve

auftritt.

Maßlösung:

Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA) => 4-protonige Amino-Polycarbonsäure (H4Y) => gleichzeitig

Säure & Komplexbildner => Puffer!

Säure => schlecht in H2O löslich => in der Praxis verwendet man Di-Natrium-Salz der Säure: 2 Na+,

H2Y2-

EDTA => 6-zähniger Ligand: H4Y ↔ 4 H+ + Y4-

KK sind sehr groß, daher log() statt –log()

Eigenschaften Metallindikator für Titration mit EDTA:

=> Steiler Sprung in der Titrationskurve => Endpunkt klar erkennbar!

=> Metall-Indikator-Komplex muss instabiler sein als der Metall-EDTA-Komplex => sonst kein

Umschlag
Farbänderung muss klar erkennbar sein

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Welcher Wert wird bei der Konduktometrie gemessen?

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Der Leitwert L

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Welcher Strom wird bei der Konduktometrie verwendet und warum?

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Wechselstrom, weil es sonst zur Elektrolyse käme.

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Welche Abhängigkeit besteht zwischen Konzentration und Äquivalentenkonzentration?

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c(eq) = c*z
z...Ionenladung 

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Wie wird eine Konduktomtrische Messung durchgeführt?

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Ein Konduktometer wird an eine Leitfähigkeitszelle angeschlossen. Dieses misst den Widerstand bzw. den Leitwert. Der Leitwert wird dann direkt mit der Zellkonstante C = d/A multipliziert und die Leitfähigkeit wird dann angezeigt. 

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Was sind die Bestandteile einer Leitfähigkeitszelle und wie wird die Zellkonstante bestimmt?

Lösung anzeigen
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Die Zelle besteht aus einem Gefäß unterschiedlicher Bauart mit platinierten Platinelektroden - platiniert wegen hoher Oberfläche zur Reduzirung störender Effekt wie polarisation - und einer Rührvorrichtung.
Die Zellkonstante C = d/A wird bestimmt, indem man eine bekannte Kalibrationslösung (KCl) für eine Messung verwendet.

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Wovon hängt die Leitfähigkeit Kappa ab?

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  • Von der Aktivität 
  • Ionenladung 
  • Bewglichkeit der Ionen u
  • Temperatur bzw. Viskosität
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Was ist die Beweglichkeit u und wovon hängt sie ab?

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Sie ist die Geschwindigkeit mit der sich Ionen im elektrischen Feld bewegen.

Sie hängt ab von:

  • Art der Ionen (H+; NH4+; OH-; NO3-)
  • Solvathüllen, wie viele Lösungsmittelmoleküle die Ionen mitschleppen
  • Verhältniss Ladung zu Radius
  • Viskosität der Lösung also auch Temp.
  • angelegten Feldstärke  
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Was sagt das Gesetz der unabhängigen Ionenwanderung aus?

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Die Bewegung der einzelnen Ionensorten wird als unabängig betrachtet.  Die Summe aller Anteile gibt die Leitfähigkeit. 

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Definiere Wasserhärte? + Allgemeine Reaktionsgleichung zur Bildung von Kalkgestein. Komplikationen die durch hartes Wasser enstehen.

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Carbonate der Erdalkalimetalle sind schwerlöslich, aber sie lösen sich als Hydrogencarbonate und
bilden so „hartes Wasser“, Kohlendioxid aus der Luft löst sich in Wasser und reagiert mit Kalkgestein
-> Hydrogencarbonate
CaCO3 (s) + CO2 (aq) + H2O ->Ca2+ (aq) + 2HCO3-
- (aq)
Störung: mindern Wirkung von Seifen, Kesselstein entsteht bei Erwärmung über 70°C dieser vermindert die übertragung von Wärme in Wärmeaustauschern, Tropfsteinbildung
Entfernung von Ca2+ durch Ionenaustauscher NaCl
Wasserhärte hauptsächlich Ca2+ und Mg2+ und Hydorgencarbonat (aber auch SO4
2-, Fe3+
, sind aber
vernachlässigbar gering vorhanden)

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Nenne alle Härten und wie man auf diese schließt

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Gesamthärte = Summe aller Kationen (man tut so als ob es nur Ca2+-Ionen wären) = Wasserhärte
Gesamthärte = temporäre Härte + permanente Härte
temporäre Härte: durch Kochen entfernbar, Kesselstein entsteht bei 70°, (Hydrogen)Carbonathärte,
Bestimmung durch Titration mit HCl (1mol HCl = 1 mol HCO3 = 1/2 mol Ca2+)
Indikator: Methylrot/-orange

  1. Ca2+ + 2 HCO3- => CaCO3(s) + CO2(g) + H2O (durch Kochen)
  2. Ca(HCO3-)2 + HCl => CaCl2 (s) + 2CO2 (g) + 2 H20
    permanente Härte: besteht aus Sulfaten, Chloriden, Nitraten, Silicaten, Humaten, …;
    Mineralsäurehärte


weiches Wasser <10°dH

hartes Wasser 10 – 30 °dH

 sehr hartes Wasser >30°dH
°dH = mg CaO / 100 mL

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Wo in der Natur wird Kalkgstein gebildet + Alle Reaktionsgleichungen

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Regen, Gewässer:

CO2 (g) + H2O (l) ==> [H2CO3(aq)] =>  H+ + HCO3-

Gestein, Boden:

CaCO3(s) + H2CO3(aq) => Ca2+ + 2HCO3-

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Q:

Blockierung der Indikatoren in der Komplexometrie. Wie kommen sie zustande, wie behebt
man die Blockierung, was hat sie zu bedeuten?

A:

Komplexometrie = Chelatometrie
zu titrierenden Lösung + Indikator =>dieser zeigt im freien Zustand eine andere Farbe als nach
Bindung an das Metallion.
Indikator => nur schwach an das Metallion gebunden => wird bei Zugabe des Chelatliganden
freigesetzt, sodass sich die Farbe der Lösung ändert.
Häufig: in einer Pufferlösung gearbeitet => um pH-Wert konstant zu halten.

Komplex: Zentralatom, Liganden, Koordinationszahl

mehrzähnige Liganden => bilden Chelate (z.B. Chlorophyll, Hämoglobin)

Urtitersubstanzen:

  • EDTA (Na2H2Y2) 
  • Metallsalze (z.B. CaCO3 für Rücktitration)
  • In Lösung => wird immer der stabilste Komplex gebildet

Prinzip:

  • Metall-Kationen bilden Komplex (stabil)
  • Menge des Komplexbildners wird bestimmt
  • für die Erkennung des Endpunktes ist es wichtig, dass ein steiler Sprung in der Titrationskurve

auftritt.

Maßlösung:

Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA) => 4-protonige Amino-Polycarbonsäure (H4Y) => gleichzeitig

Säure & Komplexbildner => Puffer!

Säure => schlecht in H2O löslich => in der Praxis verwendet man Di-Natrium-Salz der Säure: 2 Na+,

H2Y2-

EDTA => 6-zähniger Ligand: H4Y ↔ 4 H+ + Y4-

KK sind sehr groß, daher log() statt –log()

Eigenschaften Metallindikator für Titration mit EDTA:

=> Steiler Sprung in der Titrationskurve => Endpunkt klar erkennbar!

=> Metall-Indikator-Komplex muss instabiler sein als der Metall-EDTA-Komplex => sonst kein

Umschlag
Farbänderung muss klar erkennbar sein

Q:

Welcher Wert wird bei der Konduktometrie gemessen?

A:

Der Leitwert L

Q:

Welcher Strom wird bei der Konduktometrie verwendet und warum?

A:

Wechselstrom, weil es sonst zur Elektrolyse käme.

Q:

Welche Abhängigkeit besteht zwischen Konzentration und Äquivalentenkonzentration?

A:

c(eq) = c*z
z...Ionenladung 

Q:

Wie wird eine Konduktomtrische Messung durchgeführt?

A:

Ein Konduktometer wird an eine Leitfähigkeitszelle angeschlossen. Dieses misst den Widerstand bzw. den Leitwert. Der Leitwert wird dann direkt mit der Zellkonstante C = d/A multipliziert und die Leitfähigkeit wird dann angezeigt. 

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Q:

Was sind die Bestandteile einer Leitfähigkeitszelle und wie wird die Zellkonstante bestimmt?

A:

Die Zelle besteht aus einem Gefäß unterschiedlicher Bauart mit platinierten Platinelektroden - platiniert wegen hoher Oberfläche zur Reduzirung störender Effekt wie polarisation - und einer Rührvorrichtung.
Die Zellkonstante C = d/A wird bestimmt, indem man eine bekannte Kalibrationslösung (KCl) für eine Messung verwendet.

Q:

Wovon hängt die Leitfähigkeit Kappa ab?

A:
  • Von der Aktivität 
  • Ionenladung 
  • Bewglichkeit der Ionen u
  • Temperatur bzw. Viskosität
Q:

Was ist die Beweglichkeit u und wovon hängt sie ab?

A:

Sie ist die Geschwindigkeit mit der sich Ionen im elektrischen Feld bewegen.

Sie hängt ab von:

  • Art der Ionen (H+; NH4+; OH-; NO3-)
  • Solvathüllen, wie viele Lösungsmittelmoleküle die Ionen mitschleppen
  • Verhältniss Ladung zu Radius
  • Viskosität der Lösung also auch Temp.
  • angelegten Feldstärke  
Q:

Was sagt das Gesetz der unabhängigen Ionenwanderung aus?

A:

Die Bewegung der einzelnen Ionensorten wird als unabängig betrachtet.  Die Summe aller Anteile gibt die Leitfähigkeit. 

Q:

Definiere Wasserhärte? + Allgemeine Reaktionsgleichung zur Bildung von Kalkgestein. Komplikationen die durch hartes Wasser enstehen.

A:

Carbonate der Erdalkalimetalle sind schwerlöslich, aber sie lösen sich als Hydrogencarbonate und
bilden so „hartes Wasser“, Kohlendioxid aus der Luft löst sich in Wasser und reagiert mit Kalkgestein
-> Hydrogencarbonate
CaCO3 (s) + CO2 (aq) + H2O ->Ca2+ (aq) + 2HCO3-
- (aq)
Störung: mindern Wirkung von Seifen, Kesselstein entsteht bei Erwärmung über 70°C dieser vermindert die übertragung von Wärme in Wärmeaustauschern, Tropfsteinbildung
Entfernung von Ca2+ durch Ionenaustauscher NaCl
Wasserhärte hauptsächlich Ca2+ und Mg2+ und Hydorgencarbonat (aber auch SO4
2-, Fe3+
, sind aber
vernachlässigbar gering vorhanden)

Q:

Nenne alle Härten und wie man auf diese schließt

A:

Gesamthärte = Summe aller Kationen (man tut so als ob es nur Ca2+-Ionen wären) = Wasserhärte
Gesamthärte = temporäre Härte + permanente Härte
temporäre Härte: durch Kochen entfernbar, Kesselstein entsteht bei 70°, (Hydrogen)Carbonathärte,
Bestimmung durch Titration mit HCl (1mol HCl = 1 mol HCO3 = 1/2 mol Ca2+)
Indikator: Methylrot/-orange

  1. Ca2+ + 2 HCO3- => CaCO3(s) + CO2(g) + H2O (durch Kochen)
  2. Ca(HCO3-)2 + HCl => CaCl2 (s) + 2CO2 (g) + 2 H20
    permanente Härte: besteht aus Sulfaten, Chloriden, Nitraten, Silicaten, Humaten, …;
    Mineralsäurehärte


weiches Wasser <10°dH

hartes Wasser 10 – 30 °dH

 sehr hartes Wasser >30°dH
°dH = mg CaO / 100 mL

Q:

Wo in der Natur wird Kalkgstein gebildet + Alle Reaktionsgleichungen

A:

Regen, Gewässer:

CO2 (g) + H2O (l) ==> [H2CO3(aq)] =>  H+ + HCO3-

Gestein, Boden:

CaCO3(s) + H2CO3(aq) => Ca2+ + 2HCO3-

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