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Autoprotolyse des Wassers

Selbst das reinste Wasser ist nie ganz ionenfrei — 30 Übungen rund um das Ionenprodukt.

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Übungsaufgaben

Dreißig Aufgaben, bunt gemischt — zum Klicken, Ziehen, Zuordnen, Rechnen und Knobeln. Jede Übung gibt Ihnen sofort Rückmeldung; bei Schwierigkeiten helfen Ihnen die gestuften Tipps. Die Chips zeigen das Anforderungsniveau: AFB I heißt wiedergeben und direkt anwenden, AFB II heißt selbst entscheiden und verknüpfen, AFB III heißt begründen, beurteilen oder eine Falle durchschauen. Mix verbindet Wissen aus mehreren Unterkapiteln, Trick warnt: Hier steckt eine Falle drin. Der Balken oben zeigt Ihnen, wie viele der 30 Aufgaben Sie schon gelöst haben.

A1
Rollen bei der Autoprotolyse
AFB I

Lesen Sie die gesuchten Teilchen aus der Gleichung der Autoprotolyse ab. Molekül A gibt in der Hinreaktion ein Proton an Molekül B ab. Klicken Sie die Teilchen an.

Klicken Sie das gesuchte Feld an. Mit der Tastatur: Tab oder Pfeiltasten zum Wandern, Enter zum Auswählen.

H₂O (A)+⇌ H₂O (B) OH⁻+ H₃O⁺
Molekül A gibt das Proton ab: Es ist die Säure und wird zum OH⁻ (korrespondierende Base). Molekül B nimmt es auf: Es ist die Base und wird zum H₃O⁺ (korrespondierende Säure). Typischer Fehler: A und B zu verwechseln, weil beide dieselbe Formel haben – die Rolle ergibt sich allein aus dem Protonenfluss.
Nur eines der beiden Wassermoleküle gibt das Proton ab.
A → OH⁻ (korrespondierende Base); B → H₃O⁺ (korrespondierende Säure).
A2
Welche Ionen überwiegen?
AFB I

Geben Sie für jede Lösung bei 25 °C an, welche Ionensorte überwiegt und wie die Lösung einzuordnen ist. Wählen Sie in jedem Menü einen Eintrag.

Wählen Sie in jedem Menü den passenden Eintrag. Alle Felder müssen stimmen.
Lösungüberwiegende IonensorteEinordnung
A: \(c(\ce{H3O+}) = 10^{-4}\,\mathrm{mol\,L^{-1}}\)
B: \(c(\ce{OH-}) = 10^{-3}\,\mathrm{mol\,L^{-1}}\)
C: \(c(\ce{H3O+}) = 10^{-7}\,\mathrm{mol\,L^{-1}}\)
A: c(OH⁻) = 10⁻¹⁰ mol/L, H₃O⁺ überwiegt → sauer. B: c(H₃O⁺) = 10⁻¹¹ mol/L, OH⁻ überwiegt → alkalisch. C: beide 10⁻⁷ mol/L → neutral. Typischer Fehler: bei B nach der angegebenen Ionensorte statt nach dem Überwiegen zu urteilen.
Berechnen Sie mit K_W die fehlende Konzentration und vergleichen Sie.
A: H₃O⁺, sauer; B: OH⁻, alkalisch; C: gleich viele, neutral.
A3
Hydroxid-Ionen im Essig
AFB II

In einem Speiseessig beträgt \(c(\ce{H3O+}) = 2{,}5\cdot10^{-3}\,\mathrm{mol\,L^{-1}}\). Berechnen Sie \(c(\ce{OH-})\) bei 25 °C. Tragen Sie den Faktor \(a\) in \(c(\ce{OH-}) = a\cdot10^{-12}\,\mathrm{mol\,L^{-1}}\) ein.

Rechnen Sie selbst und tragen Sie das Ergebnis ein — Enter prüft direkt. Dezimalzahlen mit Komma oder Punkt.
· 10⁻¹² mol/L
\(c(\ce{OH-}) = \dfrac{K_W}{c(\ce{H3O+})} = \dfrac{1{,}0\cdot10^{-14}}{2{,}5\cdot10^{-3}}\,\mathrm{mol\,L^{-1}} = 4{,}0\cdot10^{-12}\,\mathrm{mol\,L^{-1}}\).
\(c(\ce{OH-}) = K_W / c(\ce{H3O+})\).
\(1/2{,}5 = 0{,}4\) und \(10^{-14}/10^{-3} = 10^{-11}\).