MINT üben

Wie Puffer wirken

Zwei Partner, die sich die Arbeit teilen: Einer fängt Säure ab, der andere Base.

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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
Grenzen des Pufferbereichs
AFB I

Lösen Sie die Teilaufgaben: Tragen Sie die Grenzen des Pufferbereichs (\(\mathrm{p}K_S \pm 1\)) für den Acetatpuffer (\(\mathrm{p}K_S = 4{,}75\)) und den Kohlensäure/Hydrogencarbonat-Puffer (\(\mathrm{p}K_S = 6{,}4\)) ein.

Tragen Sie alle Werte ein. Enter prüft alle Felder auf einmal.
Pufferbereich = pKs − 1 bis pKs + 1: Acetat 3,75 bis 5,75; Kohlensäure/Hydrogencarbonat 5,4 bis 7,4. Typischer Fehler: die Grenzen mit pKs ± 0,1 zu bilden.
Ziehen Sie 1 vom pKs-Wert ab und addieren Sie 1.
3,75; 5,75; 5,4; 7,4.
A2
Nach der Säurezugabe
AFB I

Skizzieren Sie das Säulenbild der Stoffmengen in einem Puffer mit je 6,0 mmol HA und A⁻ nach Zugabe von 2,0 mmol Salzsäure, indem Sie die passende Karte wählen. Die Zahlen über den Säulen geben die Stoffmengen in mmol an.

Klicken Sie die passende Karte an und prüfen Sie dann. Mit der Tastatur: Tab zur Karte, Enter auswählen.
Die Base A⁻ fängt die 2,0 mmol H₃O⁺ ab: n(A⁻) sinkt auf 4,0 mmol, n(HA) steigt auf 8,0 mmol (Bild C). A zeigt den umgekehrten Fall (Zugabe einer Base), B lässt die Base unverändert, D verbraucht Base, ohne dass die Säure wächst. Typischer Fehler: die Stoffmengen nur bei einer Komponente zu ändern.
Welche Komponente fängt die Säure ab, und was entsteht dabei?
A⁻ nimmt um 2,0 mmol ab, HA nimmt um 2,0 mmol zu.
A3
Puffer durch Halbneutralisation
MixAFB II

50,0 mL Methansäure (\(c = 0{,}20\,\mathrm{mol\,L^{-1}}\), \(\mathrm{p}K_S = 3{,}75\)) sollen durch Zugabe von Natronlauge (\(c = 0{,}50\,\mathrm{mol\,L^{-1}}\)) in einen Puffer mit gleichen Stoffmengen Säure und Base umgewandelt werden. Berechnen Sie die nötigen Größen.

Rechnen Sie die Kette Schritt für Schritt: Erst wenn ein Schritt stimmt, wird der nächste freigeschaltet. Enter prüft. Dezimalzahlen mit Komma oder Punkt, negative Werte mit Minuszeichen.
  1. \(n(\ce{HCOOH})\) vorgelegt mmol
  2. benötigtes Volumen Natronlauge mL
  3. pH-Wert des Puffers
Die Hälfte der Säure (5 mmol) muss zu Formiat umgesetzt werden: \(V = 5\,\mathrm{mmol}/0{,}50\,\mathrm{mol\,L^{-1}} = 10\,\mathrm{mL}\). Das entspricht dem Halbäquivalenzpunkt einer Titration — dort gilt \(\mathrm{pH} = \mathrm{p}K_S = 3{,}75\). Der flache Kurvenbereich um den HÄP ist genau der Pufferbereich.
\(n = c\cdot V\); die Hälfte der Säure soll reagieren.
An welchem Punkt der Titrationskurve liegen gleiche Stoffmengen HA und A⁻ vor?