Nach wie kommt der gleiche Kasus wie beim Bezugswort:

  • ich bin nicht gut genug für eine schöne Frau (Akkusativ) wie dich (auch Akkusativ)
  • ich gebe das nur einer schönen Frau (Dativ) wie dir (auch Dativ)
  • sie ist eine so schöne Frau (Nominativ) wie du (auch Nominativ)
  • mit dem Genitiv fällt mir kein gutes Beispiel ein
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Mit Sauerstoffatomen würde fast jedes Metall sofort reagieren und irgendwelche Oxide bilden, das scheidet also vollständig aus.

Stickstoff? Hmm, keine Ahnung. Viele Übergangselemente bilden gerne Nitride, und das stört vermutlich beträchtlich.

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Dein Resultat ist fast richtig. Der Ansatz, daß 100 g wasserfreies Natriumacetat 165 g des Trihydrates entspricht, stimmt; aber dann ist Dir doch noch ein Fehler passiert. Denn 10% heißt, daß in einem Kilo Lösung 100 g Substanz enthalten sind. Du mußt also die 165 g NaCH₃CO₂ ⋅ 3 H₂O mit 1000−165 = ​835 g ≈ 835 ml Wasser vermischen, nicht mit einem Liter.

Da die Dichte einer 10%igen Natriumacetatlösung ρ=1.0495 g/ml beträgt, bekommst Du nach dieser Prozedur nur 953 ml Lösung heraus, nicht einen Liter. Wahrscheinlich ist Dir das egal, aber wenn nicht, dann skalierst Du Dir den Ansatz eben entsprechend hoch und nimmst 173 g Natriumacetat Trihydrat und 876 ml Wasser.

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Ich muß hier meinem geschätzten Kollegen JenerDerBleibt widersprechen: Ja, das kannst Du. Denn die Konzentration ist ja c=n/V; für die beiden Puffersubstanzen sind c und n natürlich im Allgemeinen verschieden, aber sie schwimmen im selben Volu­men herum, also kürzt sich das im Bruch sowieso heraus.

Beispiel: Du wirfst 0.1 mol Essigsäure und 0.05 mol Natriumacetat in 200 ml Wasser. Dann sind die Konzentrationen c=n/⁠V=​0.5 bzw. 0.25 mol/l, und der Quotient ist 2, ge­nau­so wie wenn du die Stoffmengen durcheinander dividiert hättest. Der pH ist dann pH = pKₐ + lg (0.05/0.1) = pKₐ + lg(0.25/0.5) = 4.45.

Du hast also die Wahl, ob Du in die Henderson–Hasselbalch-Gleichung Konzentra­tio­nen oder Stoffmengen einsetzen willst — aber bitte konsistent, entweder das eine oder das andere, aber nicht gemischt.

Dahinter steckt natürlich, daß im Rahmen der HH-Näherung die pH nicht von der Ver­dünnung abhängt; Du kannst zu einem Puffer beträchtliche Mengen Wasser hinzu­schüt­ten, ohne daß sich der pH merklich ändert. Wenn Du z.B. aufs zehnfache Volu­men verdünnst, dann zehnteln sich beide Konzentrationen, aber das Verhältnis bleibt gleich, und die HH-Gleichung merkt keinen Unterschied.

Natürlich funktioniert das nur inner­halb vernünftiger Grenzen, denn im Grenzwert un­endlicher Verdünnung hat jede Lö­sung pH=7, für unseren Beispielpuffer sieht das so aus:

Bild zum Beitrag

Die x-Achse gibt die Verdünnung logarithmisch an; der Wert 2 entspricht also der Verdünnung ums 10²=100-fache. Die schwarze Kurve ist der pH, und Du siehst, daß bis zu einer Verdünnung ums Tausendfache der pH nicht merklich reagiert. Die weiße Kurve ist die erste Ableitung der schwarzen, und die rote bzw. blaue Hintergrundfarbe git den Anteil an Essigsäure bzw. Acetat im Gleichgewicht an; bei einer Verdünnung um den Faktor 10⁴=1000 oder mehr hat man also fast nur noch Acetat in der Lösung, und die Pufferwirkung bricht zusammen.

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Das sind keine Trivialnamen, sondern systematische — Trivialnamen wären z.B. Tenorit für CuO oder Braunstein für MnO₂.

Die römischen Zahlen sind die Oxidationszahlen des Metalls — z.B. außer Ag₂O gibt es ja auch noch Ag₂O₂ Silber(I,III)-oxid oder Ag₃O₄ Silber(II,III)-oxid und Ag₂O₃ (Sil­ber(III)-oxid), die ersteren beiden mit Silber in verschiedenen Oxidationsstufen.

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Mit Englisch (und gelegentlich Deutsch) war das schon vor 15 Jahren kein großes Problem, und inzwischen sollte es nur besser geworden sein.

P.S.: Die Hauptstadt heißt Tbilisi თბილისი, mit dem russischen Namen machst Du Dir dort wenig Freunde.

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Das hat nur ästhetische Gründe — man schreibt sie gerne so, daß sie den freien Platz rund um das Elementsymbol einigermaßen gleichmäßig ausfüllen. Im Fall von O₂ könn­te man auch horizontale Striche ober bzw. unter das O setzen, aber das sieht nicht so gut aus.

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Du tust so, als ob der Ring planar wäre und legst ihn in die Papierebene (er ist nicht in Wirklichkeit nicht planar, aber dazu kommen wir noch). Da Du 3 Substituenten hast, kannst Du die Substituenten räumlich auf 2³=8 Arten anord­nen: Alle ober der Papier­ebene, einen unterhalb (3 Möglichkeiten), zwei unterhalb (auch drei Möglichkeiten) und alle unterhalb. Diese acht Strukturen zeichnest Du Dir auf. Hier kommen sie alle, durchnumeriert von α bis ϑ.

Bild zum Beitrag

Als nächstes mußt Du Dubletten eliminieren, also die Strukturen, die ein und dasselbe sind. Dazu fragst Du Dich, welche man durch Drehungen des ganzen Moleküls inein­an­der überführen kann, und streichst entsprechend weg.

  • α und ϑ sind dasselbe, drehe dazu um eine Achse, die den Mittelpunkt des Sechs­ringes und das C-Atom, an dem die Ethylgruppe hängt, enthält. Dadurch werden die beiden Methylgruppen vertauscht, und alles, was vorher über dem Ring lag, liegt danach darunter. Insgesamt kommt dann jeweils das andere Molekül heraus.
  • Ebenso sind β und ζ dasselbe. Die Methylgruppe, die bei β unten und über der Papierebene liegt, kommt nach der Drehung rechts und hinter der Papierebene heraus, genauso wie sie in ζ liegt.
  • Durch dieselbe Argumentation sind auch γ und η dasselbe.
  • Zuletzt sind auch δ und ε dasselbe

Also haben wir insgesamt vier Stereoisomere gefunden: α, β, γ und δ.

  • Dabei bilden β und γ ein Enantiomerenpaar. Das sieht man daran, daß sie durch Spiegelung ineinander übergehen. Spiegelung an der Papierebene führt z.B. β in η über, und wir haben bereits gesehen, daß η und γ dasselbe sind. Man kann aber auch eine Spiegelebene finden, die β direkt in γ überführt; sie muß durch das C-Atom, das die Ethylgruppe trägt, und den Mittelpunkt des Ringes gehen, und auf die Ring- bzw. Papierebene normal stehen.
  • Dagegen steht α für sich allein. Du siehst, daß es kein Enantiomer zu irgendetwas sein kann, weil es durch Spiegelung in sich selbst übergeht, also achiral sein muß (nimm wieder dieselbe Spiegelebene wie oben beschrieben).
  • Auch δ steht für sich allein, aus demselben Grund.

Wir haben also als Stereoisomere das Enantiomerenpaar β/γ gefunden, und dazu zwei weitere Diastereomere α und δ. Moleküle wie α und δ enthalten zwar asymmetri­sche C-Atome, sind aber nicht chiral; solche Moleküle bezeichnet man auch als meso-Verbindungen, und die gibt es immer dann, wenn Paare oder höhere Tupel von äqui­va­len­­ten asymmetrischen C-Atomen auftreten. In unserem Fall sind die Ringatome, die die Methylgruppen tragen, zueinander äquivalent (ich werde jetzt nicht genau defi­nie­ren, was ich mit äquivalent meine, es sollte eigentlich intuitiv klar sein, daß man die beiden nicht wirklich gut unterscheiden kann).

Zuletzt können wir uns noch optionalerweise dem Problem widmen, daß die Sechs­ringe in Wirklichkeit nicht planar sind, sondern in einer Kronen-Form vorliegen, bei der die Atome abwechselnd unter und über der Papierebene stehen; Du hast also zwei Mög­­lich­keiten, wie Du die Sechsringe falten kannst, und entscheidest Doch dabei für die, die mehr äquatoriale Substituenten hat (bei einem Ringatom, das ober der Pa­pier­ebe­ne zu liegen kommt, ist der Substituent äquatorial, der in der flachen Darstellung unter der Papierebene liegt). Oder alternativ gesagt: Falte die Ringe so, daß die Ato­me, die Substituenten vor der Papierebene tragen, bevorzugt unter die Papierebene zu liegen kommen.

So wie ich die Vögel α–δ aufgeschrieben habe, muß das Atom, das die Ethylgruppe trägt, immer unter die Papierebene. Aber vermutlich wird dieser letzte Schritt von Dir eh nicht erwartet.

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Gute Frage. Der erste Schritt zur richtigen Antwort ist: Die Symmetrie ist C₂ᵥ (die Sym­metrie eines gleich­schenke­ligen Dreiecks), und ein Molekül mit dieser Sym­metrie hat not­wen­diger­weise ein Dipol­moment, weil der Scheitel (das mittlere O) eine eindeu­ti­ge Vorzugs­richtung vorgibt.

Nun könntest Du Dich fragen, warum das Molekül diese komische Form hat und nicht linear oder gleichseitig–dreieckig ist. Ersteres wird durch die VSEPR-Regeln ausge­schlossen, zweiteres … hmm … naja, es kommt halt so raus, wenn man die Schrö­din­ger­gleichung für den Grundzustand betrachtet, und mir fällt kein gutes qualitatives Argument ein, warum es so und nicht anders sein muß. Es gibt aber wirklich einen an­geregten Zustand mit D₃ₕ-Symmetrie, der entsprechend kein Dipolmoment hat.

Eine andere Frage ist, warum das Dipolmoment so überraschend groß ist; zwischen Atomen desselben Elements würde man eigentlich keine hohe Polarität erwarten. Aber die Schrödingergleichung läßt dem Molekül keine andere Wahl: Die beiden höch­sten besetzten bindenden Orbitale haben mehr Elektronendichte an den beiden termi­nalen O-Atomen, und das bewirkt eine unsymmetrische Elektronenverteilung und ent­sprechend eine merkliche Trennung zwischen den Schwer­punkten der Kernladun­gen und er Elektronenladungen.

Wenn Du keine Quantenmechanik kannst, mußt Du Dich letztlich mit der Antwort zu­friedengeben, daß die Bindungssituation in diesem Molekül einigermaßen speziell ist, und daß es daher eine Handvoll Faustregeln, die sonst fast immer gelten, verletzen kann.

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Du hast recht: Wenn Du HA und NaOH im Verhältnis 2:1 mischt, dann gilt die Gleich­heit c(HA)=c(A¯) nur näherungsweise, weil wegen der Gleichgewichte eine kleine Menge HA ihr H⁺ abgibt oder alternativ A¯ eines aufnimmt; diese Reaktionen brau­chen wir natürlich zum Einstellen des pH-Wertes.

Die einfachen Beispiele haben schwache Säuren wie Essigsäure (pKₐ=4.75) — d.h., wir wissen, daß der pH der Lösung 4.75 sein muß, also haben wir c(H₃O⁺)=​10¯⁴·⁷⁵=​1.8⋅10¯⁵ mol/⁠l. Bei einer typischen Titration hat man aber Konzentrationen von ≈10¯² bis 10¯³ mol/⁠l im Titrierkolben, also muß nur grob 1% der Moleküle die Protolyse mit­machen, und es gilt immer noch c(HA)≈c(A¯).

  • Stell Dir vor, Du mischt NaOH und CH₃COOH (beides c=0.1 mol/l) im Verhältnis 1:2. Nach simpler Rechnung würdest Du erwarten, daß c(HA)=c(A¯)=0.03333 mol/⁠l. Du weißt aber auch, daß c(H₃O⁺)=1.8⋅10¯⁵ mol/⁠l, also müssen ebensoviele HA ihr Proton abgegeben haben, also sind die echten Kon­zentrationen beider Spe­zies 0.03333±1.8⋅10¯⁵, und das liegt immer noch sehr nahe bei 0.03333, nämlich c(HA)=0.03331 mol/⁠l und c(A¯)=0.03335 mol/⁠l.
  • Bei stärkerer Verdünnung (oder einem höheren pKₐ-Wert für die Essigsäure) wären die Abweichungen stärker, und es gilt dann auch nicht mehr exakt pH=pKₐ.
  • Machen wir dasselbe Experiment mit einer 0.001 mol/l NaOH bzw. CH₃COOH. In diesem Fall hat die Lösung pH=4.79, also ein kleines Stück höher als der pKₐ, und die Konzentrationen betragen c(CH₃COOH)=0.000317 mol/l und c(CH₃CO₂¯)=​0.000349 mol/l.
  • Du siehst also: weil wir ungefähr pH=5 haben, weichen die Gleichgewichts­kon­zen­tra­tionen erst in der fünften Nachkommastelle von der erwarteten Gleichheit ab.
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Das ist dieselbe Reaktion, es werden nur unterschiedliche Schreibweisen fürs Aluminiumacetat verwendet — bei Salzen organischer Säuren herrscht oft keine Einigkeit bezüglich der Reihenfolge der Ionen.

(Ich habe aber Zweifel, daß bei dieser Reaktion wirklich das Triacetat entsteht, ich hätte bestenfalls mit einem basischen Acetat gerechnet)

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Beim Lösen von Ba(OH)₂ bilden sich Ba²⁺ und 2 OH¯. In einer 0.02 mol/l Ba(OH)₂-Lö­sung gilt also c(Ba²⁺)=0.02 mol/l und c(OH¯)=0.04 mol/l.

Für den pH sind nur die OH¯-Ionen relevant. Wie groß ist nun der pH einer 0.04 mol/l OH¯-Lösung? Das ist offenbar dasselbe wie eine 0.04 mol/l NaOH-Lösung (die nur ein OH¯ pro Formeleinheit liefert), also so rechnen wie immer: pH=14+lg(c)=12.6, und fertig.

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Abgesehen von den Vögeln, die echte Dinosaurier sind, hat leider kein Dinosaurier die K/Pg-Grenze überlebt. Andernfalls hätte man ja Fossilien von Dinosauriern im Käno­zoikum finden müssen — über die mehr als 60 Millionen Jahre hätten sie sich wohl kaum verstecken können, und hypothetische heute lebende Tier können schon gar nicht unbemerkt bleiben, haben doch ein paar Milliarden Menschen ständig ihre Han­dys dabei.

Es gibt sogar ein Beispiel von einem überraschenden Überlebenden aus dem Meso­zoikum:: Eine Linie von mesozoischen Krokodilen, die Sebeci­dae, die mit den heutigen Krokodilen nur weitläufig verwandt sind, überlebte bis vor vergleichsweise kurze Zeit. Das waren ver­gleichs­weise riesige, landbewohnende Raubtiere, z.B. Barinasuchus (6 m lang, gut 1½ Tonnen schwer, lebte vor ca. 12 Millionen Jahren). Eine solche Linie von Großtieren kann nicht leicht übersehen werden, und man hat Fossilien von meh­reren Arten ausgegraben. Letztlich starben sie im Miozän aus, aber natürlich weiß man von ihnen, weil sie ihre Knochen in der Erde hinterlassen haben.

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Ich kenne mich da nicht wirklich aus, aber ich würde vermuten, daß Du bei dieser Vor­gangs­weise von der Anharmonizität ausgebremst wirst. Denn die Schwingungs­nive­aux sind ja in einem realen Molekül nicht äquidistant; je näher Du ans Dissoziations­limit kommst, desto enger liegen die Energien der Schwingungszustände.

Außerdem sind 2 eV nicht Infrarot, sondern liegen im Sichtbaren (620 nm, rot).

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