Beispielaufgaben

Im Folgenden findest du drei neue interne Übungsaufgaben, die wir analog zu den offiziellen Beispielaufgaben aus der ITB-Infobroschüre für unseren Vorbereitungskurs entwickelt haben. Sie prüfen dieselben Kompetenzen (chemisches Schul- und Oberstufenwissen) auf vergleichbarem Niveau und werden ausschließlich intern im Kurs eingesetzt. Plane für die drei Aufgaben zusammen etwa 2 Minuten Bearbeitungszeit ein – im Echttest hast du im Schnitt rund 40 Sekunden pro Frage.

Übungsaufgabe 1

Im Periodensystem der Elemente lassen sich aus der Stellung eines Elements zentrale Eigenschaften ableiten. Eine wichtige Größe ist die Elektronegativität (EN) nach Pauling, die das Bestreben eines Atoms beschreibt, in einer kovalenten Bindung Bindungselektronen an sich zu ziehen.

Frage: Welche der folgenden Aussagen über die Elektronegativität ist korrekt?

    1. Innerhalb einer Hauptgruppe nimmt die EN von oben nach unten zu.
    1. Innerhalb einer Periode nimmt die EN von links nach rechts ab.
    1. Fluor besitzt die höchste EN aller Elemente.
    1. Edelgase besitzen generell die höchsten EN-Werte des Periodensystems.
    1. Metalle haben in der Regel höhere EN-Werte als Nichtmetalle.

Richtig ist Option C.

Fluor steht oben rechts im Periodensystem (ohne Edelgase) und hat mit ca. 4,0 die höchste Pauling-EN. Innerhalb einer Periode steigt die EN nach rechts, innerhalb einer Hauptgruppe nimmt sie nach unten ab (A und B falsch). Edelgase werden bei Pauling traditionell nicht bzw. nur eingeschränkt mit EN-Werten belegt, da sie kaum Bindungen eingehen (D falsch). Nichtmetalle haben höhere EN-Werte als Metalle (E falsch).

Übungsaufgabe 2

Bei vielen Redoxreaktionen ist es notwendig, die Oxidationszahl eines Elements innerhalb einer Verbindung zu bestimmen. Dabei gelten u. a. die Regeln, dass Sauerstoff in der Regel die Oxidationszahl −II besitzt, Wasserstoff in der Regel +I, und die Summe aller Oxidationszahlen der Ladung des Teilchens entspricht.

Frage: Welche Oxidationszahl besitzt das Mangan-Atom im Permanganat-Anion (MnO₄⁻)?

    1. +IV
    1. +V
    1. +VI
    1. +VII
    1. +VIII

Richtig ist Option D: +VII.

Vier Sauerstoffatome tragen jeweils −II, also insgesamt −8. Da das Ion einfach negativ geladen ist, muss gelten: x + (−8) = −1, woraus x = +7 folgt. Mangan liegt also in der höchsten Oxidationsstufe +VII vor – charakteristisch für das stark oxidierend wirkende Permanganat.

Übungsaufgabe 3

Säuren werden quantitativ über ihre Säurekonstante \(K_S\) bzw. den daraus abgeleiteten pKₛ-Wert charakterisiert. Je nach Stärke unterscheidet man starke, mittelstarke und schwache Säuren. Für eine schwache, einprotonige Säure mit der Konzentration \(c_0\) gilt näherungsweise:

\[ \mathrm{pH} \approx \tfrac{1}{2}\,(\mathrm{p}K_S - \log c_0) \]

Frage: Welchen pH-Wert besitzt eine wässrige Essigsäure-Lösung mit \(c_0 = 0{,}1\ \text{mol/L}\) und \(\mathrm{p}K_S = 4{,}75\) näherungsweise?

    1. 1,0
    1. 2,4
    1. 2,9
    1. 3,4
    1. 4,8

Richtig ist Option C: 2,9.

Mit \(\log(0{,}1) = -1\) ergibt sich:

\[ \mathrm{pH} \approx \tfrac{1}{2}\,(4{,}75 - (-1)) = \tfrac{1}{2}\cdot 5{,}75 \approx 2{,}88 \]

Das passt zur Erfahrung, dass Essigsäure als schwache Säure trotz \(c_0 = 0{,}1\ \text{mol/L}\) deutlich weniger sauer reagiert als eine gleich konzentrierte starke Säure (z. B. HCl mit pH = 1).

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