Skip to content

Bachelor of Science (Chemie) Mystery Cache

Hidden : 11/27/2015
Difficulty:
5 out of 5
Terrain:
1.5 out of 5

Size: Size:   small (small)

Join now to view geocache location details. It's free!

Watch

How Geocaching Works

Please note Use of geocaching.com services is subject to the terms and conditions in our disclaimer.

Geocache Description:


Seid gegrüßt, dies ist der Zweite  einer Serie von Caches.
Alle drehen sich um die hier studierbaren Studiengänge.
Nummer Zwei wird der Bachelor of Science aus der Chemie sein.
Die Fragen können entweder durch Fachstudenten aus dem FF gelöst werden oder durch Recherche im Internet, d.h. alle Fragen sind sicher mit Google lösbar. Eleganter wäre natürlich das Nachschlagen in der Fachliteratur, ihr könnt also auch die Technisch-Naturwissenschaftliche Zweigbibliothek (TNZB) am Roten Platz aufsuchen, nachschlagen und dann frohlockend zum Final stürmen.

Das Chemiestudium ist gegliedert in vier Semester Grundstudium, bestehend aus 20 Modulen, und zwei Semestern Vertiefungsphase. Die Arbeit im Labor ist ein wichtiger Bestandteil des Studiums. In diesem Cache werden wegen dieser Komplexität nur die wichtigsten Bereiche zu sechs Frageblöcken zusammengefasst.

 

AC I - Allgemeine und Analytische Anorganische Chemie

Im Laborpraktikum zur „Allgemeinen anorganischen und analytischen Chemie“ spielt das Analysen-Kochen, unter den Studierenden besser bekannt als Ionen-Lotto, eine wichtige Rolle.

Heute bekommst du eine Gruppenanalyse, die folgende Ionen enthalten kann:
Kationen =      Na+, K+, NH4+, Mg2+, Ca2+, Sr2+, Ba2+, Mn2+/4+/7+, Co2+, Ni2+, Fe2+/3+
Anionen =       Cl-, Br-, I-, NO2-, NO3-, CO32-, SO42-, PO43-, S2-

Du machst folgende Nachweisversuche:
  1. Die Probe ist komplett und ohne Rückstand in H2O löslich.
  2. Flammenfärbung
    1. Die Probe zeigt im Bunsenbrenner eine intensiv orange-gelbe Färbung.
    2. Durch ein Kobaltglas siehst du eine weitere Farbe.
  3. Bei Zugabe von Dimethylglyoxim kommt es zu einer Fällung.
  4. Boraxperlen und Phosphorsalzperlen sind nicht grau, rot, blau oder violett.
  5. Bei Zugabe eines Blutlaugensalzes verfärbt sich die Lösung blau.
  6. Beim Zerreiben mit NaOH entsteht kein Geruch.
  7. Nach Zugabe von conc. H2SO4 steigen beim Erhitzen unterschiedlich farbige Dämpfe auf, aber es sprudelt nicht und es stinkt nicht nach faulen Eiern.
  8. Lunges Reagenz ist nur ohne Zinkgranalie negativ.
  9. Nach dem Ansäuern mit conc. HNO3 kommt es zu einer Fällung mit Silbernitrat.
  10. Dieser Niederschlag löst sich weder in verd. noch in conc. NH3.
  11. Bei Zugabe von BaCl2 bildet sich ein weißer, königswasser-beständiger Niederschlag.
  12. Wird die Lösung des Sodaauszugs mit conc. HNO3 und tropfenweise mit (NH4)2MoO4 versetzt bildet sich kein gelber Niederschlag.

Bilde aus den gefundenen Ionen Salze mit einem 1:1-Ionenverhältnis und bestimme die Summe ihrer Molmassen. Runde auf eine Nachkommastelle und bilde die Quersumme.
[Hint verfügbar.]
Die Lösung IST eindeutig, egal wie man die Ionen kombiniert, wenn man auf die Ionenladungen achtet!

 

AC II - Chemie der Metalle: Komplexverbindungen

Im zweiten Semester dreht sich alles um Metalle. Dabei werden Festkörperstrukturen, Synthesen, Halbleiter/Supraleiter und eben Komplexe behandelt.

  1. Bei welchen Elektronenkonfigurationen (dx) des Zentralatoms sind im okta- & tetraedrischen Ligandenfeld „high-spin“-Komplexe möglich? Bilde die Summe der Elektronenanzahl.
  2. Welche Elektronenkonfiguration (dx) bildet bevorzugt quadratisch-planare Komplexe?
  3. Welcher der folgenden Komplexe ist nicht tetraedrisch?
    • [NiCl4]2- (Lösung = 12)
    • [Ni(CN)4]2- (Lösung = 3)
    • [Ni(CN)4]4- (Lösung = 6)
    • Ni(CO)4 (Lösung = 9)
  4. Ordne folgende Komplexe nach abnehmendem Paramagnetismus. (Bilde entsprechend der Reihenfolge aus den angegebenen Ziffern eine vierstellige Zahl.)
    • [Fe(CN)6]4- (3)
    • [Fe(CN)6]3- (4)
    • [Fe(H2O)6]3+ (2)
    • [Fe(H2O)6]2+ (1)

Bilde die Summe der Einzelantworten und teile durch 9.

 

OC I - Organische Chemie

In einer Markovnikov-Addition reagiert C2H4 mit dem Stoff X. Das 1H NMR-Spektrum des Produkts steht im Anhang.

  1. Wie viele Singuletts und Tripletts zeigt das Spektrum? Addiere die Anzahl.
  2. Was war der Reaktionspartner?
    1. NH3
    2. H2O
    3. HF
    4. PH3
    5. SiH4
  3. In welchen weiteren NMR-Spektren hätte man Signale? (Addiere die Massezahlen.)
    1. 13C
    2. 15N
    3. 17O
    4. 19F
    5. 29Si
    6. 31P

Bilde die Summe der Einzelantworten.

 

OC II - Synthesechemie, Mechanismen und Stereochemie

Ein Isomer des Butylbenzol ist ein Ausgangsstoff für die Synthese eines bekannten Analgetikums. Die Synthese ist nicht enantioselektiv.

  1. Welche Art der Konstitutions- oder Strukturisomerie liegt bei den Butylbenzolen vor?
    1. Funktionsisomerie
    2. Skelettisomerie
    3. Stellungsisomerie
    4. Bindungsisomerie
  2. Wie viele konfigurationsisomere Butylbenzole gibt es?
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
  3. Wie heißt der erste Reaktionsschritt der Synthese des pharmakologischen Wirkstoffs?
    1. Friedel-Crafts-Alkylierung
    2. Friedel-Crafts-Acylierung 
    3. Raney-Reduktion
    4. Darzens-Glycidester-Kondensation
  4. Bei welchem Syntheseschritt kommt es zur Racemisierung?
    • Schritt 1
    • Schritt 2
    • Schritt 3
  5. Gegeben ist folgende Strukturformel des Produkts I. Bestimme die absolute Konfiguration nach Cahn-Ingold-Prelog. Welche Aussagen sind richtig? (Multipliziere die Antwortziffern miteinander.)
    1. Das Produkt I hat R-Konfiguration.
    2. Das Produkt I hat S-Konfiguration.
    3. Der Alkylrest hat Priorität 1.
    4. Der Arylrest hat Priorität 2.
    5. Der Carboxylrest hat Priorität 3.

Bilde die Summe der Einzelantworten.

 

PC - Physikalische Chemie: Thermodynamik

Gitterenergie

Der Born-Haber-Kreisprozess basiert auf dem 1. Hauptsatz der Thermodynamik und dem Satz von Hess. Er beschreibt die Summe aller Energien der bei der Reaktion ablaufenden Schritte. Nicht alle Energien dieser einzelnen Teilreaktionen kann man messen, aber mit Hilfe des Kreisprozesses ausrechnen, wenn die anderen bekannt sind.

Berechne den Betrag der Gitterenergie [Hint verfügbar] von CaCl2 bei der Reaktion von Calcium mit Chlor. Gegeben sind:

  • Elektronenaffinität von Cl: -349 kJ/mol
  • Sublimationsenthalpie von Ca: 178 kJ/mol
  • 2. Ionisierungsenthalpie von Ca: 1146 kJ/mol
  • Reaktionsenthalpie : -795 kJ/mol
  • Bindungsenthalpie von Cl2: 244 kJ/mol
  • Ionisierungsenthalpie von Ca: 590 kJ/mol

Löst man Na2SO4 * 10 H2O in Wasser, stellt man eine Abkühlung des Wassers fest. Welche der folgenden Aussagen sind wahr? (Addiere die Antwortziffern.) [Hint verfügbar.]

  1. Solvatationsenergie spielt keine Rolle.
  2. Die Gitterenergie von Na2SO4 ist positiv.
  3. Die Gitterenergie von Na2SO4 ist negativ.
  4. Der Vorgang ist endotherm.
  5. Der Vorgang ist exotherm.
  6. Der Vorgang ist exergon.
  7. Der Vorgang ist endergon.
  8. Die Gibbs-Energie ist negativ.
  9. Die Gibbs-Energie ist 0.
  10. Die Gibbs-Energie ist 1.

Bilde die Summe der Einzelantworten.

 

TC - Theoretische Chemie: Orbitale

Ein Atomorbital ist in den quantenmechanischen Modellen der Atome die räumliche Wellenfunktion eines einzelnen Elektrons in einem quantenmechanischen Zustand, meist in einem stationären Zustand. Sie stellen also Aufenthaltswahrscheinlichkeitsräume für Elektronen dar und sind Lösungen der Schrödinger-Gleichung.

  1. Wie viele Elemente wird es mit der Quantenzahl n=8 geben? [Hint verfügbar.]
  2. Welche Ordnungszahl wird das Edelgas der 8. Periode haben?
  3. Welchen Buchstaben hat die Unterschale mit der Quantenzahl l=4?
    1. d
    2. g
    3. f
    4. h 
  4. Wie viele Elektronen kann sie umfassen?
    • 10
    • 9
    • 7
    • 18

Bilde die Summe der Einzelantworten und teile durch 4.

 

Bachelorprüfung:
(Berechnung des Finals)

N: 49° 34.[(OCI*OCII)+(PC+3*ACII-TC)/10]
E: 11° 01.[(ACI+ACII+TC)*2]

Zum Überprüfen ein Geochecker.

Für die drei Erstfindenden gibt es was tolles, was die Hälfte der Studis anfertigen muss. Danke an M.H. für das Bereitstellen!
Bitte das Logbuch im Analysenbecher lassen!

Additional Hints (Decrypt)

[AC I]: Rf unaqryg fvpu hz qvr Zvfpuhat qervre (jnffreservre) Ervafgbssr. Qnf Dhrecebqhxg qre Zbyznffrafhzzr vfg 0.
[PC]: Qvr (refgr) Dhrefhzzr orvz Retroavf nhf qrz Obea-Unore-Xervfcebmrff vfg 14.
Tvggreraretvr (Zbegvzre 2003) - Servtrfrgmgr Raretvr, jraa Vbara nhf qrz Tnfmhfgnaq mh rvarz Vbaraxevfgnyy mhfnzzratrsütg jreqra.
[TC]: Zna xöaagr nhpu anpu qrz irenygrgra "Fpunyrazbqryy qre Ryrxgebarauüyyr" omj. anpu qre "Ryrxgebaraxbasvthengvba" qvr Namnuy orerpuara. Avpug nomäuyra, qnsüe tvog rf rvar Sbezry!
[Final]: Fcvaryyfgehxghe qre Ryrzragr zvg qra Beqahatfmnuyra 8 haq 26. Znapuzny vfg qre qverxgr Jrt, qra zna fvrug, trfcreeg - qnaa svaqrg zna naqrer, nore vzzre abpu yrtnyr (!) Jrtr.

Decryption Key

A|B|C|D|E|F|G|H|I|J|K|L|M
-------------------------
N|O|P|Q|R|S|T|U|V|W|X|Y|Z

(letter above equals below, and vice versa)