Einordnung
Diese Abituraufgabe enthält Inhalte aus der Säure-Base-Chemie, die LK-Version steift zusätzlich das Gebiet der Organischen Reaktionsmechanismen.
Zur Aufgabenstellung
Aufgabe 1
In der ersten Teilaufgabe sollen Sie zunächst den Begriff der Protolyse am Beispiel der Reaktion von Blausäure HCN mit Wasser erläutern.
Dann kommt eine kleine Rechenaufgabe, bei der die Massenkonzentration einer unbekannten Blausäure-Lösung berechnet werden soll.
Mit dem so ermittelten Ergebnis soll dann das Gefährdungspotenzial der entnommenen Probe beurteilt werden. Ist die Blausäure-Konzentration so hoch, dass die Fische, die in dem Fluss leben, gefährdet sind?
Am Ende der Aufgabe 1 sollte dann erklärt werden, wieso der Äquivalenzpunkt der Titration mit NaOH im alkalischen Bereich liegt.
Aufgabe 2
In der zweiten Teilaufgabe geht es um Redoxreaktionen, genauer gesagt um die Synthese von Blausäure aus Ammoniak, Methan und Sauerstoff. Die Schüler(innen) sollten hier die Reaktionsgleichung für diese Synthese ermitteln.
Als Nächstes sollte anhand der Oxidationszahlen überprüft werden, ob es sich bei dieser Synthese um eine Redox-Reaktion handelt.
Die letzte Teilaufgabe der Aufgabe 2 ist es, zu begründen, dass es sich bei der Umsetzung von Ammoniumchlorid NH4Cl und Natriumcyanid NaCN um eine Säure-Base-Reaktion handelt.
Aufgabe 3
In der dritten Aufgabe geht es um die Säurestärke von Blausäure. Es soll erläutert werden, wieso Blausäure mit Hilfe von Kohlensäure aus Cyanid-haltigen Lösungen freigesetzt werden kann.
In den fachspezifischen Vorgaben wird dann noch erwähnt, wie Blausäure-Reste entsorgt werden können, nämlich mit Hilfe von 30%iger H2O2-Lösung (Wasserstoffperoxid). Dabei entstehen Cyanat-Ionen OCN-, die dann langsam zu NH3-Molekülen und HCO3--Ionen hydrolysieren.
Die Schüler(innen) sollen nun mithilfe von Reaktionsgleichungen diese Umsetzung erläutern.
LK-Version
In der LK-Version finden sich vier Teilaufgaben, die deutlich komplexer sind als die der GK-Version.
Die erste Teilaufgabe der GK-Version wurde komplett weggelassen (Säure-Base-Theorie nach BRÖNSTED erklären), für den LK ist das wohl zu einfach.
Die erste Teilaufgabe der LK-Version entspricht ungefähr der zweiten Teilaufgabe der GK-Version, die industrielle Herstellung von HCN soll mit Reaktionsgleichungen unter Angabe von Oxidationszahlen erläutert werden.
In der zweiten Teilaufgabe geht es um eine organische Synthese, nämlich die STRECKER-Synthese. Die im Material abgebildete Reaktion von Ammoniak und Isobutanal zu einem Zwischenprodukt soll erläutert werden, und zwar in Einzelschritten. Auch der zweite Reaktionsschritt, die Hydrolyse der C-N-Dreifachbindung, soll dann erläutert werden. Eine ähnliche Reaktion findet sich auf der Seite "Vom Propan zum Plexiglas" unter "Reaktion 8 - 10".
In der dritten Teilaufgabe geht es wieder zurück zur Säure-Base-Chemie. Durch eine Säure-Base-Titration wird der Blausäure-Gehalt von Abwasser bestimmt; hier muss also eine typische Konzentrationsberechnung durchgeführt werden. Dann soll beurteilt werden, wie groß das Gefährdungspotenzial bei der Einleitung des Abwassers ist. Das entspricht ungefähr der GK-Version der Aufgabe.
In der vierten Teilaufgabe soll ein Versuch zur Titration von HCN mit NaOH geplant werden. Die pH-Werte zu verschiedenen Stadien der Titration sollen berechnet werden (Anfang, Halbäquivalenzpunkt, Äquivalenzpunkt, Endpunkt). Außerdem soll der Verlauf der Titrationskurve skizziert werden.