Kapitel 7: Kohlenstoff

  1. Warum ist Graphit weich und Diamant hart? S. 238.
  2. Natürliche als auch synthetische Diamanten sind oft gefärbt. Welche Farben kommen vor und wie sind sie zu erklären? S. 241.
  3. Das Fulleren C60 hat 90 CC-Bindungen, von denen die 60 zwischen den 6-Ringen einen Kernabstand von 139 pm und die restlichen 30 zwischen einem 6-Ring und einem 5-Ring Abstände von 145 pm aufweisen. Vergleichen Sie diese CC-Kernabstände mit den Werten für andere ungesättigte und aromatische Kohlenstoffverbindungen (siehe Tab. 4.7) und schließen Sie daraus auf die mittlere Bindungsenthalpie (Abb. 4.5).
  4. Wie viele Linien beobachtet man in den 13C-NMR-Spektren von C60 und C70? S. 245.
  5. Was versteht man unter der isolated pentagon rule bei Fullerenen? S. 245.
  6. Was versteht man unter einwandigen und mehrwandigen Kohlenstoff-Nanoröhren? S. 247.
  7. Wie wird Ruß industriell hergestellt und wofür wird er verwendet? S. 249.
  8. Welche radioaktiven Isotope von Nichtmetallen sind von großem Nutzen? S. 233.
  9. Schreiben Sie die Reaktionsgleichung für die technische Herstellung von Calciumcarbid aus Kalkstein auf. S. 235.
  10. Für welche großtechnischen Synthesen wird Methan verwendet (mindestens drei Beispiele)? Schreiben Sie die entsprechenden Reaktionsgleichungen auf. S. 149, 257, 260, 264.
  11. Warum ist CO für Menschen schon in geringer Konzentration sehr giftig und CO2 dagegen kaum? S. 257.
  12. Ethan verbrennt in Sauerstoff zu CO2 und H2O. Berechnen sie für diese Reaktion die Standard-Reaktionsenthalpie unter Verwendung der mittleren Bindungsenthalpien in Tabelle 4.1. Berechnen Sie auch die Enthalpie für den Fall, dass CO statt CO2 gebildet wird.
  13. In der Europäischen Union stößt ein PkW durchschnittlich 160 g CO2 pro Kilometer aus (Stand 2008). Wie viel CO2 wird danach bei einer jährlichen Laufleistung von 10 000 km pro Fahrzeug produziert? Wie viel Kilogramm Kraftstoff (Benzin oder Dieselöl) werden dabei pro Jahr verbrannt, wenn der Durchschnittsverbrauch 8 L/km beträgt?
  14. Was versteht man unter einem überkritischen Lösungsmittel? Kennen Sie Beispiele und Anwendungen?
  15. Wie lässt sich mechanistisch erklären, dass die Aktivierungsenergie der Zersetzung von gasförmigem H2CO3 zu CO2 und H2O sinkt, wenn von vornherein ein Molekül H2O zugegen ist? S. 261.
  16. Zeichnen Sie die Lewis-Strukturformel der Anionen im festen Salz KHCO3. Welche Konformation hat der Ring? S. 180, 263.
  17. Als saurer Regen wird jeder Niederschlag mit einem pH-Wert von <5.6 bezeichnet. Warum 5.6 und nicht 7.0? S. 261.
  18. Die CO2-Konzentration der Atmosphäre steigt seit mehreren Jahren sehr stark an. Wie hoch ist diese Konzentration zurzeit ungefähr? S. 233.
  19. Wie wird Hydrogencyanid industriell hergestellt und wofür wird diese Verbindung trotz ihrer extremen Giftigkeit in großem Umfang verwendet? S. 264.