[Feuerkerk]

Ich hab hier vier Aufgaben, in Bezug auf deren Lösung ich mir unsicher bin bzw. bei einer davon hab ich keinen wirklichen Ansatz. Wäre für jegliche Hilfe dankbar.

1. Brezel werden vor dem Backen mit Natronlauge behandelt. Während des Backvorgangs reagiert das durch das Backen aus dem Hefeteig freigesetzte Kohlenstoffdioxid mit der Brezellauge unter Bildung von Natriumhydrogencarbonat und somit verschwindet die ätzende Wirkung der Lauge.
a) Erklären Sie die Vorgehensweise eines Bäckers, der eine 4%ige Brezellauge herstellen will.
4ml Natron und 96ml Wasser mischen (?)
b) Berechnen Sie den pH-Wert dieser 4%igen Lösung.
Für die Konzentration der Natronlauge ergibt sich 0,0018 mol/l, also pOH=2,74 und pH=11,26 (?)
c) Formulieren Sie die Reaktionsgleichung, wodurch die ätzende Wirkung der Lauge verloren geht.
Keine Ahnung, was die von mir wollen... CO₂+NaHCO₃(aq) -> NaHCO₃(s)+CO₂ oder wie?

2. Erklären Sie die Wirkung von Ammoniumsulfat auf den Boden unter Verwendung von Reaktionsgleichungen.
Ist Ammoniumsulfat ein Ampholyt? Wenn ja, reagiert es eben mit 2 Wassermolekülen, einmal unter Bildung von 2NH₃+2H₃O^+ + SO₄-; und dann unter Bildung von 2NH₄+ +H₂SO₄+2OH-, oder?

3. Zur Behandlung von Sodbrennen können Medikamente eingenommen werden, die Magnesiumoxid enthalten. Berechnen Sie die Masse an Magnesiumoxid, die eine Person einnehmen muss, damit der pH-Wert auf 4 ansteigt, wenn ihr Mageninhalt zuvor bei einem Volumen des Magensaftes von 250ml einen pH-Wert von 1 aufweist.
Keine Ahnung, wie ich das angehen soll...

4. Kalkhaltiges Wasser stellt im Haushalt ein leidiges Problem dar. Das in Wasser lösliche Calciumhydrogencarbonat Ca(HCO₃)₂ steht dabei in einem chemischen Gleichgewicht mit Kohlensäure und Calciumcarbonat. Vor allem beim Erhitzen von Wasser setzt sich schwerlösliche Calciumcarbonat ab.
In kaltem Wasser liegt das Gleichgewicht auf der Seite des Calciumhydrogencarbonats.
Der Calciumcarbonatgehalt nimmt beim Erhitzen von kalkhaltigem Wasser enorm zu. Begründen Sie den Sachverhalt und erklären Sie, warum sich das ursprüngliche Gleichgewicht des Wassers nicht mehr wieder ausbildet. Formulieren Sie die notwendige Gleichung.
Die Spaltung von Calciumhydrogencarbonat zu Kohlensäure und Calciumcarbonat ist eine endotherme Reaktion, also führt Erhitzen zur Verschiebung des Gleichgewichts zu Kohlensäure und Calciumcarbonat. Deswegen nimmt der Calciumcarbonatgehalt zu.
Ca(HCO₃)₂ -> H₂CO₃+CaCO₃ (s)
Das Gleichgewicht bildet sich deshalb nicht wieder aus, weil das Calciumcarbonat sich absetzt (?)

[Demetrios]

1. Brezel werden vor dem Backen mit Natronlauge behandelt. Während des Backvorgangs reagiert das durch das Backen aus dem Hefeteig freigesetzte Kohlenstoffdioxid mit der Brezellauge unter Bildung von Natriumhydrogencarbonat und somit verschwindet die ätzende Wirkung der Lauge.
a) Erklären Sie die Vorgehensweise eines Bäckers, der eine 4%ige Brezellauge herstellen will.
4ml Natron und 96ml Wasser mischen (?)

Lustigerweise enthält Natronlauge kein Natron. Natronlauge ist eine NaOH-Lösung, Natron ist das gleiche wie Natriumhydrogencarbonat.
Bei Prozentangaben, wo nichts weiter beisteht, sind in der Regel Massenprozente gemeint. Natriumhydroxid NaOH in Mililitern abzumessen dürfte dem Bäcker auch schwer fallen, da es ein Feststoff ist.
Er würde also 96 g (entspricht 96 mL) Wasser mit 4 g Natriumhydroxid mischen.

Volumenprozente sind relativ unpraktikabel: in der Regel ist das Volumen konzentrationsabhängig. Der Masse ist sowas aber egal.

b) Berechnen Sie den pH-Wert dieser 4%igen Lösung.
Für die Konzentration der Natronlauge ergibt sich 0,0018 mol/l, also pOH=2,74 und pH=11,26 (?)

Du gehst vom falschen Stoff aus. Und die Konzentration ist natürlich auch falsch, weil du oben von Volumenprozenten ausgegangen bist.

c) Formulieren Sie die Reaktionsgleichung, wodurch die ätzende Wirkung der Lauge verloren geht.
Keine Ahnung, was die von mir wollen... CO₂+NaHCO₃(aq) -> NaHCO₃(s)+CO₂ oder wie?

Nein. Es reagieren Kohlendioxid und Natriumhydroxid.
NaOH + CO₂ -> NaHCO₃

2. Erklären Sie die Wirkung von Ammoniumsulfat auf den Boden unter Verwendung von Reaktionsgleichungen.
Ist Ammoniumsulfat ein Ampholyt? Wenn ja, reagiert es eben mit 2 Wassermolekülen, einmal unter Bildung von 2NH₃+2H₃O^+ + SO₄-; und dann unter Bildung von 2NH₄+ +H₂SO₄+2OH-, oder?

Ammoniumsulfat ist erstmal (NH₄)₂SO₄. Das hydrolysiert, wobei das Ammoniumion schwach sauer reagiert und das Sulfation quasi gar nichts tut.

3. Zur Behandlung von Sodbrennen können Medikamente eingenommen werden, die Magnesiumoxid enthalten. Berechnen Sie die Masse an Magnesiumoxid, die eine Person einnehmen muss, damit der pH-Wert auf 4 ansteigt, wenn ihr Mageninhalt zuvor bei einem Volumen des Magensaftes von 250ml einen pH-Wert von 1 aufweist.
Keine Ahnung, wie ich das angehen soll...

Du hast zunächst gegeben: die Konzentration der Magensäure (HCl) über den pH-Wert und dessen Volumen. Daraus kannst du die Stoffmenge der H+ berechnen, bevor du das Magnesia schluckst. Das gleiche machst du mit der Stoffmenge von H+ bei pH=4. Die Differenz ist die Stoffmenge, die neutralisiert werden soll.
Aus der Reaktionsgleichung
MgO + 2 HCl -> MgCl₂ + H₂O
geht hervor, dass du ein halbes Mol Magnesia für jedes neutralisierte Mol Salzsäure brauchst. Das heißt:
n(MgO) = 1/2 n(HCl)
wobei n(HCl) die Differenz der beiden oben berechneten Stoffmengen (bei pH=4 und pH=1) ist. Stoffmenge in Masse umrechnen solltest du hinkriegen, falls nicht, frag.

4. Kalkhaltiges Wasser stellt im Haushalt ein leidiges Problem dar. Das in Wasser lösliche Calciumhydrogencarbonat Ca(HCO₃)₂ steht dabei in einem chemischen Gleichgewicht mit Kohlensäure und Calciumcarbonat. Vor allem beim Erhitzen von Wasser setzt sich schwerlösliche Calciumcarbonat ab.
In kaltem Wasser liegt das Gleichgewicht auf der Seite des Calciumhydrogencarbonats.
Der Calciumcarbonatgehalt nimmt beim Erhitzen von kalkhaltigem Wasser enorm zu. Begründen Sie den Sachverhalt und erklären Sie, warum sich das ursprüngliche Gleichgewicht des Wassers nicht mehr wieder ausbildet. Formulieren Sie die notwendige Gleichung.
Die Spaltung von Calciumhydrogencarbonat zu Kohlensäure und Calciumcarbonat ist eine endotherme Reaktion, also führt Erhitzen zur Verschiebung des Gleichgewichts zu Kohlensäure und Calciumcarbonat. Deswegen nimmt der Calciumcarbonatgehalt zu.
Ca(HCO₃)₂ -> H₂CO₃+CaCO₃ (s)
Das Gleichgewicht bildet sich deshalb nicht wieder aus, weil das Calciumcarbonat sich absetzt (?)

Kohlensäure gibts nicht so wirklich. Naja.
Wenn sich das Hydrogencarbonat zersetzt, haut Kohlendioxid als Gas ab. Was weg ist, kann auch nicht zurückreagieren.

[Feuerkerk]

Danke für deine Hilfe!

Du gehst vom falschen Stoff aus. Und die Konzentration ist natürlich auch falsch, weil du oben von Volumenprozenten ausgegangen bist.

Hab als neues Ergebnis für die Konzentration 0,042 mol/l, pOH=3,98 und somit pH=10,02. Stimmt das?

Du hast zunächst gegeben: die Konzentration der Magensäure (HCl) über den pH-Wert und dessen Volumen. Daraus kannst du die Stoffmenge der H+ berechnen, bevor du das Magnesia schluckst. Das gleiche machst du mit der Stoffmenge von H+ bei pH=4. Die Differenz ist die Stoffmenge, die neutralisiert werden soll.
Aus der Reaktionsgleichung
MgO + 2 HCl -> MgCl₂ + H₂O
geht hervor, dass du ein halbes Mol Magnesia für jedes neutralisierte Mol Salzsäure brauchst. Das heißt:
n(MgO) = 1/2 n(HCl)
wobei n(HCl) die Differenz der beiden oben berechneten Stoffmengen (bei pH=4 und pH=1) ist. Stoffmenge in Masse umrechnen solltest du hinkriegen, falls nicht, frag.

Ich denk, ich habs verstanden, auch wenn es fraglich ist, ob ich das in der Klausur hinbekommen würde. Hab für m(MgO) 0,5g raus...

[Demetrios]

Hab als neues Ergebnis für die Konzentration 0,042 mol/l, pOH=3,98 und somit pH=10,02. Stimmt das?

Ne, die Natronlauge ist 1-molar:
4g NaOH entsprechen 0.1 mol NaOH. Hochgerechnet auf 1 L ergibt sich 1 mol NaOH.

Ich denk, ich habs verstanden, auch wenn es fraglich ist, ob ich das in der Klausur hinbekommen würde. Hab für m(MgO) 0,5g raus...

Stimmt

[Feuerkerk]

Ne, die Natronlauge ist 1-molar:
4g NaOH entsprechen 0.1 mol NaOH. Hochgerechnet auf 1 L ergibt sich 1 mol NaOH.

Also ist c(NaOH)=1mol/l? Dann wäre pOH=0 und pH=14?

[Demetrios]

Ja, genau.

[Feuerkerk]

Ok, dann noch mal vielen Dank für die Hilfe.