Aufgabe 3.5 · Abitur Hessen Chemie LK 2022

Material 1

Verfahren zur Herstellung von Salpetersäure

Schritt 1: Beim Birkeland-Eyden-Verfahren wird der in der Luft enthaltene Stickstoff bei Temperaturen von bis zu $3000\,^\circ\mathrm{C}$ mit dem in der Luft enthaltenen Sauerstoff zu Stickstoffmonooxid umgesetzt.

Schritt 2: Beim Abkühlen reagiert Stickstoffmonooxid mit Luftsauerstoff weiter zu Stickstoffdioxid.

Schritt 3: Stickstoffdioxid wird in Wasser eingeleitet und reagiert zu einem Gemisch aus Salpetersäure ($\mathrm{HNO_3}$) und Salpetriger Säure ($\mathrm{HNO_2}$).

Schritt 4: Salpetrige Säure zerfällt ohne weitere Reaktionspartner in Wasser, Salpetersäure und Stickstoffmonooxid.

Material 2

Molare Standardbildungsenthalpien

Name des Stoffes · molare Standardbildungsenthalpie

$\Delta_\mathrm{f}\mathrm{H}_\mathrm{m}^0\ \left[\frac{\mathrm{kJ}}{\mathrm{mol}}\right]$

Stickstoffdioxid$_{(\mathrm{g})}$ · $+33$

Stickstoffmonooxid$_{(\mathrm{g})}$ · $+90$

Material 3

$\mathrm{pK_S}$-Werte von Salpetersäure und Salpetriger Säure

$\mathrm{pK_S}\text{-Wert A: } 3{,}15$

$\mathrm{pK_S}\text{-Wert B: } -1{,}3$

Material 6

3.5 Formulieren Sie für die Reaktion von Salpetersäure mit dem entsprechenden mehrwertigen Alkohol (die Molekülstruktur dieses Alkohols beinhaltet mehrere Hydroxy-Gruppen) zum Reaktionsprodukt Pentaerythrittrinitrat (Material 6) die Reaktionsgleichung unter Verwendung von Strukturformeln mit allen bindenden und nicht bindenden Elektronenpaaren für die organischen Moleküle. [3 BE]

Hinweis: In der Strukturformel der Nitro-Gruppe liegt an einzelnen Atomen eine Formalladung vor.

Benennen Sie alle zwischenmolekularen Wechselwirkungen, die zwischen den Molekülen des Pentaerythrittrinitrats vorliegen, und beschreiben Sie, durch welche funktionelle Gruppe die stärkste dieser Wechselwirkungen zustande kommt. [3 BE]