Aufgabe 1 · Abitur NRW Chemie LK · Herstellung und Verwendung von Gase 2026

Material 1: Herstellung von Gasen mithilfe einer einfachen Gasentwicklungsapparatur [1] – [4]

Gase können auf unterschiedliche Art und Weise hergestellt werden. Eine für den Laborgebrauch geeignete Methode ist die Reaktion einer Flüssigkeit mit einem Feststoff (Tab. 1).

Tab. 1: Ausgewählte Gasentwicklungsreaktionen [1], [2]

Nr. · vorgelegter Feststoff · zugegebene Flüssigkeit · Reaktionsprodukte

1 · Natriumchlorid · Schwefelsäure, konz. · Chlorwasserstoff und Natriumsulfat

2 · Chlorkalk, vereinfacht $\text{CaCl(OCl)}$ (Calciumchloridhypochlorit) · Salzsäure · Chlor, Calciumchlorid und Wasser

In der Schule wird dafür häufig eine einfache Gasentwicklungsapparatur genutzt (Abb. 1). Durch Auftropfen von konz. Schwefelsäure auf Natriumchlorid entsteht Chlorwasserstoff und entweicht über den seitlichen Ansatz.

Der mit dieser Methode hergestellte Chlorwasserstoff kann aufgefangen und anschließend in Wasser eingeleitet werden, wobei sich Salzsäure bildet. Die Stoffmengenkonzentration der Lösung kann im Anschluss experimentell bestimmt werden.

Tab. 2: Thermodynamische Daten ausgewählter Verbindungen (bei $T = 298{,}15\text{ K}$, $p = 101{,}325\text{ kPa}$) [3]

· $\Delta_{\text{f}}H^\circ\text{ in }\frac{\text{kJ}}{\text{mol}}$ · $S^\circ\text{ in }\frac{\text{J}}{\text{K}\cdot\text{mol}}$

$\text{NaCl (s)}$ · $-411$ · $72$

$\text{HCl (g)}$ · $-92$ · $187$

$\text{H}_2\text{SO}_4\text{ (l)}$ · $-814$ · $157$

$\text{Na}_2\text{SO}_4\text{ (s)}$ · $-1387$ · $150$

1 Formulieren Sie die Reaktionsgleichung für die Herstellung von Chlorwasserstoff unter Angabe von Aggregatzuständen (M 1).

Berechnen Sie die notwendige Masse an Natriumchlorid für die Herstellung eines Liters Chlorwasserstoff bei $T = 298{,}15\text{ K}$ und $p = 101{,}325\text{ kPa}$ (M 1).

Leiten Sie das Vorzeichen der Änderung der Entropie für die Herstellung von Chlorwasserstoff aus den Versuchsbeobachtungen ab (M 1).

Berechnen Sie die Änderung der Enthalpie und die Änderung der Entropie für die Herstellung von Chlorwasserstoff (M 1).