Aufgabe 1 · Abitur NRW Chemie GK · Versauerung der Meere 2025

Thema: Säure-Base-Reaktionen und pH-Wert · Aus der Prüfung GK · Versauerung der Meere (2025)

Aufgabenstellung

Kohlenstoffdioxid und die „Versauerung“ der Meere

In den letzten Jahrzehnten wurde von den Meeren vermehrt Kohlenstoffdioxid aus der Atmosphäre aufgenommen. Dadurch sinkt der pH-Wert des Meerwassers. Diesen Prozess bezeichnet man als „Ozeanversauerung“. Für Organismen, die ihre Schalen und Skelette aus Kalk aufbauen, wie z. B. Muscheln, Schnecken oder Korallen, stellt diese „Ozeanversauerung“ eine Gefährdung dar.

Material 1: Ein Modellexperiment zur „Ozeanversauerung“ [1]

In einer Broschüre des Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung in Kiel wird ein Modell-Experiment zur Veranschaulichung der „Ozeanversauerung“ beschrieben. Beobachtungen aus dem Versuch lassen sich zu den Prozessen in Verbindung bringen, die zwischen den obersten Wasserschichten der Meere und der Atmosphäre ablaufen.

Das Modell-Experiment läuft wie in der Abbildung dargestellt ab:

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Erklären Sie die im Modellexperiment genannten Farbveränderungen des Indikators unter Einbeziehung von Reaktionsgleichungen (M 1).

Aufgabenstellung: Aufgabe 1 · Abitur NRW Chemie GK · Versauerung der Meere 2025

Lösung

Nach den offiziellen Korrekturhinweisen

1 Erklären Sie die im Modellexperiment genannten Farbveränderungen des Indikators unter Einbeziehung von Reaktionsgleichungen (M 1).

Lösung: Erklären der Farbänderungen im Modellexperiment: - Das bei der Verbrennung der Kerze freigesetzte Kohlenstoffdioxid-Gas löst sich (teilweise) in der oberen Wasserschicht und reagiert (teilweise) mit Wasser zu Kohlensäure, welche anschließend (teilweise) protolysiert. - Dadurch steigt die Konzentration an Oxonium-Ionen in der oberen Wasserschicht und der pH-Wert sinkt, wodurch sich die Farbe des Indikators an der Wasseroberfläche von blau nach gelb verändert. Reaktionsgleichungen: H2O+CO2⇌H2CO3\mathrm{H_2O + CO_2 \rightleftharpoons H_2CO_3} H2CO3+H2O⇌HCO3−+H3O+\mathrm{H_2CO_3 + H_2O \rightleftharpoons HCO_3^- + H_3O^+}

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