Aufgabe 1 · Abitur NRW Chemie LK · Säurehaltige Reiniger im Bad 2026

2 Material

Material 1: Säuren in Entkalkern [1]

Entkalker sorgen für eine Reaktion von Säuren mit schwerlöslichem Kalk (Calciumcarbonat, $M(\mathrm{CaCO_3}) = 100{,}1\,\frac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}}$) zu einem wasserlöslichen Salz und Kohlenstoffdioxid. Dafür wird in Bädern häufig Essigsäure-Lösung (Ethansäure-Lösung) eingesetzt, bei starken Verkalkungen auch Salzsäure.

Bestehen Wasserhähne oder Duschköpfe aus Messing (eine goldfarbene Legierung aus Kupfer und Zink), so kann es durch die Behandlung mit einer sauren Lösung zu einer rötlichen Verfärbung der Oberfläche kommen.

Material 2: Testverfahren für Kalkreiniger [2]

Um die Wirksamkeit unterschiedlicher Kalkreiniger zu vergleichen, wird folgendes Verfahren vorgeschlagen: Marmorplatten werden gewogen und dann in den entsprechenden Reiniger gelegt. Marmor besteht überwiegend aus Calciumcarbonat. Nach einer festgelegten Einwirkzeit wird die Marmorplatte abgespült, getrocknet und die Masse erneut bestimmt. Die Tests werden jeweils mit $1{,}00\,\mathrm{L}$ Kalkreiniger durchgeführt.

Ein untersuchter Kalkreiniger enthält Salzsäure. Der Massenanteil von Chlorwasserstoff ($M(\mathrm{HCl}) = 36{,}5\,\frac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}}$) beträgt laut Herstellerangabe $3\,\%$ (Dichte des Reinigers: $\rho = 1{,}01\,\frac{\mathrm{g}}{\mathrm{mL}}$).

Allgemein gilt: $\rho = \frac{m}{V}$

Material 3: Säurehaltige Reiniger und Chlorreiniger [3]

Eine Person hat bei der Reinigung ihres Badezimmers einen Fehler begangen. Sie verwendete gleichzeitig einen salzsäurehaltigen Reiniger und einen Chlorreiniger.

Doch der Versuch, diese beiden Reiniger miteinander zu mischen, führte zur Entstehung von giftigem Chlorgas. Der Person war die Gefahr nicht bewusst, sie atmete das entstehende Gas ein und musste daraufhin umgehend in ein Krankenhaus eingeliefert werden.

Material 4: Natriumhypochlorit in Chlorreinigern [3], [4]

Chlorverbindungen wirken desinfizierend. Zur Desinfektion und Schimmelentfernung werden oft Chlorreiniger verwendet. Sie sind preisgünstig und enthalten kein elementares Chlor, sondern Natriumhypochlorit ($\mathrm{NaClO}$), ein Salz der Hypochlorigen Säure ($\mathrm{HClO}$).

Standardpotenzial (bei $T = 298{,}15\,\mathrm{K}$, $p = 101{,}325\,\mathrm{kPa}$, $c = 1\,\frac{\mathrm{mol}}{\mathrm{L}}$)

reduzierte Form · $\rightleftharpoons$ · oxidierte Form + $\mathrm{z\,e^-}$ · Standardpotenzial $E^\circ$ in $\mathrm{V}$

$\mathrm{Cl_2 + 4\,H_2O}$ · $\rightleftharpoons$ · $\mathrm{2\,HClO + 2\,H_3O^+ + 2\,e^-}$ · $+1{,}61$

1.1

Formulieren Sie eine Reaktionsgleichung für die beim Entkalken mit säurehaltigen Reinigern ablaufende Reaktion (M 1).

1.2

Berechnen Sie die Masse des maximal möglichen Kalkabtrages für den im Material 2 angegebenen Kalkreiniger (M 2).

1.3

Berechnen Sie die pH-Werte des in Material 2 verwendeten Kalkreinigers und eines Essigreinigers mit derselben Stoffmengenkonzentration.