Du lernst für: Chemie in der Schule
- ! [2]: Adalbert Wollrab: "Organische Chemie - Eine Einführung für Lehramts- und Nebenfachstudenten", Vieweg Verlag, 1999
- ! [3]: Botsch, Höfling, Mauch: "Chemie - in Versuch, Theorie und Übung", Diesterweg/Salle Verlag, 1977
- ? Was versteht man unter Hydrolyse?
- Die Hydrolyse ist die Spaltung einer chemischen Verbindung durch Reaktion mit Wasser. Dabei wird (formal) ein Wasserstoffatom an das eine "Spaltstück", der verbleibende Hydroxylrest an das andere gebunden. [6]
- ? Die Umkehrung der Hydrolyse ist eine ...?
- ... Kondensationsreaktion, das ist eine Reaktion, bei der sich zwei Moleküle unter Abspaltung eines einfachen Moleküls (meist Wasser, aber auch Ammoniak, Kohlenstoffdioxid, Chlorwasserstoff, ...) miteinander verbinden. [6]
- ? Was bedeutet "similia similibus solvuntur"?
- Das ist lateinisch und bedeutet: Gleiches löst Gleiches. Diese Faustregel soll ausdrücken, dass sich polare Stoffe in polaren Lösungsmitteln und unpolare Stoffe in unpolaren Lösungsmitteln lösen.
- ? Was versteht man unter einem asymmetrischen Kohlenstoffatom?
- Darunter versteht man ein Kohlenstoffatom, an das vier verschiedene Substituenten gebunden sind.
- ? Wie sind die Moleküle optisch aktiver Verbindungen gebaut?
- Die Moleküle optisch aktiver Verbindungen sind nicht symmetrisch gebaut.
- ? Zwei stereoisomere Moleküle verhalten sich wie ...
- ... Bild und Spiegelbild.
- ? Worin unterscheiden sich (+)- und (-)-Milchsäure?
- (+)-Milchsäure ist rechtsdrehend, (-)-Milchsäure linksdrehend. Strahlt man polarisiertes Licht durch eine Lösung aus (+)- bzw. (-)-Milchsäure, so wird die Schwingungsebene des Lichts nach rechts bzw. links gedreht.
- ? Was ist Glycerin?
- 1,2,3-Propantriol, ein dreiwertiger Alkohol, also ein Alkohol mit drei Hydroxylgruppen.
- ? Was bedeutet hydrophil?
- Hydrophil bedeutet wasserfreundlich, wasserliebend (griechisch: hydor = Wasser, philos = Freund). Hydrophile Stoffe mischen sich gut mit Wasser.
- ? Was bedeutet hydrophob?
- Hydrophob bedeutet wörtlich übersetzt wasserfürchtend (griechisch: hydor = Wasser, phobos = Furcht), bzw. wasserabweisend, wassermeidend, wasserscheu. Hydrophobe Stoffe mischen sich schlecht mit Wasser.
- ? Was bedeutet lipophil?
- Lipophil bedeutet fettfreundlich, fettlösend (griechisch: lipos = Fett, philos = Freund).
- ? Was bedeutet lipophob?
- Lipophob bedeutet fettfürchtend, fettmeidend (griechisch: lipos = Fett, phobos = Furcht).
- ? Lipophile Stoffe sind hydro...?
- Lipophile Stoffe sind hydrophob, denn Stoffe, die das Fett mögen, meiden das Wasser.
- ? Lipophobe Stoffe sind hydro...?
- Lipophobe Stoffe sind hydrophil, denn Stoffe, die das Fett meiden, mögen das Wasser.
- ? Haben verzweigte Alkane einen höheren oder niedrigeren Schmelzpunkt als unverzweigte und warum?
- Verzweigte Alkane haben einen niedrigeren Schmelzpunkt als unverzweigte, weil sie sich i.A. nicht so regelmäßig und dicht zu einem Kristallverband zusammenlagern können wie unverzweigte. Und je dichter die Packung, desto mehr Energie muss aufgewendet werden, um die Moleküle auseinander zu reißen, also ist die Schmelztemperatur umso höher.
- ? Wie kann man Alkane aus Alkenen gewinnen?
- Durch katalytische Hydrierung, d.h. Anlagerung von Wasserstoff an die Doppelbindung mit Hilfe eines Katalysators (z.B. Platin Pt, Palladium Pd oder Nickel Ni).
- ? Wie heißen die Verfahren, mit denen man Alkane durch Hydrierung aus Braunkohle gewinnen kann?
- Die Verfahren heißen Bergius-Verfahren und Fischer-Tropsch-Verfahren.
- ? Wie wurde im 2. Weltkrieg der Benzinbedarf in Deutschland gedeckt und wie gewinnt man Benzin heute?
- Man hat in riesigen Hydrierwerken Benzin aus Kohle gewonnen. Heute wird Benzin aus Erdöl gewonnen (solange der Vorrat reicht...)
- ? Reagieren Alkane mit Säuren oder Laugen?
- Nein. Die Alkanmoleküle sind unpolar und bieten Ladungsträgern (Protonen aus Säuren oder Hydroxid-Ionen aus Basen) keine Angriffsstellen.
- ? Lassen sich Alkane mit Kaliumdichromat oder Kaliumpermanganat (beides starke Oxidationsmittel) bei mäßig hohen Temperaturen oxidieren?
- Nein. Da Alkane unpolar sind, sind sie reaktionsträge in Bezug auf Reaktionen mit Ionen.
- ? Nach welchem Mechanismus laufen chemische Reaktionen mit Alkanen ab?
- Nach einem Radikalmechanismus.
- ? Chlorierte Methane sind nicht brennbar und wurden früher in Löschgeräten eingesetzt. Warum ist man davon abgekommen?
- Chlorierte Methane setzen sich in der offenen Flamme mit Luftsauerstoff zu Phosgen um. Dieses wurde im ersten Weltkrieg als Kampfas eingesetzt und hat die Formel Cl2C=O.
- ? Haben Alkohole mit verzweigten Molekülen höhere oder niedrigere Siedetemperaturen als solche mit unverzweigten?
- Verzweigte Alkohole haben niedrigere Siedetemperaturen, da sich die OH-Gruppen durch die im Weg stehenden Verzweigungen nicht mehr so nahe kommen und die Anziehungskräfte zwischen den Molekülen so geringer sind.
- ? Je länger die Alkohole, desto ... sind sie mit Wasser mischbar.
- ... schlechter ... Höhere Alkohole mischen sich aber mit unpolaren Lösungsmitteln wie Hexan oder Tetrachlorkohlenstoff.
- ? Gibt es feste Alkohole?
- Ja, Alkohole mit mehr als 12 C-Atomen sind bei Zimmertemperatur fest. Grund dafür sind die zunehmenden Van-der-Waals-Kräfte.
- ? Ist die Hydroxylgruppe eine gute oder eine schlechte Abgangsgruppe?
- Die Hydroxylgruppe ist eine schlechte Abgangsgruppe.
- ? Alkohole reagieren mit Säuren zu ...
- ... Estern und Wasser.
- ? Was passiert, wenn man Säure zu Alkoholen gibt?
- Es entstehen Ether-Moleküle. Einige Alkohol-Moleküle fangen mit dem freien Elektronenpaar am Sauerstoffatom der OH-Gruppe ein H+ ein, wodurch am C-Atom, das die OH-Gruppe trägt, eine positive Teilladung entsteht. Ein noch unverändertes Alkoholmolekül nähert sich als Nukleophil (es liebt positive Ladungen, wie z.B. Atomkerne [Kern = nucleus]) und streckt das freie Elektronenpaar seines Sauerstoffatoms dem positiven C-Atom entgegen. Die OH2+-Gruppe des ersten Moleküls schnappt sich ein Elektron vom C-Atom und geht als Wasser fort. Das zweite Alkohol-Molekül verbindet sich über dessen O-Atom, das das fehlende Elektron liefert, mit dem ersten. Schließlich wird das Wasserstoff-Atom, das ursprünglich an der OH-Gruppe des zweiten Moleküls hing, als Proton abgestoßen. Ein Ether ist entstanden.
- ? Womit kann man Aldehyde nachweisen?
- Z.B. mit Fehlingscher Lösung oder mit der sog. Silberspiegelprobe.
- ? Wie funktioniert der Nachweis von Aldehyden mit Fehlingscher Lösung?
- Fehlingsche Lösung ist eine alkalische Kupfersalzlösung. Die Aldehydgruppe ist ein starkes Reduktionsmittel und reduziert die Cu2+-Ionen der Kupfersalzlösung zu rotem, unlöslichem Kupfer(I)oxid. Die Oxidationszahl des Kupfers wird dabei von +II auf +I reduziert. Das Aldehyd wird bei der Reaktion zur Carbonsäure oxidiert. Wasser entsteht.
- ? Wie funktioniert der Nachweis von Aldehyden mit der Silberspiegelreaktion?
- Bei der Silberspiegelreaktion werden Silberionen einer ammoniakalischen Silbersalzlösung (enthält Ag+-Ionen und OH--Ionen) durch Aldehyde zu metallischem Silber reduziert. Die Oxidationszahl des Silbers wird dabei von +I (im Silberioen) auf 0 (im Silberatom) reduziert. Das Aldehyd wird zur Carbonsäure oxidert. Wasser entsteht.
- ? Was sind Fette?
- Fette sind Ester des dreiwertigen Alkohols Glycerin.
- ? Was versteht man unter Fettsäuren?
- Fettsäuren sind die im Fett enthaltenen Carbonsäuren. Es handelt sich dabei um unverzweigte Monocarbonsäuren, die aus einer Carboxylgruppe und einer unterschiedlich langen Kohlenstoffkette (4-24 C-Atome) bestehen.
- ? Welche Kettenlängen der Fettsäuren (Anzahl C-Atome) kommen in Nahrungsfetten (Triglyceriden) am häufigsten vor?
- In Nahrungsfetten (Triglyceriden) kommen Kettenlängen von 12, 14, 16, 18 und 20 C-Atomen am häufigsten vor. [5]
- ? Welches sind die in der Natur am häufigsten auftretenden Fettsäuren?
- 1. Palmitinsäure (Hexadecansäure C15H31COOH), 2. Stearinsäure (Octadecansäure C17H35COOH), 3. Ölsäure (Octadecensäure C17H33COOH)
- ? Kommen in den natürlichen Fetten Fettsäuren mit verzweigten Kohlenstoffketten vor?
- Nein, die in natürlichen Fetten vorkommenden Fettsäuren sind unverzweigt.
- ? Haben die in natürlichen Fetten vorkommenden Fettsäuren eine gerade oder ungerade Anzahl an Kohlenstoffatomen?
- Die in natürlichen Fetten vorkommenden Fettsäuren haben immer eine gerade Anzahl an Kohlenstoffatomen.
- ? Was ist der Unterschied zwischen gesättigten und ungesättigten Fettsäuren?
- Ungesättigte Fettsäuren enthalten Doppelbindungen, gesättigte Fettsäuren nicht. Man unterscheidet einfach ungesättigte Fettsäuren mit einer Doppelbindung und mehrfach ungesättigte Fettsäuren mit mehr als einer Doppelbindung.
- ? Nenne drei gesättigte Fettsäuren!
- Buttersäure, Palmitinsäure und Stearinsäure sind gesättigte Fettsäuren. [5]
- ? Aufgrund ihrer Struktur zeigen gesättigte Fettsäuren eine ... Reaktionsfähigkeit.
- Gesättigte Fettsäuren zeigen eine geringe Reaktionsfähigkeit. [5]
- ? Welche Fettsäuren haben höhere Schmelzpunkte, gesättigte oder ungesättigte und warum?
- Gesättigte Fettsäuren haben höhere Schmelzpunkte, weil die Moleküle gerade sind und sich gut aneinander lagern können, wobei die Van-der-Waals-Kräfte zwischen den Wasserstoffatomen gut wirken können. Ungesättigte Fettsäuren sind an der Doppelbindung gewinkelt. Mehrere gewinkelte Moleküle lassen sich nicht so gut aneinander lagern. Die zwischenmolekularen Kräfte sind geringer, der Schmelzpunkt ist niedriger.
- ? Eine Haselnuss besteht zu fast zwei Dritteln aus: ?
- Fett! [4]
- ? Wie führt man technisch eine Fettspaltung in Glycerin und Fettsäuren durch?
- Man versetzt das Fett mit basischen Verbindungen wie Natronlauge oder Kalilauge, wobei sich die Salze der Säuren, die Seifen bilden. [4]
- ? Was versteht man unter essentiellen Fettsäuren?
- Essentielle Fettsäuren sind Fettsäuren, die der Körper nicht selbst synthetisieren (griechisch: zusammensetzen) kann und die deshalb über die Nahrung aufgenommen werden müssen. Mehrfach ungesättigte Fettsäuren, also Fettsäuren, die mehr als eine Doppelbindung in ihrem Molekül enthalten, zählen zu den essentiellen Fettsäuren (z. B. Linol- und Linolensäure).
- ? Nenne zwei essentielle Fettsäuren!
- Linolsäure, Linolensäure
- ? Welche Speiseöle sind besonders gesund und warum?
- Besonders gesund sind z. B. Distelöl und Olivenöl. Sie enthalten viele ungesättigte Fettsäuren, die der Körper nicht selbst herstellen kann (sog. essentielle Fettsäuren). [4]
- ? Was ist nachteilig an den "gesunden" Ölen Diestel- und Olivenöl?
- Nachteilig ist, dass diese flüssigen Fette nicht so hoch erhitzt werden dürfen, da sie sich dann zersetzen und dabei zum Teil giftige Abbauprodukte entstehen. Außerdem sind sie besonders empfindlich gegenüber Sauerstoff, der sich an die Doppelbindungen anlagern kann und so das Fett verderben läßt. [4]
- ? Was ruft den unangenehmen ranzigen Geruch und Geschmack von verdorbenen Speiseölen oder verdorbener Butter hervor?
- Es sind die bei der Spaltung von Fetten entstehenden freien Fettsäuren, die den schlechten Geruch hervorrufen.
- ? Welches ist die wichtigste einfach ungesättigte Fettsäure und worin ist sie enthalten?
- Ölsäure, sie ist vor allem in Olivenöl, aber auch in Erdnuss-, Raps- und Distelöl enthalten. [7]
- ? Wozu benötigt der Körper u.a. ungesättigte Fettsäuren?
- U.a. für Zellmembranen [7]
- ? Kann der Körper ungesättigte Fettsäuren selbst bilden?
- Nur zum Teil! Einfach ungesättigte Fettsäuren (und gesättigte Fettsäuren) sind nicht essentiell, weil sie der Organismus z.B. aus Glucose oder Aminosäuren herstellen kann. [7] Mehrfach ungesättigte Fettsäuren sind aber essentiell.
- ? Warum haben Eskimos und Japaner ein geringeres Risiko, an Herzkrankheiten zu erkranken?
- Möglicherweise könnte das damit zusammenhängen, dass deren Nahrung einen hohen Anteil an Omega-3-Fettsäuren (mehrfach ungesättigt) und einen geringen Anteil an gesättigten Fettsäuren aufweist. [7]
- ? Welche tierischen Fette haben einen hohen Anteil an mehrfach ungesättigten Fettsäuren?
- Fischöle [7]
- ? Wie werden Fette gewonnen?
- Pflanzliche Fette werden meist durch Pressen oder Extraktion, tierische Fette durch Auskochen gewonnen. [8]
- ? Fette und fette Öle werden auch als ... bezeichnet.
- Fette und fette Öle werden auch als Lipide bezeichnet. [8]
- ? Warum schwimmen Fette auf der Wasseroberfläche?
- Ein Stoff schwimmt auf dem Wasser, wenn er eine geringere Dichte als Wasser hat. Die Dichte der meisten Fette und fetten Öle beträgt etwa 0,9 g/cm³ und ist damit geringer als die Dichte von Wasser (1 g/cm³). [8]
- ? Sind Lipide brennbar?
- Ja, Lipide sind gut brennbar. Damit ein Fettbrand ausgelöst wird, muss dem Fett aber zunächst Aktivierungsenergie in Form von Wärme zugeführt werden, da nur die Fettdämpfe und deren Zersetzungsprodukte sich entzünden lassen. [8]
- ? Können Flüssigkeiten brennen?
- Genau genommen nein, es gibt zwar brennbare Flüssigkeiten, diese brennen aber nicht selbst, sondern nur ihre Dämpfe. Höher siedende Flüssigkeiten, wie Petroleum oder Olivenöl müssen zunächst zum Sieden gebracht werden, so dass man ihre Gase entzünden kann. [8]
- ? Was weist man mit Cobaltchlorid-Papier nach?
- Wasser! Das Papier enthält blaues Cobalt(II)-tetrachlorocobaltat(II), welches mit Wasser den rosafarbenen Hexaquocobalt(II)-chlorid-Komplex bildet [8]:
Co[CoCl4] + 12 H2O > 2 [Co(H2O)6]Cl
- ? Wie kann man Kohlenstoffdioxid nachweisen?
- Mit Kalkwasser. Kohlenstoffdioxid bildet mit Kalkwasser einen weißen Niederschlag aus feinverteiltem Calciumcarbonat [8]:
CO2 + Ca(OH)2 > CaCO3 + H2O
- ? Wie sind Emulgatoren chemisch aufgebaut?
- Emulgatoren besitzen sowohl lipophile (fettfreundliche) als auch hydrophile (wasserfreundliche) Molekülbestandteile. [9]
- ? Die wohl ältesten Tenside sind ...
- ... Seifen. [9]
- ? Welche chemische Verbindung verbirgt sich hinter Pottasche?
- Pottasche ist eine veraltete Bezeichnung für Kaliumcarbonat K2CO3. Die Bezeichnung rührt von der damaligen Herstellungsweise her: Kaliumcarbonat wurde durch Auslaugen von Pflanzenasche in Töpfen (Pötten) gewonnen. [10]
- ? Wie lautet der Trivialname von Kaliumcarbonat, wie sieht es aus und wie reagiert es in Wasser?
- Der Trivialname von Kaliumcarbonat lautet Pottasche. Es ist ein weißes Pulver, das in Wasser gelöst stark alkalisch reagiert, also Hydroxidionen (OH-) bildet. [10]
- ? Was erhält man unter anderem, wenn man Dattelpalmen oder Tannenzapfen verbrennt?
- Da diese Pflanzen reich an Kalium sind, erhält man bei deren Verbrennung Kaliumcarbonat, die sog. Pottasche. [10]
- ? Welche chemische Verbindung verbirgt sich hinter Soda?
- Soda ist Natriumcarbonat Na2CO3, das Natriumsalz der Kohlensäure. [10]
- ? Wie reagieren Lösungen von Natriumcarbonat (Soda) in Wasser?
- Wässrige Lösungen von Natriumcarbonat reagieren stark alkalisch. [10]
- ? Wo in der Natur findet man Soda und woraus lässt es sich gewinnen?
- Soda (Natriumcarbonat) findet man in Salzseen (z.B. in Ägypten, Nord-, Südamerika). Bis zum 19. Jhdt. gewann man Soda aus kochsalzreichen (Kochsalz = NaCl) Meeres- oder Strandpflanzen, bei deren Verbrennung eine sodareiche Asche zurückbleibt. [10]
- ? Laut Plinius dem Älteren (23 - 70 n. Chr.) verwendeten die Gallier und Germanen Seife als...?
- ...Haarpomade. [10]
- ? Was entsteht, wenn man Ziegentalg und Holzasche zusammen kocht?
- Es entsteht Seife, denn im Ziegentalg ist Fett enthalten und der Hauptbestandteil von Holzasche ist Kaliumcarbonat (auch Pottasche). [10]
- ? Welche chemischen Verbindungen bezeichnet man als Seife?
- Ganz allgemein werden die Salze der höheren Fettsäuren als Seifen bezeichnet. [10]
- ? Welche Rohstoffe dienen heute noch der Seifenherstellung?
- Rindertalg, Schweinefett, Kokosfett und verschiedene meist minderwertige Ölsorten dienen heute noch als Rohstoffe für die Seifenherstellung. [10]
- ? Was versteht man unter einer Verseifungsreaktion?
- Von einer Verseifungsreaktion spricht man ganz allgemein, wenn Fette hydrolytisch gespalten werden, wobei das Fett unter Zugabe von Wasser in Glycerin und Fettsäuren gespalten wird. Fett ist ja ein dreifacher Ester, und Ester reagieren mit Wasser wieder zu Alkohol und Säure. [10]
- ? Was ist der Unterschied zwischen Kernseife und Schmierseife?
- Kernseifen sind die Natrium-Salze der Fettsäuren, sie sind hart. Schmierseifen sind hingegen die Kalium-Salze der Fettsäuren, sie sind zähflüssig. [10]
- ? Woher stammt der Name Kohlenhydrate?
- Da alle Kohlenhydrate Wasserstoff und Sauerstoff im Verhältnis 2:1 enthalten, was der Summenformel Cx(H2O)y entspricht, hielt man sie für Hydrate des Kohlenstoffs, also Verbindungen des Kohlenstoffs mit Wasser. Bei echten Hydraten lässt sich das Wasser leicht austreiben und wieder einlagern. Bei Kohlenhydraten ist das jedoch nicht der Fall. [1]
- ? Welche Summenformel haben Glucose (Traubenzucker) und Fructose (Fruchtzucker)?
- C6H12O6
- ? Was versteht man unter Traubenzucker?
- Glucose (Summenformel: C6H12O6)
- ? Was versteht man unter Fruchtzucker?
- Fructose (Summenformel: C6H12O6>)
- ? Worin besteht der Unterschied zwischen Glucose und Fructose in der Molekülstruktur?
- Die Fructose besitzt anstatt einer Aldehydgruppe (C=O-Bindung am Rand) eine Ketogruppe (C=O-Bindung nicht am Rand).
- ? Wie werden Zucker bezeichnet, die in der Kettenform eine Aldehydgruppe enthalten?
- Aldosen
- ? Wie werden Zucker bezeichnet, die in der Kettenform eine Ketogruppe enthalten?
- Ketosen
- ? Reagiert Fructose mit Fehlingscher Lösung?
- Ja. Obwohl Fehlingsche Lösung ein Nachweis für Aldehyde ist und es sich bei Fructose um ein Keton handelt, gelingt die Nachweisreaktion. Das hängt damit zusammen, dass Fehlingsche Lösung alkalisch ist und sich im alkalischen Bereich Ketosen (Zucker mit Ketogruppe, wie z.B. Fructose) zu Aldosen (Zucker mit Aldehydgruppe) umlagern können.
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