Kohlenwasserstoffe – vom Campinggas zum Benzin
Das lernst du
- Ich erkläre, warum Kohlenstoff Ketten bildet.
- Ich benenne die ersten zehn Alkane.
- Ich stelle Summen- und Strukturformeln auf.
- Ich erkläre den Anstieg der Siedetemperatur in der homologen Reihe.
- Ich unterscheide Alkane, Alkene und Alkine.
- Ich stelle Verbrennungsgleichungen auf.
- Ich beschreibe die fraktionierte Destillation von Erdöl.
- Ich beurteile Kraftstoffe nach Energiegehalt und CO₂-Ausstoß.
Merksätze
Kohlenstoff hat vier Außenelektronen und bildet vier Bindungen – auch zu sich selbst.
Deshalb gibt es Millionen organische Verbindungen.
Meth-, Eth-, Prop-, But-, Pent-, Hex-, Hept-, Oct-, Non-, Dec-.
Jedes Glied hat ein CH₂ mehr als das vorige.
Alkane: CₙH₂ₙ₊₂. Bei 3 C-Atomen also 2 · 3 + 2 = 8 H-Atome: C₃H₈, Propan.
Je länger die Kette, desto höher die Siedetemperatur – längere Moleküle ziehen sich über eine größere Fläche an.
Alkan: nur Einfachbindungen (-an).
Alken: eine Doppelbindung (-en). Alkin: eine Dreifachbindung (-in).
Vollständige Verbrennung eines Kohlenwasserstoffs liefert immer CO₂ und H₂O. Bei zu wenig Sauerstoff entsteht giftiges CO und Ruß.
Erdöl wird nach Siedetemperatur getrennt: kurze Ketten oben (Gas, Benzin), lange unten (Bitumen).
Jede Verbrennung setzt CO₂ frei – je mehr Kohlenstoff im Molekül, desto mehr.
Das ist keine Meinung, sondern die Atombilanz.
Selbst abfragen
Tippen dreht um, Wischen blättert.Leertaste dreht um, Pfeiltasten blättern.
So geht es – ein Beispiel je Aufgabenart
Ein Alkan hat 20 Kohlenstoffatome. Bestimme: Wie viele Wasserstoffatome hat es? Regel: CₙH₂ₙ₊₂.
- Doppelt: 2 · 20 = 40
- Plus die Enden: 40 + 2 = 42
Ergebnis: 42 Wasserstoffatome
Gib die Summenformel von Methan an und begründe sie mit der allgemeinen Formel.
- Methan hat 1 Kohlenstoffatom – das sagt die Vorsilbe.
- Allgemeine Formel der Alkane: CnH2n+2
- H-Zahl: 2 · 1 + 2 = 4 → CH4
Ergebnis: CH4
Hexan hat die Formel C₆H₁₄. Bestimme: Wie groß ist seine Molmasse? C 12 g/mol, H 1 g/mol.
- Kohlenstoff in g/mol: 6 · 12 = 72
- Zusammen in g/mol: 72 + 14 = 86
Ergebnis: 86 g/mol
Methan siedet bei −162 °C, Ethan bei −89 °C. Erkläre den Unterschied und sage voraus, wie es bei Propan aussieht.
- Ethan hat ein C-Atom mehr, also ein längeres Molekül.
- Längere Moleküle ziehen sich stärker an – man braucht mehr Energie zum Trennen.
- Also siedet Propan noch höher: gemessen −42 °C
Ergebnis: höher, nämlich bei −42 °C
Typische Fehler – so sieht es falsch aus, so richtig
Propan hat 3 C, also 6 H: C₃H₆
CₙH₂ₙ₊₂ → 2 · 3 + 2 = 8 → C₃H₈
C₍n₎H₍2n+2₎ – bei Propan sind es 3 C und 8 H, nicht 6.
Decan siedet höher als Pentan, weil die Atome größer sind
Decan siedet höher, weil die KETTE länger ist: mehr Kontaktfläche → stärkere Anziehung zwischen den Molekülen
Nicht die Atome werden größer, sondern die Ketten länger – deshalb halten die Moleküle stärker zusammen.
H₂ + O₂ → H₂O₂
2 H₂ + O₂ → 2 H₂O (Zahlen VOR die Formel, nie in den Index)
Ausgleichen heißt: Zahlen VOR die Formel schreiben. Wer H₂O zu H₂O₂ macht, hat einen anderen Stoff.
Weiter lesen und ausprobieren – auf fremden Seiten
- PhET-Simulation (University of Colorado Boulder): Moleküle bauen (CC BY-NC 4.0 – nur verlinkt)
- PhET-Simulation (University of Colorado Boulder): pH-Wert von Säuren und Basen (CC BY-NC 4.0 – nur verlinkt)
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