Chemie · Klasse 11 · Kapitel

Biokraftstoffe und Energie aus organischen Stoffen

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1Ich erkläre die Herstellung von Biomethan durch Gärung.

MerkenBiomethan

Mikroorganismen bauen organische Stoffe ohne Sauerstoff zu Methan ab.

Methan verbrennt zu Kohlenstoffdioxid und Wasser.

BeispielBiogas und Biomethan

Methan verbrennt nach CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O. Bestimme: Wie viel Wasser entsteht bei der Verbrennung von 0,5 mol Methan?

Schritt für Schritt

Die Koeffizienten geben das Stoffmengenverhältnis an.
Das Verhältnis von Methan zu Wasser ist 1 : 2.
Bei 0,5 mol Methan sind es 1 mol.

Die Koeffizienten geben das Stoffmengenverhältnis an.
Das Verhältnis von Methan zu Wasser ist 1 : 2.
Bei 0,5 mol Methan sind es 1 mol.

Ergebnis:

1 mol

AchtungKoeffizient der Gleichung falsch angewendet

So nicht

Aus 1 mol Glucose entsteht 1 mol Ethanol. Aus 2 mol Methan entstehen 4 mol Kohlenstoffdioxid.

So richtig

Die Zahl vor der Formel nennt das Stoffmengenverhältnis. Aus 1 mol Glucose entstehen 2 mol Ethanol, aus 2 mol Methan 2 mol Kohlenstoffdioxid.

Lies die Koeffizienten der beiden Stoffe ab und schreib das Verhältnis als Bruch auf.

ÜbenJetzt du

○1
Methan verbrennt nach CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O. Bestimme: Wie viel Wasser entsteht bei der Verbrennung von 4 mol Methan?
So fängst du an:
Die Koeffizienten geben das Stoffmengenverhältnis an.
Lösung zeigen
1. Die Koeffizienten geben das Stoffmengenverhältnis an.
2. Das Verhältnis von Methan zu Wasser ist 1 : 2.
3. Bei 4 mol Methan sind es 8 mol.
Ergebnis:
8 mol
●2
Welches Gas ist der Hauptbestandteil von Biogas aus einer Biogasanlage?
Lösung zeigen
1. Mikroorganismen bauen organische Stoffe ohne Sauerstoff ab.
2. Das wichtigste Produkt ist Methan.
3. Dazu kommt Kohlenstoffdioxid als zweiter Hauptbestandteil.
Ergebnis:
Methan
★3
Warum nennt man die Nutzung von Biomethan oft klimafreundlich, und was schränkt das ein?
Lösung zeigen
1. Pflanzen nehmen beim Wachsen Kohlenstoffdioxid auf.
2. Beim Verbrennen wird dieselbe Menge wieder frei.
3. Anbau, Düngung und Transport brauchen aber Energie und verursachen Emissionen.
Ergebnis:
Das Kohlenstoffdioxid wurde zuvor von Pflanzen gebunden, Anbau und Transport verursachen Emissionen

2Ich beschreibe die alkoholische Gärung und Bioethanol als Kraftstoffzusatz.

MerkenBioethanol

Hefe vergärt Glucose ohne Sauerstoff zu Ethanol und Kohlenstoffdioxid.

Ethanol ersetzt als Zusatz einen Teil des Erdöls.

BeispielAlkoholische Gärung und Bioethanol

Bestimme: Wie viel Gramm Ethanol entstehen bei vollständiger alkoholischer Gärung von 450 g Glucose? M(Glucose) = 180 g/mol, M(Ethanol) = 46 g/mol.

Schritt für Schritt

n(Glucose) = 450 g : 180 g/mol = 2,5 mol.
Es entstehen 5 mol Ethanol.
m = 5 mol · 46 g/mol = 230 g

n(Glucose) = 450 g : 180 g/mol = 2,5 mol.
Es entstehen 5 mol Ethanol.
m = 5 mol · 46 g/mol = 230 g

Ergebnis:

230 g

AchtungMasse eines Produkts gleich der Masse des Ausgangsstoffs

So nicht

Aus 180 g Glucose entstehen 180 g Ethanol. Aus 89 g Fett entstehen 89 g Seife.

So richtig

Die Masse verteilt sich auf alle Produkte. Aus 180 g Glucose entstehen 92 g Ethanol und 88 g Kohlenstoffdioxid.

Berechne die Stoffmenge des Ausgangsstoffs, nutze das Verhältnis aus der Gleichung und rechne in Masse um.

ÜbenJetzt du

○4
Bestimme: Wie viel Gramm Kohlenstoffdioxid entstehen bei vollständiger alkoholischer Gärung von 360 g Glucose? M(Glucose) = 180 g/mol, M(CO₂) = 44 g/mol.
So fängst du an:
n(Glucose) = 360 g : 180 g/mol = 2 mol.
Lösung zeigen
1. n(Glucose) = 360 g : 180 g/mol = 2 mol.
2. Es entstehen 4 mol Kohlenstoffdioxid.
3. m = 4 mol · 44 g/mol = 176 g
Ergebnis:
176 g
●5
Bestimme: Wie viel Gramm Kohlenstoffdioxid entstehen bei vollständiger alkoholischer Gärung von 90 g Glucose? M(Glucose) = 180 g/mol, M(CO₂) = 44 g/mol.
Lösung zeigen
1. n(Glucose) = 90 g : 180 g/mol = 0,5 mol.
2. Es entstehen 1 mol Kohlenstoffdioxid.
3. m = 1 mol · 44 g/mol = 44 g
Ergebnis:
44 g
★6
E10 enthält bis zu zehn Prozent Ethanol. Wozu dient dieser Zusatz im Ottokraftstoff?
Lösung zeigen
1. Ethanol hat eine hohe Oktanzahl und verhindert das Klopfen.
2. Es wird aus Pflanzen gewonnen und spart Erdöl.
3. Deshalb mischt man bis zu zehn Prozent bei.
Ergebnis:
Ethanol erhöht die Klopffestigkeit und ersetzt einen Teil des Erdöls

3Ich beschreibe Vorkommen, Gewinnung und Bau pflanzlicher Fette und Öle.

MerkenFette und Öle

Ein Fett ist ein Triester aus Glycerin und drei Fettsäuren.

Geknickte, ungesättigte Reste halten Öle flüssig.

BeispielFette und Öle: Bau und Gewinnung

Ein Triglycerid besteht aus Glycerin (3 Kohlenstoffatome) und drei Resten Arachinsäure (je 20 Kohlenstoffatome). Bestimme: Wie viele Kohlenstoffatome hat das Fettmolekül?

Schritt für Schritt

Drei Reste mit je 20 Atomen sind 60 Atome.
Dazu kommen 3 Kohlenstoffatome vom Glycerin.
Zusammen sind es 63 Atome.

Drei Reste mit je 20 Atomen sind 60 Atome.
Dazu kommen 3 Kohlenstoffatome vom Glycerin.
Zusammen sind es 63 Atome.

Ergebnis:

63 Kohlenstoffatome

AchtungBausteine des Fettes falsch gezählt

So nicht

Ein Fettmolekül besteht aus drei Glycerinmolekülen und einer Fettsäure, oder nur aus den Säureketten.

So richtig

Ein Fettmolekül ist ein Triester: ein Glycerinmolekül und drei Fettsäuren.

Zeichne Glycerin mit drei OH-Gruppen und setze an jede eine Fettsäure.

ÜbenJetzt du

○7
Ein Triglycerid besteht aus Glycerin (3 Kohlenstoffatome) und drei Resten Ölsäure (je 18 Kohlenstoffatome). Bestimme: Wie viele Kohlenstoffatome hat das Fettmolekül?
So fängst du an:
Drei Reste mit je 18 Atomen sind 54 Atome.
Lösung zeigen
1. Drei Reste mit je 18 Atomen sind 54 Atome.
2. Dazu kommen 3 Kohlenstoffatome vom Glycerin.
3. Zusammen sind es 57 Atome.
Ergebnis:
57 Kohlenstoffatome
●8
Warum ist Speiseöl bei Raumtemperatur flüssig, Kokosfett aber fest?
Lösung zeigen
1. Doppelbindungen knicken die Fettsäurereste.
2. Geknickte Reste packen schlecht, die Anziehung zwischen den Molekülen ist kleiner.
3. Das Fett schmilzt bei niedriger Temperatur und ist flüssig.
Ergebnis:
Die Ölmoleküle haben mehr ungesättigte Fettsäuren, deren geknickte Reste schlechter packen
★9
Tristearin besteht aus Glycerin (3 Kohlenstoffatome) und drei Stearinsäureresten (je 18 Kohlenstoffatome). Bestimme: Wie viele Kohlenstoffatome hat das Molekül?
Lösung zeigen
1. Drei Fettsäureketten mit je 18 Atomen sind 54 Atome.
2. Dazu kommen 3 Kohlenstoffatome vom Glycerin.
3. Zusammen sind es 57 Atome.
Ergebnis:
57 Kohlenstoffatome

4Ich erkläre die Herstellung von Biodiesel aus Raps und beurteile ihn.

MerkenBiodiesel

Bei der Umesterung ersetzen drei Methanolmoleküle das Glycerin im Fett.

Es entstehen drei Methylester und Glycerin.

BeispielBiodiesel aus Pflanzenöl

Ein Triglycerid reagiert mit Methanol zu Fettsäuremethylestern und Glycerin. Bestimme: Wie viel Glycerin entsteht, wenn 1 mol Triglycerid umgesetzt werden?

Schritt für Schritt

Ein Triglycerid hat drei Estergruppen.
Das Verhältnis von Triglycerid zu Glycerin ist 1 : 1.
Bei 1 mol sind es 1 mol.

Ein Triglycerid hat drei Estergruppen.
Das Verhältnis von Triglycerid zu Glycerin ist 1 : 1.
Bei 1 mol sind es 1 mol.

Ergebnis:

1 mol

AchtungUmesterung, Verseifung und Cracken verwechselt

So nicht

Biodiesel entsteht durch Verseifung oder durch Cracken des Fettes.

So richtig

Biodiesel entsteht durch Umesterung: Methanol ersetzt das Glycerin im Ester, es bleiben Ester.

Vergleiche die Produkte von Verseifung, Umesterung und Cracken in einer Tabelle.

ÜbenJetzt du

○10
Ein Triglycerid reagiert mit Methanol zu Fettsäuremethylestern und Glycerin. Bestimme: Wie viel Methanol wird verbraucht, wenn 2 mol Triglycerid umgesetzt werden?
So fängst du an:
Ein Triglycerid hat drei Estergruppen.
Lösung zeigen
1. Ein Triglycerid hat drei Estergruppen.
2. Das Verhältnis von Triglycerid zu Methanol ist 1 : 3.
3. Bei 2 mol sind es 6 mol.
Ergebnis:
6 mol
●11
Welche Reaktion liefert aus Rapsöl und Methanol den Biodiesel?
Lösung zeigen
1. Methanol ersetzt das Glycerin im Ester.
2. Aus dem Triglycerid werden drei Methylester.
3. Glycerin bleibt als Nebenprodukt zurück.
Ergebnis:
Umesterung: Das Fett wird zu Fettsäuremethylestern und Glycerin
★12
Warum wird Rapsöl vor dem Einsatz im Dieselmotor umgeestert?
Lösung zeigen
1. Das Triglycerid ist ein großes, zähes Molekül.
2. Die Methylester sind kleiner und fließen leichter.
3. So lässt sich der Kraftstoff gut einspritzen.
Ergebnis:
Die kleineren Methylester sind weniger zähflüssig und verbrennen sauberer

5Ich vergleiche die Verbrennung von Methan, Ethanol und Diesel und erkläre den Treibhauseffekt.

MerkenVerbrennung und Treibhauseffekt

Vollständige Verbrennung liefert Kohlenstoffdioxid und Wasser.

Energie wird frei, weil neue Bindungen mehr Energie abgeben, als die alten kosten.

BeispielVerbrennung von Kraftstoffen und Treibhauseffekt

Bestimme: Wie viel Kohlenstoffdioxid in Gramm entsteht bei der vollständigen Verbrennung von 1 mol Ethan? M(CO₂) = 44 g/mol.

Schritt für Schritt

Jedes Kohlenstoffatom wird zu einem CO₂-Molekül, hier 2 je Molekül.
n(CO₂) = 2 mol.
m = 2 mol · 44 g/mol = 88 g

Jedes Kohlenstoffatom wird zu einem CO₂-Molekül, hier 2 je Molekül.
n(CO₂) = 2 mol.
m = 2 mol · 44 g/mol = 88 g

Ergebnis:

88 g

AchtungStoffmenge oder Volumen aus der Rechnung gelassen

So nicht

Für 0,2 mol Ethanol werden 1367 kJ frei. 50 mL Chloridlösung enthalten 14,4 g Silberchlorid.

So richtig

Der Tabellenwert gilt für ein Mol. Die Energie ist n · |ΔH|, die Stoffmenge folgt aus n = c · V.

Berechne zuerst die Stoffmenge, auch wenn die Aufgabe nicht danach fragt.

ÜbenJetzt du

○13
Bestimme: Wie viel Kohlenstoffdioxid in Gramm entsteht bei der vollständigen Verbrennung von 1 mol Butan-1-ol? M(CO₂) = 44 g/mol.
So fängst du an:
Jedes Kohlenstoffatom wird zu einem CO₂-Molekül, hier 4 je Molekül.
Lösung zeigen
1. Jedes Kohlenstoffatom wird zu einem CO₂-Molekül, hier 4 je Molekül.
2. n(CO₂) = 4 mol.
3. m = 4 mol · 44 g/mol = 176 g
Ergebnis:
176 g
●14
Bestimme: Wie viel Kohlenstoffdioxid in Gramm entsteht bei der vollständigen Verbrennung von 1 mol Pentan? M(CO₂) = 44 g/mol.
Lösung zeigen
1. Jedes Kohlenstoffatom wird zu einem CO₂-Molekül, hier 5 je Molekül.
2. n(CO₂) = 5 mol.
3. m = 5 mol · 44 g/mol = 220 g
Ergebnis:
220 g
★15
Bestimme: Wie viel Energie wird bei der vollständigen Verbrennung von 0,2 mol Ethanol frei? Die Verbrennungsenthalpie beträgt −1367 kJ/mol.
Lösung zeigen
1. Die Energie hängt von der Stoffmenge ab.
2. E = n · |ΔH| = 0,2 mol · 1367 kJ/mol.
3. E ≈ 273 kJ
Ergebnis:
273 kJ

6Ich vergleiche Zellatmung und Gärung beim Abbau von Glucose.

MerkenAtmung und Gärung

Die Zellatmung setzt Glucose mit Sauerstoff vollständig um und liefert viel Energie.

Die Gärung liefert nur Ethanol, CO₂ und wenig Energie.

BeispielZellatmung und Gärung im Vergleich

Es werden 2,5 mol Glucose durch alkoholische Gärung abgebaut. Bestimme: Wie viel Kohlenstoffdioxid entsteht?

Schritt für Schritt

C₆H₁₂O₆ → 2 C₂H₅OH + 2 CO₂
Das Verhältnis Glucose zu Kohlenstoffdioxid ist 1 : 2.
Bei 2,5 mol Glucose sind es 5 mol.

C₆H₁₂O₆ → 2 C₂H₅OH + 2 CO₂
Das Verhältnis Glucose zu Kohlenstoffdioxid ist 1 : 2.
Bei 2,5 mol Glucose sind es 5 mol.

Ergebnis:

5 mol

AchtungGärung und Zellatmung gleichgesetzt

So nicht

Die Gärung braucht Sauerstoff und bildet Wasser. Gärung und Atmung sind dasselbe. Die Gärung hört auf, wenn der Sauerstoff verbraucht ist.

So richtig

Gärung: ohne Sauerstoff, Ethanol und Kohlenstoffdioxid, wenig Energie. Zellatmung: mit Sauerstoff, Kohlenstoffdioxid und Wasser, viel Energie.

Schreib beide Gleichungen untereinander und markiere, was verschieden ist: Sauerstoff, Produkte, Energie.

ÜbenJetzt du

○16
Es werden 2 mol Glucose durch vollständige Zellatmung abgebaut. Bestimme: Wie viel Kohlenstoffdioxid entsteht?
So fängst du an:
C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O
Lösung zeigen
1. C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O
2. Das Verhältnis Glucose zu Kohlenstoffdioxid ist 1 : 6.
3. Bei 2 mol Glucose sind es 12 mol.
Ergebnis:
12 mol
●17
Es werden 1 mol Glucose durch vollständige Zellatmung abgebaut. Bestimme: Wie viel Kohlenstoffdioxid entsteht?
Lösung zeigen
1. C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O
2. Das Verhältnis Glucose zu Kohlenstoffdioxid ist 1 : 6.
3. Bei 1 mol Glucose sind es 6 mol.
Ergebnis:
6 mol
★18
Bestimme: Wie viel Kohlenstoffdioxid entsteht, wenn 1 mol Glucose vollständig durch Zellatmung abgebaut wird? M(CO₂) = 44 g/mol.
Lösung zeigen
1. C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O.
2. Aus 1 mol Glucose entstehen 6 mol Kohlenstoffdioxid.
3. m = 6 mol · 44 g/mol = 264 g
Ergebnis:
264 g

7Ich erkläre ungesättigte Fettsäuren, cis-trans-Isomerie und die Iodzahl.

MerkenFettsäuren und Iodzahl

Die Iodzahl wächst mit der Zahl der Doppelbindungen.

Bei cis stehen die Reste auf einer Seite, bei trans gegenüber.

BeispielUngesättigte Fettsäuren, cis-trans-Isomerie und Iodzahl

Welche Aussage über cis- und trans-Fettsäuren trifft zu?

Schritt für Schritt

cis heißt diesseits, trans heißt jenseits.
Bei trans stehen die Reste gegenüber.
Beide Isomere haben dieselbe Summenformel.

cis heißt diesseits, trans heißt jenseits.
Bei trans stehen die Reste gegenüber.
Beide Isomere haben dieselbe Summenformel.

Ergebnis:

Bei trans liegen die Reste auf entgegengesetzten Seiten der Doppelbindung

Achtungcis und trans vertauscht oder falsch gedeutet

So nicht

trans heißt auf derselben Seite. Die trans-Form hat eine andere Summenformel.

So richtig

cis: beide Reste auf derselben Seite der Doppelbindung. trans: auf entgegengesetzten Seiten. Die Summenformel ist gleich.

Zeichne die Doppelbindung mit den vier Gruppen und markiere, ob die beiden Reste auf einer oder auf verschiedenen Seiten liegen.

ÜbenJetzt du

○19
Bestimme: Wie viel Gramm Iod nehmen 50 g Ölsäure (1 Doppelbindung, M = 282 g/mol) auf? M(I₂) = 254 g/mol.
So fängst du an:
n(Ölsäure) = 50 g : 282 g/mol = 0,177 mol.
Lösung zeigen
1. n(Ölsäure) = 50 g : 282 g/mol = 0,177 mol.
2. Je Doppelbindung nimmt ein Molekül Ölsäure ein I₂ auf: n(I₂) = 0,177 mol.
3. m(I₂) = 0,177 mol · 254 g/mol = 45 g
Ergebnis:
45 g
●20
Bestimme: Wie viel Gramm Iod nehmen 50 g Arachidonsäure (4 Doppelbindungen, M = 305 g/mol) auf? M(I₂) = 254 g/mol.
Lösung zeigen
1. n(Arachidonsäure) = 50 g : 305 g/mol = 0,164 mol.
2. Je Doppelbindung nimmt ein Molekül Arachidonsäure ein I₂ auf: n(I₂) = 0,656 mol.
3. m(I₂) = 0,656 mol · 254 g/mol = 167 g
Ergebnis:
167 g
★21
Bestimme: Wie viel Gramm Iod nehmen 100 g Ölsäure (eine Doppelbindung, M = 282 g/mol) auf? M(I₂) = 254 g/mol.
Lösung zeigen
1. n(Ölsäure) = 100 g : 282 g/mol = 0,355 mol.
2. Eine Doppelbindung nimmt ein I₂ auf: n(I₂) = 0,355 mol.
3. m(I₂) = 0,355 mol · 254 g/mol = 90 g
Ergebnis:
90 g

8Ich erkläre die Gewinnung von Diesel aus Erdöl und das Cracken.

MerkenErdöl und Cracken

Die Kolonne trennt Erdöl nach der Siedetemperatur.

Cracken spaltet lange Alkane in kürzere Alkane und Alkene.

BeispielErdöl, Diesel und Cracken

Beim Cracken von Octan entstehen Hexan und ein Alken. Welche Summenformel hat das Alken?

Schritt für Schritt

Kohlenstoff: 8 − 6 = 2.
Wasserstoff: 18 − 14 = 4.
Das Alken ist C₂H₄.

Kohlenstoff: 8 − 6 = 2.
Wasserstoff: 18 − 14 = 4.
Das Alken ist C₂H₄.

Ergebnis:

C₂H₄

AchtungAllgemeine Formel der falschen Stoffklasse angewendet

So nicht

Ein Alkan mit sieben Kohlenstoffatomen hat 14 Wasserstoffatome.

So richtig

Alkane: CₙH₂ₙ₊₂. Alkene: CₙH₂ₙ. Alkine: CₙH₂ₙ₋₂. Bei sieben Kohlenstoffatomen hat das Alkan 16 Wasserstoffatome.

Schreib die allgemeine Formel der Stoffklasse auf und setze n ein. Prüfe sie an Ethan, Ethen und Ethin.

ÜbenJetzt du

○22
Wo wird in der Kolonne das Dieselgemisch im Vergleich zum Benzingemisch abgezogen?
So fängst du an:
Die Kolonne ist unten heiß und oben kühl.
Lösung zeigen
1. Die Kolonne ist unten heiß und oben kühl.
2. Benzin hat kürzere Ketten und steigt höher.
3. Diesel kondensiert weiter unten.
Ergebnis:
Weiter unten, weil die Dieselmoleküle länger sind und höher sieden
●23
Beim Cracken von Pentadecan entstehen Tridecan und ein Alken. Welche Summenformel hat das Alken?
Lösung zeigen
1. Kohlenstoff: 15 − 13 = 2.
2. Wasserstoff: 32 − 28 = 4.
3. Das Alken ist C₂H₄.
Ergebnis:
C₂H₄
★24
Beim Cracken von Dodecan entstehen Decan und ein Alken. Welche Summenformel hat das Alken?
Lösung zeigen
1. Kohlenstoff: 12 − 10 = 2.
2. Wasserstoff: 26 − 22 = 4.
3. Das Alken ist C₂H₄.
Ergebnis:
C₂H₄

Vermischte Übungen

Alles durcheinander – wie in der Arbeit. Überleg bei jeder Aufgabe zuerst: Welches Ziel ist das?

Üben

●25
Methan verbrennt nach CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O. Bestimme: Wie viel Sauerstoff wird bei der Verbrennung von 4 mol Methan verbraucht?
Lösung zeigen
1. Die Koeffizienten geben das Stoffmengenverhältnis an.
2. Das Verhältnis von Methan zu Sauerstoff ist 1 : 2.
3. Bei 4 mol Methan sind es 8 mol.
Ergebnis:
8 mol
●26
Bestimme: Wie viel Sauerstoff in mol wird für die vollständige Verbrennung von 1 mol Propan gebraucht?
Lösung zeigen
1. Kohlenstoff braucht 3 mol O₂ und Wasserstoff 2 mol O₂.
2. Das Molekül enthält selbst keinen Sauerstoff.
3. Insgesamt werden 5,0 mol O₂ gebraucht.
Ergebnis:
5,0 mol
●27
Welche Gleichung beschreibt die alkoholische Gärung von Glucose?
Lösung zeigen
1. Die Gärung zerlegt Glucose ohne Sauerstoff.
2. Es entstehen zwei Ethanolmoleküle und zwei Kohlenstoffdioxidmoleküle.
3. Auf beiden Seiten stehen sechs C, zwölf H und sechs O.
Ergebnis:
C₆H₁₂O₆ → 2 C₂H₅OH + 2 CO₂
●28
Es werden 2,5 mol Glucose durch vollständige Zellatmung abgebaut. Bestimme: Wie viel Kohlenstoffdioxid entsteht?
Lösung zeigen
1. C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O
2. Das Verhältnis Glucose zu Kohlenstoffdioxid ist 1 : 6.
3. Bei 2,5 mol Glucose sind es 15 mol.
Ergebnis:
15 mol
●29
Ein Triglycerid besteht aus Glycerin (3 Kohlenstoffatome) und drei Resten Palmitinsäure (je 16 Kohlenstoffatome). Bestimme: Wie viele Kohlenstoffatome hat das Fettmolekül?
Lösung zeigen
1. Drei Reste mit je 16 Atomen sind 48 Atome.
2. Dazu kommen 3 Kohlenstoffatome vom Glycerin.
3. Zusammen sind es 51 Atome.
Ergebnis:
51 Kohlenstoffatome
●30
Bestimme: Wie viel Gramm Iod nehmen 50 g Docosahexaensäure (6 Doppelbindungen, M = 328 g/mol) auf? M(I₂) = 254 g/mol.
Lösung zeigen
1. n(Docosahexaensäure) = 50 g : 328 g/mol = 0,152 mol.
2. Je Doppelbindung nimmt ein Molekül Docosahexaensäure ein I₂ auf: n(I₂) = 0,915 mol.
3. m(I₂) = 0,915 mol · 254 g/mol = 232 g
Ergebnis:
232 g

Auf einen Blick

MerkenDas Wichtigste

Biomethan: Mikroorganismen bauen organische Stoffe ohne Sauerstoff zu Methan ab.
Bioethanol: Hefe vergärt Glucose ohne Sauerstoff zu Ethanol und Kohlenstoffdioxid.
Fette und Öle: Ein Fett ist ein Triester aus Glycerin und drei Fettsäuren.
Biodiesel: Bei der Umesterung ersetzen drei Methanolmoleküle das Glycerin im Fett.
Verbrennung und Treibhauseffekt: Vollständige Verbrennung liefert Kohlenstoffdioxid und Wasser.
Atmung und Gärung: Die Zellatmung setzt Glucose mit Sauerstoff vollständig um und liefert viel Energie.
Fettsäuren und Iodzahl: Die Iodzahl wächst mit der Zahl der Doppelbindungen.
Erdöl und Cracken: Die Kolonne trennt Erdöl nach der Siedetemperatur.

Kannst du das?

Je Ziel eine Aufgabe. Rechne sie ins Heft, dann kreuz ehrlich an. Keine Punkte, keine Note – der Test ist für dich.

ÜbenSelbsttest

Ich erkläre die Herstellung von Biomethan durch Gärung.
31
Methan verbrennt nach CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O. Bestimme: Wie viel Wasser entsteht bei der Verbrennung von 1,5 mol Methan?
Lösung zeigen
Ergebnis:
3 mol
Ich beschreibe die alkoholische Gärung und Bioethanol als Kraftstoffzusatz.
32
Bestimme: Wie viel Gramm Kohlenstoffdioxid entstehen bei vollständiger alkoholischer Gärung von 900 g Glucose? M(Glucose) = 180 g/mol, M(CO₂) = 44 g/mol.
Lösung zeigen
Ergebnis:
440 g
Ich beschreibe Vorkommen, Gewinnung und Bau pflanzlicher Fette und Öle.
33
Ein Triglycerid besteht aus Glycerin (3 Kohlenstoffatome) und drei Resten Arachinsäure (je 20 Kohlenstoffatome). Bestimme: Wie viele Kohlenstoffatome hat das Fettmolekül?
Lösung zeigen
Ergebnis:
63 Kohlenstoffatome
Ich erkläre die Herstellung von Biodiesel aus Raps und beurteile ihn.
34
Ein Triglycerid reagiert mit Methanol zu Fettsäuremethylestern und Glycerin. Bestimme: Wie viel Methanol wird verbraucht, wenn 2 mol Triglycerid umgesetzt werden?
Lösung zeigen
Ergebnis:
6 mol
Ich vergleiche die Verbrennung von Methan, Ethanol und Diesel und erkläre den Treibhauseffekt.
35
Bestimme: Wie viel Sauerstoff in mol wird für die vollständige Verbrennung von 1 mol Pentan gebraucht?
Lösung zeigen
Ergebnis:
8,0 mol
Ich vergleiche Zellatmung und Gärung beim Abbau von Glucose.
36
Es werden 2 mol Glucose durch alkoholische Gärung abgebaut. Bestimme: Wie viel Kohlenstoffdioxid entsteht?
Lösung zeigen
Ergebnis:
4 mol
Ich erkläre ungesättigte Fettsäuren, cis-trans-Isomerie und die Iodzahl.
37
Bestimme: Wie viel Gramm Iod nehmen 100 g Linolsäure (2 Doppelbindungen, M = 280 g/mol) auf? M(I₂) = 254 g/mol.
Lösung zeigen
Ergebnis:
181 g
Ich erkläre die Gewinnung von Diesel aus Erdöl und das Cracken.
38
Beim Cracken von Dodecan entstehen Pentan und ein Alken. Welche Summenformel hat das Alken?
Lösung zeigen
Ergebnis:
C₇H₁₄

Bei „unsicher“ oder „noch nicht“: Lies den Abschnitt zum Ziel noch einmal und rechne seine drei Aufgaben.

Lösungen

8 mol
Methan
Das Kohlenstoffdioxid wurde zuvor von Pflanzen gebunden, Anbau und Transport verursachen Emissionen
176 g
44 g
Ethanol erhöht die Klopffestigkeit und ersetzt einen Teil des Erdöls
57 Kohlenstoffatome
Die Ölmoleküle haben mehr ungesättigte Fettsäuren, deren geknickte Reste schlechter packen
57 Kohlenstoffatome
6 mol
Umesterung: Das Fett wird zu Fettsäuremethylestern und Glycerin
Die kleineren Methylester sind weniger zähflüssig und verbrennen sauberer
176 g
220 g
273 kJ
12 mol
6 mol
264 g
45 g
167 g
90 g
Weiter unten, weil die Dieselmoleküle länger sind und höher sieden
C₂H₄
C₂H₄
8 mol
5,0 mol
C₆H₁₂O₆ → 2 C₂H₅OH + 2 CO₂
15 mol
51 Kohlenstoffatome
232 g
3 mol
440 g
63 Kohlenstoffatome
6 mol
8,0 mol
4 mol
181 g
C₇H₁₄