Chemie · Klasse 11 · Kapitel

Biokraftstoffe und Energie aus organischen Stoffen

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○ mit Starthilfe, ● für alle, ★ zum Weiterdenken. Du wählst mindestens eine ★-Aufgabe. Du rechnest ins Heft.

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

Welches Gas ist der Hauptbestandteil von Biogas aus einer Biogasanlage?

Schritt für Schritt

Mikroorganismen bauen organische Stoffe ohne Sauerstoff ab.
Das wichtigste Produkt ist Methan.
Dazu kommt Kohlenstoffdioxid als zweiter Hauptbestandteil.

Mikroorganismen bauen organische Stoffe ohne Sauerstoff ab.
Das wichtigste Produkt ist Methan.
Dazu kommt Kohlenstoffdioxid als zweiter Hauptbestandteil.

Ergebnis:

Methan

AchtungBiogas und seine Bildung falsch beschrieben

So nicht

Biogas besteht vor allem aus Kohlenstoffdioxid oder Wasserstoff. Es entsteht mit Sauerstoff oder bei Siedehitze.

So richtig

Biogas besteht zu etwa 50 bis 70 Prozent aus Methan. Die Methanbildner arbeiten ohne Sauerstoff bei etwa 35 bis 40 Grad Celsius.

Nenne die beiden Hauptbestandteile von Biogas und die Bedingungen, unter denen sie entstehen.

ÜbenJetzt du

○1
Methan verbrennt nach CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O. Bestimme: Wie viel Sauerstoff wird bei der Verbrennung von 2,5 mol Methan verbraucht?
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 Sauerstoff ist 1 : 2.
3. Bei 2,5 mol Methan sind es 5 mol.
Ergebnis:
5 mol
●2
Methan verbrennt nach CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O. Bestimme: Wie viel Wasser entsteht bei der Verbrennung von 1 mol Methan?
Lösung zeigen
1. Die Koeffizienten geben das Stoffmengenverhältnis an.
2. Das Verhältnis von Methan zu Wasser ist 1 : 2.
3. Bei 1 mol Methan sind es 2 mol.
Ergebnis:
2 mol
★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

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

○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 Erucasäure (je 22 Kohlenstoffatome). Bestimme: Wie viele Kohlenstoffatome hat das Fettmolekül?

Schritt für Schritt

Drei Reste mit je 22 Atomen sind 66 Atome.
Dazu kommen 3 Kohlenstoffatome vom Glycerin.
Zusammen sind es 69 Atome.

Drei Reste mit je 22 Atomen sind 66 Atome.
Dazu kommen 3 Kohlenstoffatome vom Glycerin.
Zusammen sind es 69 Atome.

Ergebnis:

69 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 Caprylsäure (je 8 Kohlenstoffatome). Bestimme: Wie viele Kohlenstoffatome hat das Fettmolekül?
So fängst du an:
Drei Reste mit je 8 Atomen sind 24 Atome.
Lösung zeigen
1. Drei Reste mit je 8 Atomen sind 24 Atome.
2. Dazu kommen 3 Kohlenstoffatome vom Glycerin.
3. Zusammen sind es 27 Atome.
Ergebnis:
27 Kohlenstoffatome
●8
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
★9
Ein Triglycerid besteht aus Glycerin (3 Kohlenstoffatome) und drei Resten Laurinsäure (je 12 Kohlenstoffatome). Bestimme: Wie viele Kohlenstoffatome hat das Fettmolekül?
Lösung zeigen
1. Drei Reste mit je 12 Atomen sind 36 Atome.
2. Dazu kommen 3 Kohlenstoffatome vom Glycerin.
3. Zusammen sind es 39 Atome.
Ergebnis:
39 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 Fettsäuremethylester entstehen, wenn 2,5 mol Triglycerid umgesetzt werden?

Schritt für Schritt

Ein Triglycerid hat drei Estergruppen.
Das Verhältnis von Triglycerid zu Fettsäuremethylester ist 1 : 3.
Bei 2,5 mol sind es 7,5 mol.

Ein Triglycerid hat drei Estergruppen.
Das Verhältnis von Triglycerid zu Fettsäuremethylester ist 1 : 3.
Bei 2,5 mol sind es 7,5 mol.

Ergebnis:

7,5 mol

AchtungEigenschaften von Kraftstoffen falsch begründet

So nicht

Ethanol liefert mehr Energie je Liter als Benzin oder ist unbrennbar. Methylester sind energiereicher als Fett.

So richtig

Ethanol liefert je Liter weniger Energie als Benzin und ist leicht entzündbar. Biodiesel hat ähnlich viel Energie wie Pflanzenöl, ist aber dünnflüssiger.

Vergleiche die Heizwerte je Liter von Benzin, Ethanol und Diesel in einer Tabelle.

ÜbenJetzt du

○10
Ein Triglycerid reagiert mit Methanol zu Fettsäuremethylestern und Glycerin. Bestimme: Wie viel Glycerin entsteht, wenn 2,5 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 Glycerin ist 1 : 1.
3. Bei 2,5 mol sind es 2,5 mol.
Ergebnis:
2,5 mol
●11
Ein Triglycerid reagiert mit Methanol zu Fettsäuremethylestern und Glycerin. Bestimme: Wie viel Glycerin entsteht, wenn 0,5 mol Triglycerid umgesetzt werden?
Lösung zeigen
1. Ein Triglycerid hat drei Estergruppen.
2. Das Verhältnis von Triglycerid zu Glycerin ist 1 : 1.
3. Bei 0,5 mol sind es 0,5 mol.
Ergebnis:
0,5 mol
★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 entsteht bei der vollständigen Verbrennung von 1 mol Ethanol? M(CO₂) = 44 g/mol.

Schritt für Schritt

C₂H₅OH + 3 O₂ → 2 CO₂ + 3 H₂O.
Aus 1 mol Ethanol entstehen 2 mol Kohlenstoffdioxid.
m = 2 mol · 44 g/mol = 88 g

C₂H₅OH + 3 O₂ → 2 CO₂ + 3 H₂O.
Aus 1 mol Ethanol entstehen 2 mol Kohlenstoffdioxid.
m = 2 mol · 44 g/mol = 88 g

Ergebnis:

88 g

AchtungProdukte der Verbrennung falsch genannt

So nicht

Welche Stoffe entstehen bei der vollständigen Verbrennung von Ethanol → Kohlenstoff und Wasserstoff

So richtig

Welche Stoffe entstehen bei der vollständigen Verbrennung von Ethanol → Kohlenstoffdioxid und Wasser

Nenne die beiden Oxide, die aus Kohlenstoff und Wasserstoff entstehen.

ÜbenJetzt du

○13
Bestimme: Wie viel Sauerstoff in mol wird für die vollständige Verbrennung von 1 mol Pentan gebraucht?
So fängst du an:
Kohlenstoff braucht 5 mol O₂ und Wasserstoff 3 mol O₂.
Lösung zeigen
1. Kohlenstoff braucht 5 mol O₂ und Wasserstoff 3 mol O₂.
2. Das Molekül enthält selbst keinen Sauerstoff.
3. Insgesamt werden 8,0 mol O₂ gebraucht.
Ergebnis:
8,0 mol
●14
Welche Stoffe entstehen bei der vollständigen Verbrennung von Ethanol?
Lösung zeigen
1. Ethanol besteht aus Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff.
2. Mit Sauerstoff verbrennt der Kohlenstoff zu CO₂ und der Wasserstoff zu H₂O.
3. C₂H₅OH + 3 O₂ → 2 CO₂ + 3 H₂O
Ergebnis:
Kohlenstoffdioxid und Wasser
★15
Bestimme: Wie viel Kohlenstoffdioxid in Gramm entsteht bei der vollständigen Verbrennung von 1 mol Ethanol? M(CO₂) = 44 g/mol.
Lösung zeigen
1. Jedes Kohlenstoffatom wird zu einem CO₂-Molekül, hier 2 je Molekül.
2. n(CO₂) = 2 mol.
3. m = 2 mol · 44 g/mol = 88 g
Ergebnis:
88 g

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 1 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 1 mol Glucose sind es 2 mol.

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

Ergebnis:

2 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 3 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 3 mol Glucose sind es 18 mol.
Ergebnis:
18 mol
●17
Was haben Zellatmung und alkoholische Gärung gemeinsam?
Lösung zeigen
1. Beide beginnen mit Glucose.
2. Beide setzen chemische Energie für die Zelle frei.
3. Sie unterscheiden sich in Sauerstoff und Endprodukten.
Ergebnis:
Beide bauen Glucose ab und liefern Energie für die Zelle
★18
Es werden 1,5 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 1,5 mol Glucose sind es 9 mol.
Ergebnis:
9 mol

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

Bestimme: Wie viel Gramm Iod nehmen 50 g Palmitoleinsäure (1 Doppelbindung, M = 254 g/mol) auf? M(I₂) = 254 g/mol.

Schritt für Schritt

n(Palmitoleinsäure) = 50 g : 254 g/mol = 0,197 mol.
Je Doppelbindung nimmt ein Molekül Palmitoleinsäure ein I₂ auf: n(I₂) = 0,197 mol.
m(I₂) = 0,197 mol · 254 g/mol = 50 g

n(Palmitoleinsäure) = 50 g : 254 g/mol = 0,197 mol.
Je Doppelbindung nimmt ein Molekül Palmitoleinsäure ein I₂ auf: n(I₂) = 0,197 mol.
m(I₂) = 0,197 mol · 254 g/mol = 50 g

Ergebnis:

50 g

AchtungIodaufnahme je Doppelbindung falsch gerechnet

So nicht

Eine Doppelbindung nimmt ein Iodatom auf, oder zwei Doppelbindungen nehmen so viel auf wie eine.

So richtig

Je Doppelbindung lagert sich ein Molekül I₂ an, also 254 g/mol.

Zähle die Doppelbindungen im Fettsäurerest und multipliziere die Stoffmenge mit der Zahl und mit 254 g/mol.

ÜbenJetzt du

○19
Bestimme: Wie viel Gramm Iod nehmen 100 g Erucasäure (1 Doppelbindung, M = 339 g/mol) auf? M(I₂) = 254 g/mol.
So fängst du an:
n(Erucasäure) = 100 g : 339 g/mol = 0,295 mol.
Lösung zeigen
1. n(Erucasäure) = 100 g : 339 g/mol = 0,295 mol.
2. Je Doppelbindung nimmt ein Molekül Erucasäure ein I₂ auf: n(I₂) = 0,295 mol.
3. m(I₂) = 0,295 mol · 254 g/mol = 75 g
Ergebnis:
75 g
●20
Bestimme: Wie viel Gramm Iod nehmen 100 g Ölsäure (1 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. Je Doppelbindung nimmt ein Molekül Ölsäure ein I₂ auf: n(I₂) = 0,355 mol.
3. m(I₂) = 0,355 mol · 254 g/mol = 90 g
Ergebnis:
90 g
★21
Bestimme: Wie viel Gramm Iod nehmen 50 g Linolensäure (3 Doppelbindungen, M = 278 g/mol) auf? M(I₂) = 254 g/mol.
Lösung zeigen
1. n(Linolensäure) = 50 g : 278 g/mol = 0,180 mol.
2. Je Doppelbindung nimmt ein Molekül Linolensäure ein I₂ auf: n(I₂) = 0,540 mol.
3. m(I₂) = 0,540 mol · 254 g/mol = 137 g
Ergebnis:
137 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 Tetradecan entstehen Hexan und ein Alken. Welche Summenformel hat das Alken?

Schritt für Schritt

Kohlenstoff: 14 − 6 = 8.
Wasserstoff: 30 − 14 = 16.
Das Alken ist C₈H₁₆.

Kohlenstoff: 14 − 6 = 8.
Wasserstoff: 30 − 14 = 16.
Das Alken ist C₈H₁₆.

Ergebnis:

C₈H₁₆

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
Beim Cracken von Tridecan entstehen Heptan und ein Alken. Welche Summenformel hat das Alken?
So fängst du an:
Kohlenstoff: 13 − 7 = 6.
Lösung zeigen
1. Kohlenstoff: 13 − 7 = 6.
2. Wasserstoff: 28 − 16 = 12.
3. Das Alken ist C₆H₁₂.
Ergebnis:
C₆H₁₂
●23
Wo wird in der Kolonne das Dieselgemisch im Vergleich zum Benzingemisch abgezogen?
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
★24
Beim Cracken von Nonan entstehen Hexan und ein Alken. Welche Summenformel hat das Alken?
Lösung zeigen
1. Kohlenstoff: 9 − 6 = 3.
2. Wasserstoff: 20 − 14 = 6.
3. Das Alken ist C₃H₆.
Ergebnis:
C₃H₆

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 0,5 mol Methan verbraucht?
Lösung zeigen
1. Die Koeffizienten geben das Stoffmengenverhältnis an.
2. Das Verhältnis von Methan zu Sauerstoff ist 1 : 2.
3. Bei 0,5 mol Methan sind es 1 mol.
Ergebnis:
1 mol
●26
Bestimme: Wie viel Sauerstoff in mol wird für die vollständige Verbrennung von 1 mol Propan-1-ol gebraucht?
Lösung zeigen
1. Kohlenstoff braucht 3 mol O₂ und Wasserstoff 2 mol O₂.
2. Der Sauerstoff im Molekül deckt 0,5 mol ab.
3. Insgesamt werden 4,5 mol O₂ gebraucht.
Ergebnis:
4,5 mol
●27
Bestimme: Wie viel Gramm Ethanol entstehen bei vollständiger alkoholischer Gärung von 360 g Glucose? M(Glucose) = 180 g/mol, M(Ethanol) = 46 g/mol.
Lösung zeigen
1. n(Glucose) = 360 g : 180 g/mol = 2 mol.
2. Es entstehen 4 mol Ethanol.
3. m = 4 mol · 46 g/mol = 184 g
Ergebnis:
184 g
●28
Es werden 0,5 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 0,5 mol Glucose sind es 3 mol.
Ergebnis:
3 mol
●29
Wie gewinnt man Öl aus Rapssamen?
Lösung zeigen
1. Ölmoleküle sind unpolar.
2. Sie lassen sich ausquetschen oder mit Heptan herauslösen.
3. Pressen und Extrahieren sind die gebräuchlichen Wege.
Ergebnis:
Durch Pressen oder durch Extraktion mit einem unpolaren Lösemittel
●30
Bestimme: Wie viel Gramm Iod nehmen 100 g Docosahexaensäure (6 Doppelbindungen, M = 328 g/mol) auf? M(I₂) = 254 g/mol.
Lösung zeigen
1. n(Docosahexaensäure) = 100 g : 328 g/mol = 0,305 mol.
2. Je Doppelbindung nimmt ein Molekül Docosahexaensäure ein I₂ auf: n(I₂) = 1,829 mol.
3. m(I₂) = 1,829 mol · 254 g/mol = 465 g
Ergebnis:
465 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 2,5 mol Methan?
Lösung zeigen
Ergebnis:
5 mol
Ich beschreibe die alkoholische Gärung und Bioethanol als Kraftstoffzusatz.
32
Bestimme: Wie viel Gramm Ethanol entstehen bei vollständiger alkoholischer Gärung von 90 g Glucose? M(Glucose) = 180 g/mol, M(Ethanol) = 46 g/mol.
Lösung zeigen
Ergebnis:
46 g
Ich beschreibe Vorkommen, Gewinnung und Bau pflanzlicher Fette und Öle.
33
Wie gewinnt man Öl aus Rapssamen?
Lösung zeigen
Ergebnis:
Durch Pressen oder durch Extraktion mit einem unpolaren Lösemittel
Ich erkläre die Herstellung von Biodiesel aus Raps und beurteile ihn.
34
Ein Triglycerid reagiert mit Methanol zu Fettsäuremethylestern und Glycerin. Bestimme: Wie viel Glycerin entsteht, wenn 1 mol Triglycerid umgesetzt werden?
Lösung zeigen
Ergebnis:
1 mol
Ich vergleiche die Verbrennung von Methan, Ethanol und Diesel und erkläre den Treibhauseffekt.
35
Bestimme: Wie viel Kohlenstoffdioxid in Gramm entsteht bei der vollständigen Verbrennung von 1 mol Propan? M(CO₂) = 44 g/mol.
Lösung zeigen
Ergebnis:
132 g
Ich vergleiche Zellatmung und Gärung beim Abbau von Glucose.
36
Es werden 1 mol Glucose durch vollständige Zellatmung abgebaut. Bestimme: Wie viel Kohlenstoffdioxid entsteht?
Lösung zeigen
Ergebnis:
6 mol
Ich erkläre ungesättigte Fettsäuren, cis-trans-Isomerie und die Iodzahl.
37
Bestimme: Wie viel Gramm Iod nehmen 50 g Docosahexaensäure (6 Doppelbindungen, M = 328 g/mol) auf? M(I₂) = 254 g/mol.
Lösung zeigen
Ergebnis:
232 g
Ich erkläre die Gewinnung von Diesel aus Erdöl und das Cracken.
38
Beim Cracken von Dodecan entstehen Butan und ein Alken. Welche Summenformel hat das Alken?
Lösung zeigen
Ergebnis:
C₈H₁₆

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

Lösungen

5 mol
2 mol
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
27 Kohlenstoffatome
51 Kohlenstoffatome
39 Kohlenstoffatome
2,5 mol
0,5 mol
Die kleineren Methylester sind weniger zähflüssig und verbrennen sauberer
8,0 mol
Kohlenstoffdioxid und Wasser
88 g
18 mol
Beide bauen Glucose ab und liefern Energie für die Zelle
9 mol
75 g
90 g
137 g
C₆H₁₂
Weiter unten, weil die Dieselmoleküle länger sind und höher sieden
C₃H₆
1 mol
4,5 mol
184 g
3 mol
Durch Pressen oder durch Extraktion mit einem unpolaren Lösemittel
465 g
5 mol
46 g
Durch Pressen oder durch Extraktion mit einem unpolaren Lösemittel
1 mol
132 g
6 mol
232 g
C₈H₁₆