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 Kohlenstoffdioxid entsteht bei der Verbrennung von 1,5 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 Kohlenstoffdioxid ist 1 : 1.
3. Bei 1,5 mol Methan sind es 1,5 mol.
Ergebnis:
1,5 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 Kohlenstoffdioxid entstehen bei vollständiger alkoholischer Gärung von 540 g Glucose? M(Glucose) = 180 g/mol, M(CO₂) = 44 g/mol.

Schritt für Schritt

n(Glucose) = 540 g : 180 g/mol = 3 mol.
Es entstehen 6 mol Kohlenstoffdioxid.
m = 6 mol · 44 g/mol = 264 g

n(Glucose) = 540 g : 180 g/mol = 3 mol.
Es entstehen 6 mol Kohlenstoffdioxid.
m = 6 mol · 44 g/mol = 264 g

Ergebnis:

264 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 Ethanol entstehen bei vollständiger alkoholischer Gärung von 720 g Glucose? M(Glucose) = 180 g/mol, M(Ethanol) = 46 g/mol.
So fängst du an:
n(Glucose) = 720 g : 180 g/mol = 4 mol.
Lösung zeigen
1. n(Glucose) = 720 g : 180 g/mol = 4 mol.
2. Es entstehen 8 mol Ethanol.
3. m = 8 mol · 46 g/mol = 368 g
Ergebnis:
368 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 Caprylsäure (je 8 Kohlenstoffatome). Bestimme: Wie viele Kohlenstoffatome hat das Fettmolekül?

Schritt für Schritt

Drei Reste mit je 8 Atomen sind 24 Atome.
Dazu kommen 3 Kohlenstoffatome vom Glycerin.
Zusammen sind es 27 Atome.

Drei Reste mit je 8 Atomen sind 24 Atome.
Dazu kommen 3 Kohlenstoffatome vom Glycerin.
Zusammen sind es 27 Atome.

Ergebnis:

27 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 Behensäure (je 22 Kohlenstoffatome). Bestimme: Wie viele Kohlenstoffatome hat das Fettmolekül?
So fängst du an:
Drei Reste mit je 22 Atomen sind 66 Atome.
Lösung zeigen
1. Drei Reste mit je 22 Atomen sind 66 Atome.
2. Dazu kommen 3 Kohlenstoffatome vom Glycerin.
3. Zusammen sind es 69 Atome.
Ergebnis:
69 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
Welche Reaktion liefert aus Rapsöl und Methanol den Biodiesel?
So fängst du an:
Methanol ersetzt das Glycerin im Ester.
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
●11
Bestimme: Wie viel Methanol reagiert theoretisch vollständig mit 1 mol Triglycerid zu Biodiesel?
Lösung zeigen
1. Ein Triglycerid hat drei Estergruppen.
2. Jede wird mit einem Methanolmolekül umgeestert.
3. Es sind 3 mol Methanol.
Ergebnis:
3 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 Sauerstoff in mol wird für die vollständige Verbrennung von 1 mol Heptan gebraucht?

Schritt für Schritt

Kohlenstoff braucht 7 mol O₂ und Wasserstoff 4 mol O₂.
Das Molekül enthält selbst keinen Sauerstoff.
Insgesamt werden 11,0 mol O₂ gebraucht.

Kohlenstoff braucht 7 mol O₂ und Wasserstoff 4 mol O₂.
Das Molekül enthält selbst keinen Sauerstoff.
Insgesamt werden 11,0 mol O₂ gebraucht.

Ergebnis:

11,0 mol

AchtungSauerstoffatome statt Sauerstoffmoleküle gezählt

So nicht

Für 1 mol Ethan werden 7 mol Sauerstoff gebraucht.

So richtig

Ein Molekül O₂ hat zwei Atome. Ethan braucht 3,5 mol O₂.

Zähle die Sauerstoffatome, die für Kohlenstoff und Wasserstoff nötig sind, und teile durch zwei.

ÜbenJetzt du

○13
Bestimme: Wie viel Sauerstoff in mol wird für die vollständige Verbrennung von 1 mol Ethan gebraucht?
So fängst du an:
Kohlenstoff braucht 2 mol O₂ und Wasserstoff 1,5 mol O₂.
Lösung zeigen
1. Kohlenstoff braucht 2 mol O₂ und Wasserstoff 1,5 mol O₂.
2. Das Molekül enthält selbst keinen Sauerstoff.
3. Insgesamt werden 3,5 mol O₂ gebraucht.
Ergebnis:
3,5 mol
●14
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
★15
Bestimme: Wie viel Kohlenstoffdioxid in Gramm entsteht bei der vollständigen Verbrennung von 1 mol Ethan? 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

AchtungAtombilanz der Gleichung nicht geprüft

So nicht

Wie lautet die Bruttogleichung der Zellatmung → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 12 H₂O

So richtig

Wie lautet die Bruttogleichung der Zellatmung → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O

Zähle die Atome jeder Sorte links und rechts und vergleiche die Zahlen.

ÜbenJetzt du

○16
Es werden 1 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 1 mol Glucose sind es 6 mol.
Ergebnis:
6 mol
●17
Wie lautet die Bruttogleichung der Zellatmung?
Lösung zeigen
1. Edukte sind Glucose und Sauerstoff.
2. Produkte sind Kohlenstoffdioxid und Wasser.
3. Beide Seiten haben 6 C, 12 H und 18 O.
Ergebnis:
C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O
★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

Bestimme: Wie viel Gramm Iod nehmen 50 g Ölsäure (1 Doppelbindung, M = 282 g/mol) auf? M(I₂) = 254 g/mol.

Schritt für Schritt

n(Ölsäure) = 50 g : 282 g/mol = 0,177 mol.
Je Doppelbindung nimmt ein Molekül Ölsäure ein I₂ auf: n(I₂) = 0,177 mol.
m(I₂) = 0,177 mol · 254 g/mol = 45 g

n(Ölsäure) = 50 g : 282 g/mol = 0,177 mol.
Je Doppelbindung nimmt ein Molekül Ölsäure ein I₂ auf: n(I₂) = 0,177 mol.
m(I₂) = 0,177 mol · 254 g/mol = 45 g

Ergebnis:

45 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 Linolensäure (3 Doppelbindungen, M = 278 g/mol) auf? M(I₂) = 254 g/mol.
So fängst du an:
n(Linolensäure) = 100 g : 278 g/mol = 0,360 mol.
Lösung zeigen
1. n(Linolensäure) = 100 g : 278 g/mol = 0,360 mol.
2. Je Doppelbindung nimmt ein Molekül Linolensäure ein I₂ auf: n(I₂) = 1,079 mol.
3. m(I₂) = 1,079 mol · 254 g/mol = 274 g
Ergebnis:
274 g
●20
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
★21
Bestimme: Wie viel Gramm Iod nehmen 50 g Eicosapentaensäure (5 Doppelbindungen, M = 302 g/mol) auf? M(I₂) = 254 g/mol.
Lösung zeigen
1. n(Eicosapentaensäure) = 50 g : 302 g/mol = 0,166 mol.
2. Je Doppelbindung nimmt ein Molekül Eicosapentaensäure ein I₂ auf: n(I₂) = 0,828 mol.
3. m(I₂) = 0,828 mol · 254 g/mol = 210 g
Ergebnis:
210 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 Undecan entstehen Hexan und ein Alken. Welche Summenformel hat das Alken?

Schritt für Schritt

Kohlenstoff: 11 − 6 = 5.
Wasserstoff: 24 − 14 = 10.
Das Alken ist C₅H₁₀.

Kohlenstoff: 11 − 6 = 5.
Wasserstoff: 24 − 14 = 10.
Das Alken ist C₅H₁₀.

Ergebnis:

C₅H₁₀

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 Octan entstehen Propan und ein Alken. Welche Summenformel hat das Alken?
So fängst du an:
Kohlenstoff: 8 − 3 = 5.
Lösung zeigen
1. Kohlenstoff: 8 − 3 = 5.
2. Wasserstoff: 18 − 8 = 10.
3. Das Alken ist C₅H₁₀.
Ergebnis:
C₅H₁₀
●23
Beim Cracken von Tetradecan entstehen Heptan und ein Alken. Welche Summenformel hat das Alken?
Lösung zeigen
1. Kohlenstoff: 14 − 7 = 7.
2. Wasserstoff: 30 − 16 = 14.
3. Das Alken ist C₇H₁₄.
Ergebnis:
C₇H₁₄
★24
Beim Cracken von Decan C₁₀H₂₂ entstehen Octan C₈H₁₈ und ein zweites Produkt. Welche Summenformel hat es?
Lösung zeigen
1. Vom Decan werden zehn C und 22 H genommen.
2. Octan trägt acht C und 18 H.
3. Übrig bleiben 2 C und 4 H: C₂H₄, Ethen.
Ergebnis:
C₂H₄

Vermischte Übungen

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

Üben

●25
Biomethan verbrennt nach CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O. Bestimme: Wie viel Kohlenstoffdioxid entsteht aus 2 mol Methan?
Lösung zeigen
1. Vor CH₄ und CO₂ steht keine Zahl: Das Verhältnis ist 1 : 1.
2. Aus 1 mol Methan entsteht 1 mol Kohlenstoffdioxid.
3. Aus 2 mol Methan entstehen 2 mol.
Ergebnis:
2 mol
●26
Bestimme: Aus 180 g Glucose entsteht bei vollständiger Gärung wie viel Ethanol? M(Glucose) = 180 g/mol, M(Ethanol) = 46 g/mol.
Lösung zeigen
1. n(Glucose) = 180 g : 180 g/mol = 1 mol.
2. Aus 1 mol entstehen 2 mol Ethanol.
3. m(Ethanol) = 2 mol · 46 g/mol = 92 g
Ergebnis:
92 g
●27
Es werden 3 mol Glucose durch alkoholische Gärung abgebaut. Bestimme: Wie viel Kohlenstoffdioxid entsteht?
Lösung zeigen
1. C₆H₁₂O₆ → 2 C₂H₅OH + 2 CO₂
2. Das Verhältnis Glucose zu Kohlenstoffdioxid ist 1 : 2.
3. Bei 3 mol Glucose sind es 6 mol.
Ergebnis:
6 mol
●28
Aus welchen Bausteinen besteht ein Fettmolekül (Triglycerid)?
Lösung zeigen
1. Glycerin hat drei Hydroxygruppen.
2. Jede reagiert mit einer Fettsäure unter Wasserabspaltung.
3. Es entsteht ein Triester.
Ergebnis:
Aus Glycerin und drei Fettsäuren, verbunden durch Esterbindungen
●29
Welche Aussage über cis- und trans-Fettsäuren trifft zu?
Lösung zeigen
1. cis heißt diesseits, trans heißt jenseits.
2. Bei trans stehen die Reste gegenüber.
3. Beide Isomere haben dieselbe Summenformel.
Ergebnis:
Bei trans liegen die Reste auf entgegengesetzten Seiten der Doppelbindung
●30
Ein Triglycerid reagiert mit Methanol zu Fettsäuremethylestern und Glycerin. Bestimme: Wie viel Glycerin entsteht, wenn 4 mol Triglycerid umgesetzt werden?
Lösung zeigen
1. Ein Triglycerid hat drei Estergruppen.
2. Das Verhältnis von Triglycerid zu Glycerin ist 1 : 1.
3. Bei 4 mol sind es 4 mol.
Ergebnis:
4 mol

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 Sauerstoff wird bei der Verbrennung von 2 mol Methan verbraucht?
Lösung zeigen
Ergebnis:
4 mol
Ich beschreibe die alkoholische Gärung und Bioethanol als Kraftstoffzusatz.
32
Bestimme: Wie viel Gramm Ethanol entstehen bei vollständiger alkoholischer Gärung von 180 g Glucose? M(Glucose) = 180 g/mol, M(Ethanol) = 46 g/mol.
Lösung zeigen
Ergebnis:
92 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 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 Propan-1-ol gebraucht?
Lösung zeigen
Ergebnis:
4,5 mol
Ich vergleiche Zellatmung und Gärung beim Abbau von Glucose.
36
Wie lautet die Bruttogleichung der Zellatmung?
Lösung zeigen
Ergebnis:
C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O
Ich erkläre ungesättigte Fettsäuren, cis-trans-Isomerie und die Iodzahl.
37
Was zeigt eine hohe Iodzahl eines Speiseöls an?
Lösung zeigen
Ergebnis:
Viele Doppelbindungen, das Öl ist stark ungesättigt
Ich erkläre die Gewinnung von Diesel aus Erdöl und das Cracken.
38
Beim Cracken von Hexadecan entstehen Pentan und ein Alken. Welche Summenformel hat das Alken?
Lösung zeigen
Ergebnis:
C₁₁H₂₂

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

Lösungen

1,5 mol
2 mol
Das Kohlenstoffdioxid wurde zuvor von Pflanzen gebunden, Anbau und Transport verursachen Emissionen
368 g
44 g
Ethanol erhöht die Klopffestigkeit und ersetzt einen Teil des Erdöls
69 Kohlenstoffatome
Die Ölmoleküle haben mehr ungesättigte Fettsäuren, deren geknickte Reste schlechter packen
57 Kohlenstoffatome
Umesterung: Das Fett wird zu Fettsäuremethylestern und Glycerin
3 mol
Die kleineren Methylester sind weniger zähflüssig und verbrennen sauberer
3,5 mol
4,5 mol
88 g
6 mol
C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O
264 g
274 g
465 g
210 g
C₅H₁₀
C₇H₁₄
C₂H₄
2 mol
92 g
6 mol
Aus Glycerin und drei Fettsäuren, verbunden durch Esterbindungen
Bei trans liegen die Reste auf entgegengesetzten Seiten der Doppelbindung
4 mol
4 mol
92 g
Durch Pressen oder durch Extraktion mit einem unpolaren Lösemittel
6 mol
4,5 mol
C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O
Viele Doppelbindungen, das Öl ist stark ungesättigt
C₁₁H₂₂