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 Kohlenstoffdioxid entsteht bei der Verbrennung von 3 mol Methan?

Schritt für Schritt

Die Koeffizienten geben das Stoffmengenverhältnis an.
Das Verhältnis von Methan zu Kohlenstoffdioxid ist 1 : 1.
Bei 3 mol Methan sind es 3 mol.

Die Koeffizienten geben das Stoffmengenverhältnis an.
Das Verhältnis von Methan zu Kohlenstoffdioxid ist 1 : 1.
Bei 3 mol Methan sind es 3 mol.

Ergebnis:

3 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 Sauerstoff wird bei der Verbrennung von 3 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 3 mol Methan sind es 6 mol.
Ergebnis:
6 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

Welche Gleichung beschreibt die alkoholische Gärung von Glucose?

Schritt für Schritt

Die Gärung zerlegt Glucose ohne Sauerstoff.
Es entstehen zwei Ethanolmoleküle und zwei Kohlenstoffdioxidmoleküle.
Auf beiden Seiten stehen sechs C, zwölf H und sechs O.

Die Gärung zerlegt Glucose ohne Sauerstoff.
Es entstehen zwei Ethanolmoleküle und zwei Kohlenstoffdioxidmoleküle.
Auf beiden Seiten stehen sechs C, zwölf H und sechs O.

Ergebnis:

C₆H₁₂O₆ → 2 C₂H₅OH + 2 CO₂

AchtungGärung und Zellatmung gleichgesetzt

So nicht

Welche Gleichung beschreibt die alkoholische Gärung von Glucose → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O

So richtig

Welche Gleichung beschreibt die alkoholische Gärung von Glucose → C₆H₁₂O₆ → 2 C₂H₅OH + 2 CO₂

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

ÜbenJetzt du

○4
Bestimme: Aus 180 g Glucose entsteht bei vollständiger Gärung wie viel Ethanol? M(Glucose) = 180 g/mol, M(Ethanol) = 46 g/mol.
So fängst du an:
n(Glucose) = 180 g : 180 g/mol = 1 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
●5
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
1. n(Glucose) = 90 g : 180 g/mol = 0,5 mol.
2. Es entstehen 1 mol Ethanol.
3. m = 1 mol · 46 g/mol = 46 g
Ergebnis:
46 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 Palmitinsäure (je 16 Kohlenstoffatome). Bestimme: Wie viele Kohlenstoffatome hat das Fettmolekül?

Schritt für Schritt

Drei Reste mit je 16 Atomen sind 48 Atome.
Dazu kommen 3 Kohlenstoffatome vom Glycerin.
Zusammen sind es 51 Atome.

Drei Reste mit je 16 Atomen sind 48 Atome.
Dazu kommen 3 Kohlenstoffatome vom Glycerin.
Zusammen sind es 51 Atome.

Ergebnis:

51 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 Arachinsäure (je 20 Kohlenstoffatome). Bestimme: Wie viele Kohlenstoffatome hat das Fettmolekül?
So fängst du an:
Drei Reste mit je 20 Atomen sind 60 Atome.
Lösung zeigen
1. Drei Reste mit je 20 Atomen sind 60 Atome.
2. Dazu kommen 3 Kohlenstoffatome vom Glycerin.
3. Zusammen sind es 63 Atome.
Ergebnis:
63 Kohlenstoffatome
●8
Ein Triglycerid besteht aus Glycerin (3 Kohlenstoffatome) und drei Resten Stearinsäure (je 18 Kohlenstoffatome). Bestimme: Wie viele Kohlenstoffatome hat das Fettmolekül?
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
★9
Ein Triglycerid besteht aus Glycerin (3 Kohlenstoffatome) und drei Resten Ölsäure (je 18 Kohlenstoffatome). Bestimme: Wie viele Kohlenstoffatome hat das Fettmolekül?
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

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 5 mol Triglycerid umgesetzt werden?

Schritt für Schritt

Ein Triglycerid hat drei Estergruppen.
Das Verhältnis von Triglycerid zu Fettsäuremethylester ist 1 : 3.
Bei 5 mol sind es 15 mol.

Ein Triglycerid hat drei Estergruppen.
Das Verhältnis von Triglycerid zu Fettsäuremethylester ist 1 : 3.
Bei 5 mol sind es 15 mol.

Ergebnis:

15 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 Fettsäuremethylester entstehen, wenn 0,5 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 Fettsäuremethylester ist 1 : 3.
3. Bei 0,5 mol sind es 1,5 mol.
Ergebnis:
1,5 mol
●11
Ein Triglycerid reagiert mit Methanol zu Fettsäuremethylestern und Glycerin. Bestimme: Wie viel Fettsäuremethylester entstehen, wenn 4 mol Triglycerid umgesetzt werden?
Lösung zeigen
1. Ein Triglycerid hat drei Estergruppen.
2. Das Verhältnis von Triglycerid zu Fettsäuremethylester ist 1 : 3.
3. Bei 4 mol sind es 12 mol.
Ergebnis:
12 mol
★12
Ein Triglycerid reagiert mit Methanol zu Fettsäuremethylestern und Glycerin. Bestimme: Wie viel Methanol wird verbraucht, wenn 2 mol Triglycerid umgesetzt werden?
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

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 Ethanol? 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

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 Octan gebraucht?
Lösung zeigen
1. Kohlenstoff braucht 8 mol O₂ und Wasserstoff 4,5 mol O₂.
2. Das Molekül enthält selbst keinen Sauerstoff.
3. Insgesamt werden 12,5 mol O₂ gebraucht.
Ergebnis:
12,5 mol
★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 1,5 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 1,5 mol Glucose sind es 3 mol.

C₆H₁₂O₆ → 2 C₂H₅OH + 2 CO₂
Das Verhältnis Glucose zu Kohlenstoffdioxid ist 1 : 2.
Bei 1,5 mol Glucose sind es 3 mol.

Ergebnis:

3 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
Wie lautet die Bruttogleichung der Zellatmung?
So fängst du an:
Edukte sind Glucose und Sauerstoff.
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
●17
Es werden 4 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 4 mol Glucose sind es 24 mol.
Ergebnis:
24 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

Was zeigt eine hohe Iodzahl eines Speiseöls an?

Schritt für Schritt

Iod addiert sich an C=C-Doppelbindungen.
Mehr Doppelbindungen binden mehr Iod.
Eine hohe Iodzahl zeigt also ein stark ungesättigtes Öl.

Iod addiert sich an C=C-Doppelbindungen.
Mehr Doppelbindungen binden mehr Iod.
Eine hohe Iodzahl zeigt also ein stark ungesättigtes Öl.

Ergebnis:

Viele Doppelbindungen, das Öl ist stark ungesättigt

AchtungIodzahl mit Sättigung verwechselt

So nicht

Eine hohe Iodzahl bedeutet viele gesättigte Fettsäuren oder viele Estergruppen.

So richtig

Eine hohe Iodzahl bedeutet viele Doppelbindungen: Das Öl ist stark ungesättigt.

Beschreibe, an welcher Stelle im Fettmolekül sich Iod anlagert.

ÜbenJetzt du

○19
Bestimme: Wie viel Gramm Iod nehmen 50 g Eicosapentaensäure (5 Doppelbindungen, M = 302 g/mol) auf? M(I₂) = 254 g/mol.
So fängst du an:
n(Eicosapentaensäure) = 50 g : 302 g/mol = 0,166 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
●20
Bestimme: Wie viel Gramm Iod nehmen 100 g Arachidonsäure (4 Doppelbindungen, M = 305 g/mol) auf? M(I₂) = 254 g/mol.
Lösung zeigen
1. n(Arachidonsäure) = 100 g : 305 g/mol = 0,328 mol.
2. Je Doppelbindung nimmt ein Molekül Arachidonsäure ein I₂ auf: n(I₂) = 1,311 mol.
3. m(I₂) = 1,311 mol · 254 g/mol = 333 g
Ergebnis:
333 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 Propan und ein Alken. Welche Summenformel hat das Alken?

Schritt für Schritt

Kohlenstoff: 8 − 3 = 5.
Wasserstoff: 18 − 8 = 10.
Das Alken ist C₅H₁₀.

Kohlenstoff: 8 − 3 = 5.
Wasserstoff: 18 − 8 = 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
Was geschieht beim katalytischen Cracken?
So fängst du an:
Hohe Temperatur und ein Katalysator spalten C–C-Bindungen.
Lösung zeigen
1. Hohe Temperatur und ein Katalysator spalten C–C-Bindungen.
2. Aus einem langen Alkan werden ein kürzeres Alkan und ein Alken.
3. So steigt die Ausbeute an Benzin.
Ergebnis:
Lange Kohlenwasserstoffmoleküle werden in kürzere gespalten, dabei entstehen auch Alkene
●23
Beim Cracken von Pentadecan entstehen Propan und ein Alken. Welche Summenformel hat das Alken?
Lösung zeigen
1. Kohlenstoff: 15 − 3 = 12.
2. Wasserstoff: 32 − 8 = 24.
3. Das Alken ist C₁₂H₂₄.
Ergebnis:
C₁₂H₂₄
★24
Beim Cracken von Tridecan entstehen Heptan und ein Alken. Welche Summenformel hat das Alken?
Lösung zeigen
1. Kohlenstoff: 13 − 7 = 6.
2. Wasserstoff: 28 − 16 = 12.
3. Das Alken ist C₆H₁₂.
Ergebnis:
C₆H₁₂

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 1,5 mol Methan verbraucht?
Lösung zeigen
1. Die Koeffizienten geben das Stoffmengenverhältnis an.
2. Das Verhältnis von Methan zu Sauerstoff ist 1 : 2.
3. Bei 1,5 mol Methan sind es 3 mol.
Ergebnis:
3 mol
●26
Bestimme: Wie viel Gramm Ethanol entstehen bei vollständiger alkoholischer Gärung von 540 g Glucose? M(Glucose) = 180 g/mol, M(Ethanol) = 46 g/mol.
Lösung zeigen
1. n(Glucose) = 540 g : 180 g/mol = 3 mol.
2. Es entstehen 6 mol Ethanol.
3. m = 6 mol · 46 g/mol = 276 g
Ergebnis:
276 g
●27
Es werden 2,5 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 2,5 mol Glucose sind es 5 mol.
Ergebnis:
5 mol
●28
Ein Triglycerid besteht aus Glycerin (3 Kohlenstoffatome) und drei Resten Linolsäure (je 18 Kohlenstoffatome). Bestimme: Wie viele Kohlenstoffatome hat das Fettmolekül?
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
●29
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
●30
Beim Cracken von Decan entstehen Octan und ein Alken. Welche Summenformel hat das Alken?
Lösung zeigen
1. Kohlenstoff: 10 − 8 = 2.
2. Wasserstoff: 22 − 18 = 4.
3. Das Alken ist C₂H₄.
Ergebnis:
C₂H₄

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 Kohlenstoffdioxid entsteht bei der Verbrennung von 4 mol Methan?
Lösung zeigen
Ergebnis:
4 mol
Ich beschreibe die alkoholische Gärung und Bioethanol als Kraftstoffzusatz.
32
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
Ergebnis:
44 g
Ich beschreibe Vorkommen, Gewinnung und Bau pflanzlicher Fette und Öle.
33
Ein Triglycerid besteht aus Glycerin (3 Kohlenstoffatome) und drei Resten Laurinsäure (je 12 Kohlenstoffatome). Bestimme: Wie viele Kohlenstoffatome hat das Fettmolekül?
Lösung zeigen
Ergebnis:
39 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 2,5 mol Triglycerid umgesetzt werden?
Lösung zeigen
Ergebnis:
7,5 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 Octan? M(CO₂) = 44 g/mol.
Lösung zeigen
Ergebnis:
352 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 100 g Docosahexaensäure (6 Doppelbindungen, M = 328 g/mol) auf? M(I₂) = 254 g/mol.
Lösung zeigen
Ergebnis:
465 g
Ich erkläre die Gewinnung von Diesel aus Erdöl und das Cracken.
38
Beim Cracken von Decan entstehen Propan 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

6 mol
Methan
Das Kohlenstoffdioxid wurde zuvor von Pflanzen gebunden, Anbau und Transport verursachen Emissionen
92 g
46 g
Ethanol erhöht die Klopffestigkeit und ersetzt einen Teil des Erdöls
63 Kohlenstoffatome
57 Kohlenstoffatome
57 Kohlenstoffatome
1,5 mol
12 mol
6 mol
3,5 mol
12,5 mol
273 kJ
C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O
24 mol
264 g
210 g
333 g
90 g
Lange Kohlenwasserstoffmoleküle werden in kürzere gespalten, dabei entstehen auch Alkene
C₁₂H₂₄
C₆H₁₂
3 mol
276 g
5 mol
57 Kohlenstoffatome
3 mol
C₂H₄
4 mol
44 g
39 Kohlenstoffatome
7,5 mol
352 g
6 mol
465 g
C₇H₁₄