Chemie · Klasse 11 · Kapitel

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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

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 2 mol Methan?
Lösung zeigen
1. Die Koeffizienten geben das Stoffmengenverhältnis an.
2. Das Verhältnis von Methan zu Wasser ist 1 : 2.
3. Bei 2 mol Methan sind es 4 mol.
Ergebnis:
4 mol
★3
Methan verbrennt nach CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O. Bestimme: Wie viel Wasser entsteht bei der Verbrennung von 3 mol Methan?
Lösung zeigen
1. Die Koeffizienten geben das Stoffmengenverhältnis an.
2. Das Verhältnis von Methan zu Wasser ist 1 : 2.
3. Bei 3 mol Methan sind es 6 mol.
Ergebnis:
6 mol

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: Wie viel Gramm Kohlenstoffdioxid entstehen bei vollständiger alkoholischer Gärung von 450 g Glucose? M(Glucose) = 180 g/mol, M(CO₂) = 44 g/mol.
So fängst du an:
n(Glucose) = 450 g : 180 g/mol = 2,5 mol.
Lösung zeigen
1. n(Glucose) = 450 g : 180 g/mol = 2,5 mol.
2. Es entstehen 5 mol Kohlenstoffdioxid.
3. m = 5 mol · 44 g/mol = 220 g
Ergebnis:
220 g
●5
Bestimme: Wie viel Gramm Kohlenstoffdioxid entstehen bei vollständiger alkoholischer Gärung von 180 g Glucose? M(Glucose) = 180 g/mol, M(CO₂) = 44 g/mol.
Lösung zeigen
1. n(Glucose) = 180 g : 180 g/mol = 1 mol.
2. Es entstehen 2 mol Kohlenstoffdioxid.
3. m = 2 mol · 44 g/mol = 88 g
Ergebnis:
88 g
★6
Bestimme: Wie viel Gramm Ethanol entstehen bei vollständiger alkoholischer Gärung von 450 g Glucose? M(Glucose) = 180 g/mol, M(Ethanol) = 46 g/mol.
Lösung zeigen
1. n(Glucose) = 450 g : 180 g/mol = 2,5 mol.
2. Es entstehen 5 mol Ethanol.
3. m = 5 mol · 46 g/mol = 230 g
Ergebnis:
230 g

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
Wie gewinnt man Öl aus Rapssamen?
So fängst du an:
Ölmoleküle sind unpolar.
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
●8
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
★9
Ein Triglycerid besteht aus Glycerin (3 Kohlenstoffatome) und drei Resten Myristinsäure (je 14 Kohlenstoffatome). Bestimme: Wie viele Kohlenstoffatome hat das Fettmolekül?
Lösung zeigen
1. Drei Reste mit je 14 Atomen sind 42 Atome.
2. Dazu kommen 3 Kohlenstoffatome vom Glycerin.
3. Zusammen sind es 45 Atome.
Ergebnis:
45 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 4 mol Triglycerid umgesetzt werden?

Schritt für Schritt

Ein Triglycerid hat drei Estergruppen.
Das Verhältnis von Triglycerid zu Glycerin ist 1 : 1.
Bei 4 mol sind es 4 mol.

Ein Triglycerid hat drei Estergruppen.
Das Verhältnis von Triglycerid zu Glycerin ist 1 : 1.
Bei 4 mol sind es 4 mol.

Ergebnis:

4 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

○10
Ein Triglycerid reagiert mit Methanol zu Fettsäuremethylestern und Glycerin. Bestimme: Wie viel Fettsäuremethylester entstehen, wenn 4 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 4 mol sind es 12 mol.
Ergebnis:
12 mol
●11
Ein Triglycerid reagiert mit Methanol zu Fettsäuremethylestern und Glycerin. Bestimme: Wie viel Glycerin entsteht, wenn 2,5 mol Triglycerid umgesetzt werden?
Lösung zeigen
1. Ein Triglycerid hat drei Estergruppen.
2. Das Verhältnis von Triglycerid zu Glycerin ist 1 : 1.
3. Bei 2,5 mol sind es 2,5 mol.
Ergebnis:
2,5 mol
★12
Ein Triglycerid reagiert mit Methanol zu Fettsäuremethylestern und Glycerin. Bestimme: Wie viel Methanol wird verbraucht, wenn 4 mol Triglycerid umgesetzt werden?
Lösung zeigen
1. Ein Triglycerid hat drei Estergruppen.
2. Das Verhältnis von Triglycerid zu Methanol ist 1 : 3.
3. Bei 4 mol sind es 12 mol.
Ergebnis:
12 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 Sauerstoff in mol wird für die vollständige Verbrennung von 1 mol Butan-1-ol gebraucht?

Schritt für Schritt

Kohlenstoff braucht 4 mol O₂ und Wasserstoff 2,5 mol O₂.
Der Sauerstoff im Molekül deckt 0,5 mol ab.
Insgesamt werden 6,0 mol O₂ gebraucht.

Kohlenstoff braucht 4 mol O₂ und Wasserstoff 2,5 mol O₂.
Der Sauerstoff im Molekül deckt 0,5 mol ab.
Insgesamt werden 6,0 mol O₂ gebraucht.

Ergebnis:

6,0 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 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
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 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

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

AchtungSauerstoff brennt selbst

So nicht

Der Span flammt auf, weil der Sauerstoff brennt.

So richtig

Der Span brennt. Sauerstoff unterhält die Verbrennung, er brennt nicht selbst.

Frag dich: Was ist der Brennstoff? Was ist sein Partner?

ÜbenJetzt du

○16
Es werden 0,5 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 0,5 mol Glucose sind es 3 mol.
Ergebnis:
3 mol
●17
Es werden 2 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 mol Glucose sind es 12 mol.
Ergebnis:
12 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

Bestimme: Wie viel Gramm Iod nehmen 100 g Linolensäure (3 Doppelbindungen, M = 278 g/mol) auf? M(I₂) = 254 g/mol.

Schritt für Schritt

n(Linolensäure) = 100 g : 278 g/mol = 0,360 mol.
Je Doppelbindung nimmt ein Molekül Linolensäure ein I₂ auf: n(I₂) = 1,079 mol.
m(I₂) = 1,079 mol · 254 g/mol = 274 g

n(Linolensäure) = 100 g : 278 g/mol = 0,360 mol.
Je Doppelbindung nimmt ein Molekül Linolensäure ein I₂ auf: n(I₂) = 1,079 mol.
m(I₂) = 1,079 mol · 254 g/mol = 274 g

Ergebnis:

274 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
Welche Aussage über cis- und trans-Fettsäuren trifft zu?
So fängst du an:
cis heißt diesseits, trans heißt jenseits.
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
●20
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
★21
Bestimme: Wie viel Gramm Iod nehmen 100 g Palmitoleinsäure (1 Doppelbindung, M = 254 g/mol) auf? M(I₂) = 254 g/mol.
Lösung zeigen
1. n(Palmitoleinsäure) = 100 g : 254 g/mol = 0,394 mol.
2. Je Doppelbindung nimmt ein Molekül Palmitoleinsäure ein I₂ auf: n(I₂) = 0,394 mol.
3. m(I₂) = 0,394 mol · 254 g/mol = 100 g
Ergebnis:
100 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 Tridecan entstehen Butan und ein Alken. Welche Summenformel hat das Alken?

Schritt für Schritt

Kohlenstoff: 13 − 4 = 9.
Wasserstoff: 28 − 10 = 18.
Das Alken ist C₉H₁₈.

Kohlenstoff: 13 − 4 = 9.
Wasserstoff: 28 − 10 = 18.
Das Alken ist C₉H₁₈.

Ergebnis:

C₉H₁₈

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 Decan entstehen Hexan und ein Alken. Welche Summenformel hat das Alken?
Lösung zeigen
1. Kohlenstoff: 10 − 6 = 4.
2. Wasserstoff: 22 − 14 = 8.
3. Das Alken ist C₄H₈.
Ergebnis:
C₄H₈
★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
Methan verbrennt nach CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O. Bestimme: Wie viel Wasser entsteht bei der Verbrennung von 2,5 mol Methan?
Lösung zeigen
1. Die Koeffizienten geben das Stoffmengenverhältnis an.
2. Das Verhältnis von Methan zu Wasser ist 1 : 2.
3. Bei 2,5 mol Methan sind es 5 mol.
Ergebnis:
5 mol
●26
Bestimme: Wie viel Kohlenstoffdioxid in Gramm entsteht bei der vollständigen Verbrennung von 1 mol Propan-1-ol? M(CO₂) = 44 g/mol.
Lösung zeigen
1. Jedes Kohlenstoffatom wird zu einem CO₂-Molekül, hier 3 je Molekül.
2. n(CO₂) = 3 mol.
3. m = 3 mol · 44 g/mol = 132 g
Ergebnis:
132 g
●27
Warum bricht die Gärung ab, wenn die Ethanolkonzentration etwa 12 bis 15 Prozent erreicht?
Lösung zeigen
1. Hefezellen vertragen nur begrenzt Ethanol.
2. Ab etwa 12 bis 15 Prozent sterben sie ab.
3. Danach endet die Gärung, auch wenn noch Zucker da ist.
Ergebnis:
Die Hefezellen werden durch das Ethanol geschädigt
●28
Es werden 4 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 4 mol Glucose sind es 8 mol.
Ergebnis:
8 mol
●29
Ein Triglycerid reagiert mit Methanol zu Fettsäuremethylestern und Glycerin. Bestimme: Wie viel Methanol wird verbraucht, wenn 0,5 mol Triglycerid umgesetzt werden?
Lösung zeigen
1. Ein Triglycerid hat drei Estergruppen.
2. Das Verhältnis von Triglycerid zu Methanol ist 1 : 3.
3. Bei 0,5 mol sind es 1,5 mol.
Ergebnis:
1,5 mol
●30
Was geschieht beim katalytischen Cracken?
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

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 0,5 mol Methan verbraucht?
Lösung zeigen
Ergebnis:
1 mol
Ich beschreibe die alkoholische Gärung und Bioethanol als Kraftstoffzusatz.
32
Bestimme: Aus 180 g Glucose entsteht bei vollständiger Gärung wie viel Ethanol? 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
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 Fettsäuremethylester entstehen, wenn 0,5 mol Triglycerid umgesetzt werden?
Lösung zeigen
Ergebnis:
1,5 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 Butan-1-ol? M(CO₂) = 44 g/mol.
Lösung zeigen
Ergebnis:
176 g
Ich vergleiche Zellatmung und Gärung beim Abbau von Glucose.
36
Es werden 1 mol Glucose durch alkoholische Gärung abgebaut. Bestimme: Wie viel Kohlenstoffdioxid entsteht?
Lösung zeigen
Ergebnis:
2 mol
Ich erkläre ungesättigte Fettsäuren, cis-trans-Isomerie und die Iodzahl.
37
Bestimme: Wie viel Gramm Iod nehmen 50 g Erucasäure (1 Doppelbindung, M = 339 g/mol) auf? M(I₂) = 254 g/mol.
Lösung zeigen
Ergebnis:
37 g
Ich erkläre die Gewinnung von Diesel aus Erdöl und das Cracken.
38
Beim Cracken von Pentadecan entstehen Hexan und ein Alken. Welche Summenformel hat das Alken?
Lösung zeigen
Ergebnis:
C₉H₁₈

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

Lösungen

5 mol
4 mol
6 mol
220 g
88 g
230 g
Durch Pressen oder durch Extraktion mit einem unpolaren Lösemittel
39 Kohlenstoffatome
45 Kohlenstoffatome
12 mol
2,5 mol
12 mol
8,0 mol
4,5 mol
220 g
3 mol
12 mol
264 g
Bei trans liegen die Reste auf entgegengesetzten Seiten der Doppelbindung
137 g
100 g
Weiter unten, weil die Dieselmoleküle länger sind und höher sieden
C₄H₈
C₂H₄
5 mol
132 g
Die Hefezellen werden durch das Ethanol geschädigt
8 mol
1,5 mol
Lange Kohlenwasserstoffmoleküle werden in kürzere gespalten, dabei entstehen auch Alkene
1 mol
92 g
39 Kohlenstoffatome
1,5 mol
176 g
2 mol
37 g
C₉H₁₈