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

Unter welchen Bedingungen bilden Mikroorganismen in der Biogasanlage Methan?

Schritt für Schritt

Methanbildner brauchen Luftabschluss.
Sie arbeiten am besten bei Körpertemperatur.
Das sind etwa 35 bis 40 Grad Celsius.

Methanbildner brauchen Luftabschluss.
Sie arbeiten am besten bei Körpertemperatur.
Das sind etwa 35 bis 40 Grad Celsius.

Ergebnis:

Ohne Sauerstoff, bei etwa 35 bis 40 Grad Celsius

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 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
Methan verbrennt nach CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O. Bestimme: Wie viel Kohlenstoffdioxid entsteht bei der Verbrennung von 0,5 mol Methan?
Lösung zeigen
1. Die Koeffizienten geben das Stoffmengenverhältnis an.
2. Das Verhältnis von Methan zu Kohlenstoffdioxid ist 1 : 1.
3. Bei 0,5 mol Methan sind es 0,5 mol.
Ergebnis:
0,5 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 90 g Glucose? M(Glucose) = 180 g/mol, M(CO₂) = 44 g/mol.

Schritt für Schritt

n(Glucose) = 90 g : 180 g/mol = 0,5 mol.
Es entstehen 1 mol Kohlenstoffdioxid.
m = 1 mol · 44 g/mol = 44 g

n(Glucose) = 90 g : 180 g/mol = 0,5 mol.
Es entstehen 1 mol Kohlenstoffdioxid.
m = 1 mol · 44 g/mol = 44 g

Ergebnis:

44 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 540 g Glucose? M(Glucose) = 180 g/mol, M(CO₂) = 44 g/mol.
Lösung zeigen
1. n(Glucose) = 540 g : 180 g/mol = 3 mol.
2. Es entstehen 6 mol Kohlenstoffdioxid.
3. m = 6 mol · 44 g/mol = 264 g
Ergebnis:
264 g
★6
Bestimme: Wie viel Gramm Kohlenstoffdioxid entstehen bei vollständiger alkoholischer Gärung von 720 g Glucose? M(Glucose) = 180 g/mol, M(CO₂) = 44 g/mol.
Lösung zeigen
1. n(Glucose) = 720 g : 180 g/mol = 4 mol.
2. Es entstehen 8 mol Kohlenstoffdioxid.
3. m = 8 mol · 44 g/mol = 352 g
Ergebnis:
352 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 Caprinsäure (je 10 Kohlenstoffatome). Bestimme: Wie viele Kohlenstoffatome hat das Fettmolekül?

Schritt für Schritt

Drei Reste mit je 10 Atomen sind 30 Atome.
Dazu kommen 3 Kohlenstoffatome vom Glycerin.
Zusammen sind es 33 Atome.

Drei Reste mit je 10 Atomen sind 30 Atome.
Dazu kommen 3 Kohlenstoffatome vom Glycerin.
Zusammen sind es 33 Atome.

Ergebnis:

33 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 Palmitinsäure (je 16 Kohlenstoffatome). Bestimme: Wie viele Kohlenstoffatome hat das Fettmolekül?
So fängst du an:
Drei Reste mit je 16 Atomen sind 48 Atome.
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
●8
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
★9
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

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 5 mol Triglycerid umgesetzt werden?

Schritt für Schritt

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

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

Ergebnis:

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 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
Ein Triglycerid reagiert mit Methanol zu Fettsäuremethylestern und Glycerin. Bestimme: Wie viel Fettsäuremethylester entstehen, wenn 0,5 mol Triglycerid umgesetzt werden?
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
★12
Ein Triglycerid reagiert mit Methanol zu Fettsäuremethylestern und Glycerin. Bestimme: Wie viel Fettsäuremethylester entstehen, wenn 2 mol Triglycerid umgesetzt werden?
Lösung zeigen
1. Ein Triglycerid hat drei Estergruppen.
2. Das Verhältnis von Triglycerid zu Fettsäuremethylester 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 Propan-1-ol? M(CO₂) = 44 g/mol.

Schritt für Schritt

Jedes Kohlenstoffatom wird zu einem CO₂-Molekül, hier 3 je Molekül.
n(CO₂) = 3 mol.
m = 3 mol · 44 g/mol = 132 g

Jedes Kohlenstoffatom wird zu einem CO₂-Molekül, hier 3 je Molekül.
n(CO₂) = 3 mol.
m = 3 mol · 44 g/mol = 132 g

Ergebnis:

132 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 Octan gebraucht?
So fängst du an:
Kohlenstoff braucht 8 mol O₂ und Wasserstoff 4,5 mol O₂.
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
●14
Bestimme: Wie viel Kohlenstoffdioxid in Gramm entsteht bei der vollständigen Verbrennung von 1 mol Hexan? M(CO₂) = 44 g/mol.
Lösung zeigen
1. Jedes Kohlenstoffatom wird zu einem CO₂-Molekül, hier 6 je Molekül.
2. n(CO₂) = 6 mol.
3. m = 6 mol · 44 g/mol = 264 g
Ergebnis:
264 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

Wie lautet die Bruttogleichung der Zellatmung?

Schritt für Schritt

Edukte sind Glucose und Sauerstoff.
Produkte sind Kohlenstoffdioxid und Wasser.
Beide Seiten haben 6 C, 12 H und 18 O.

Edukte sind Glucose und Sauerstoff.
Produkte sind Kohlenstoffdioxid und Wasser.
Beide Seiten haben 6 C, 12 H und 18 O.

Ergebnis:

C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O

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 3 mol Glucose durch alkoholische Gärung abgebaut. Bestimme: Wie viel Kohlenstoffdioxid entsteht?
So fängst du an:
C₆H₁₂O₆ → 2 C₂H₅OH + 2 CO₂
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
●17
Es werden 0,5 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 0,5 mol Glucose sind es 1 mol.
Ergebnis:
1 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 Erucasäure (1 Doppelbindung, M = 339 g/mol) auf? M(I₂) = 254 g/mol.

Schritt für Schritt

n(Erucasäure) = 100 g : 339 g/mol = 0,295 mol.
Je Doppelbindung nimmt ein Molekül Erucasäure ein I₂ auf: n(I₂) = 0,295 mol.
m(I₂) = 0,295 mol · 254 g/mol = 75 g

n(Erucasäure) = 100 g : 339 g/mol = 0,295 mol.
Je Doppelbindung nimmt ein Molekül Erucasäure ein I₂ auf: n(I₂) = 0,295 mol.
m(I₂) = 0,295 mol · 254 g/mol = 75 g

Ergebnis:

75 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 Erucasäure (1 Doppelbindung, M = 339 g/mol) auf? M(I₂) = 254 g/mol.
Lösung zeigen
1. n(Erucasäure) = 50 g : 339 g/mol = 0,147 mol.
2. Je Doppelbindung nimmt ein Molekül Erucasäure ein I₂ auf: n(I₂) = 0,147 mol.
3. m(I₂) = 0,147 mol · 254 g/mol = 37 g
Ergebnis:
37 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

Was geschieht beim katalytischen Cracken?

Schritt für Schritt

Hohe Temperatur und ein Katalysator spalten C–C-Bindungen.
Aus einem langen Alkan werden ein kürzeres Alkan und ein Alken.
So steigt die Ausbeute an Benzin.

Hohe Temperatur und ein Katalysator spalten C–C-Bindungen.
Aus einem langen Alkan werden ein kürzeres Alkan und ein Alken.
So steigt die Ausbeute an Benzin.

Ergebnis:

Lange Kohlenwasserstoffmoleküle werden in kürzere gespalten, dabei entstehen auch Alkene

AchtungCracken als Verknüpfen gedeutet

So nicht

Beim Cracken werden kurze Moleküle zu langen verbunden oder Wasser angelagert. Die Wasserstoffbilanz ist egal.

So richtig

Beim Cracken werden lange Moleküle bei hoher Temperatur in kürzere gespalten, dabei entstehen auch Alkene.

Zeichne ein langes Alkan und markiere eine C–C-Bindung. Wie sehen die zwei Bruchstücke aus?

ÜbenJetzt du

○22
Beim Cracken von Hexadecan entstehen Propan und ein Alken. Welche Summenformel hat das Alken?
So fängst du an:
Kohlenstoff: 16 − 3 = 13.
Lösung zeigen
1. Kohlenstoff: 16 − 3 = 13.
2. Wasserstoff: 34 − 8 = 26.
3. Das Alken ist C₁₃H₂₆.
Ergebnis:
C₁₃H₂₆
●23
Beim Cracken von Hexadecan entstehen Pentan und ein Alken. Welche Summenformel hat das Alken?
Lösung zeigen
1. Kohlenstoff: 16 − 5 = 11.
2. Wasserstoff: 34 − 12 = 22.
3. Das Alken ist C₁₁H₂₂.
Ergebnis:
C₁₁H₂₂
★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 Kohlenstoffdioxid entsteht bei der Verbrennung von 2 mol Methan?
Lösung zeigen
1. Die Koeffizienten geben das Stoffmengenverhältnis an.
2. Das Verhältnis von Methan zu Kohlenstoffdioxid ist 1 : 1.
3. Bei 2 mol Methan sind es 2 mol.
Ergebnis:
2 mol
●26
Bestimme: Wie viel Kohlenstoffdioxid in Gramm entsteht bei der vollständigen Verbrennung von 1 mol Propan? 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 2 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 mol Glucose sind es 4 mol.
Ergebnis:
4 mol
●29
Warum hat die trans-Elaidinsäure einen höheren Schmelzpunkt als die cis-Ölsäure?
Lösung zeigen
1. Der trans-Rest ist gestreckt wie bei gesättigten Säuren.
2. Gestreckte Moleküle berühren sich stärker.
3. Die Anziehung ist größer, der Schmelzpunkt höher.
Ergebnis:
Der gestreckte Rest packt dichter, die Anziehung zwischen den Molekülen ist größer
●30
Ein Triglycerid reagiert mit Methanol zu Fettsäuremethylestern und Glycerin. Bestimme: Wie viel Glycerin entsteht, wenn 2 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 mol sind es 2 mol.
Ergebnis:
2 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 Wasser entsteht bei der Verbrennung von 3 mol Methan?
Lösung zeigen
Ergebnis:
6 mol
Ich beschreibe die alkoholische Gärung und Bioethanol als Kraftstoffzusatz.
32
Bestimme: Wie viel Gramm Ethanol entstehen bei vollständiger alkoholischer Gärung von 270 g Glucose? M(Glucose) = 180 g/mol, M(Ethanol) = 46 g/mol.
Lösung zeigen
Ergebnis:
138 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 Glycerin entsteht, wenn 0,5 mol Triglycerid umgesetzt werden?
Lösung zeigen
Ergebnis:
0,5 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 Propan-1-ol? M(CO₂) = 44 g/mol.
Lösung zeigen
Ergebnis:
132 g
Ich vergleiche Zellatmung und Gärung beim Abbau von Glucose.
36
Es werden 1,5 mol Glucose durch vollständige Zellatmung abgebaut. Bestimme: Wie viel Kohlenstoffdioxid entsteht?
Lösung zeigen
Ergebnis:
9 mol
Ich erkläre ungesättigte Fettsäuren, cis-trans-Isomerie und die Iodzahl.
37
Bestimme: Wie viel Gramm Iod nehmen 100 g Erucasäure (1 Doppelbindung, M = 339 g/mol) auf? M(I₂) = 254 g/mol.
Lösung zeigen
Ergebnis:
75 g
Ich erkläre die Gewinnung von Diesel aus Erdöl und das Cracken.
38
Was geschieht beim katalytischen Cracken?
Lösung zeigen
Ergebnis:
Lange Kohlenwasserstoffmoleküle werden in kürzere gespalten, dabei entstehen auch Alkene

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

Lösungen

8 mol
0,5 mol
Das Kohlenstoffdioxid wurde zuvor von Pflanzen gebunden, Anbau und Transport verursachen Emissionen
176 g
264 g
352 g
51 Kohlenstoffatome
45 Kohlenstoffatome
57 Kohlenstoffatome
6 mol
1,5 mol
6 mol
12,5 mol
264 g
273 kJ
6 mol
1 mol
264 g
Bei trans liegen die Reste auf entgegengesetzten Seiten der Doppelbindung
37 g
90 g
C₁₃H₂₆
C₁₁H₂₂
C₂H₄
2 mol
132 g
Die Hefezellen werden durch das Ethanol geschädigt
4 mol
Der gestreckte Rest packt dichter, die Anziehung zwischen den Molekülen ist größer
2 mol
6 mol
138 g
63 Kohlenstoffatome
0,5 mol
132 g
9 mol
75 g
Lange Kohlenwasserstoffmoleküle werden in kürzere gespalten, dabei entstehen auch Alkene