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 4 mol Methan?

Schritt für Schritt

Die Koeffizienten geben das Stoffmengenverhältnis an.
Das Verhältnis von Methan zu Wasser ist 1 : 2.
Bei 4 mol Methan sind es 8 mol.

Die Koeffizienten geben das Stoffmengenverhältnis an.
Das Verhältnis von Methan zu Wasser ist 1 : 2.
Bei 4 mol Methan sind es 8 mol.

Ergebnis:

8 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
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

Bestimme: Wie viel Gramm Ethanol entstehen bei vollständiger alkoholischer Gärung von 180 g Glucose? M(Glucose) = 180 g/mol, M(Ethanol) = 46 g/mol.

Schritt für Schritt

n(Glucose) = 180 g : 180 g/mol = 1 mol.
Es entstehen 2 mol Ethanol.
m = 2 mol · 46 g/mol = 92 g

n(Glucose) = 180 g : 180 g/mol = 1 mol.
Es entstehen 2 mol Ethanol.
m = 2 mol · 46 g/mol = 92 g

Ergebnis:

92 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 Kohlenstoffdioxid entstehen bei vollständiger alkoholischer Gärung von 540 g Glucose? M(Glucose) = 180 g/mol, M(CO₂) = 44 g/mol.
So fängst du an:
n(Glucose) = 540 g : 180 g/mol = 3 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
●5
Bestimme: Wie viel Gramm Ethanol entstehen bei vollständiger alkoholischer Gärung von 720 g Glucose? M(Glucose) = 180 g/mol, M(Ethanol) = 46 g/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
★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 Caprinsäure (je 10 Kohlenstoffatome). Bestimme: Wie viele Kohlenstoffatome hat das Fettmolekül?
So fängst du an:
Drei Reste mit je 10 Atomen sind 30 Atome.
Lösung zeigen
1. Drei Reste mit je 10 Atomen sind 30 Atome.
2. Dazu kommen 3 Kohlenstoffatome vom Glycerin.
3. Zusammen sind es 33 Atome.
Ergebnis:
33 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 Behensäure (je 22 Kohlenstoffatome). Bestimme: Wie viele Kohlenstoffatome hat das Fettmolekül?
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

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 mol Triglycerid umgesetzt werden?

Schritt für Schritt

Ein Triglycerid hat drei Estergruppen.
Das Verhältnis von Triglycerid zu Fettsäuremethylester ist 1 : 3.
Bei 2 mol sind es 6 mol.

Ein Triglycerid hat drei Estergruppen.
Das Verhältnis von Triglycerid zu Fettsäuremethylester ist 1 : 3.
Bei 2 mol sind es 6 mol.

Ergebnis:

6 mol

AchtungNatürlich heißt unbedenklich

So nicht

Natürliches Aroma ist immer gesünder als künstliches.

So richtig

Ein Molekül wirkt gleich, egal woher es stammt. Entscheidend sind Stoff und Menge.

Nenn einen giftigen Naturstoff. Was folgt daraus für das Urteil?

ÜbenJetzt du

○10
Warum ist Biodiesel aus Palmöl für das Klima umstritten?
So fängst du an:
Beim Roden von Wald verbrennt oder verrottet gespeicherter Kohlenstoff.
Lösung zeigen
1. Beim Roden von Wald verbrennt oder verrottet gespeicherter Kohlenstoff.
2. Das setzt Kohlenstoffdioxid frei.
3. Der Vorteil des Biokraftstoffs geht dadurch verloren.
Ergebnis:
Für Plantagen werden Regenwälder gerodet, dabei wird viel Kohlenstoffdioxid frei
●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 Sauerstoff in mol wird für die vollständige Verbrennung von 1 mol Pentan gebraucht?

Schritt für Schritt

Kohlenstoff braucht 5 mol O₂ und Wasserstoff 3 mol O₂.
Das Molekül enthält selbst keinen Sauerstoff.
Insgesamt werden 8,0 mol O₂ gebraucht.

Kohlenstoff braucht 5 mol O₂ und Wasserstoff 3 mol O₂.
Das Molekül enthält selbst keinen Sauerstoff.
Insgesamt werden 8,0 mol O₂ gebraucht.

Ergebnis:

8,0 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 Kohlenstoffdioxid in Gramm entsteht bei der vollständigen Verbrennung von 1 mol Butan-1-ol? M(CO₂) = 44 g/mol.
So fängst du an:
Jedes Kohlenstoffatom wird zu einem CO₂-Molekül, hier 4 je Molekül.
Lösung zeigen
1. Jedes Kohlenstoffatom wird zu einem CO₂-Molekül, hier 4 je Molekül.
2. n(CO₂) = 4 mol.
3. m = 4 mol · 44 g/mol = 176 g
Ergebnis:
176 g
●14
Bestimme: Wie viel Kohlenstoffdioxid in Gramm entsteht bei der vollständigen Verbrennung von 1 mol Butan? M(CO₂) = 44 g/mol.
Lösung zeigen
1. Jedes Kohlenstoffatom wird zu einem CO₂-Molekül, hier 4 je Molekül.
2. n(CO₂) = 4 mol.
3. m = 4 mol · 44 g/mol = 176 g
Ergebnis:
176 g
★15
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

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 vollständige Zellatmung abgebaut. Bestimme: Wie viel Kohlenstoffdioxid entsteht?

Schritt für Schritt

C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O
Das Verhältnis Glucose zu Kohlenstoffdioxid ist 1 : 6.
Bei 1,5 mol Glucose sind es 9 mol.

C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O
Das Verhältnis Glucose zu Kohlenstoffdioxid ist 1 : 6.
Bei 1,5 mol Glucose sind es 9 mol.

Ergebnis:

9 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 4 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 4 mol Glucose sind es 24 mol.
Ergebnis:
24 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 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 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 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 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 Pentadecan entstehen Butan und ein Alken. Welche Summenformel hat das Alken?

Schritt für Schritt

Kohlenstoff: 15 − 4 = 11.
Wasserstoff: 32 − 10 = 22.
Das Alken ist C₁₁H₂₂.

Kohlenstoff: 15 − 4 = 11.
Wasserstoff: 32 − 10 = 22.
Das Alken ist C₁₁H₂₂.

Ergebnis:

C₁₁H₂₂

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 Undecan entstehen Propan und ein Alken. Welche Summenformel hat das Alken?
So fängst du an:
Kohlenstoff: 11 − 3 = 8.
Lösung zeigen
1. Kohlenstoff: 11 − 3 = 8.
2. Wasserstoff: 24 − 8 = 16.
3. Das Alken ist C₈H₁₆.
Ergebnis:
C₈H₁₆
●23
Beim Cracken von Dodecan entstehen Hexan und ein Alken. Welche Summenformel hat das Alken?
Lösung zeigen
1. Kohlenstoff: 12 − 6 = 6.
2. Wasserstoff: 26 − 14 = 12.
3. Das Alken ist C₆H₁₂.
Ergebnis:
C₆H₁₂
★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 Sauerstoff wird bei der Verbrennung von 2 mol Methan verbraucht?
Lösung zeigen
1. Die Koeffizienten geben das Stoffmengenverhältnis an.
2. Das Verhältnis von Methan zu Sauerstoff ist 1 : 2.
3. Bei 2 mol Methan sind es 4 mol.
Ergebnis:
4 mol
●26
Bestimme: Wie viel Sauerstoff in mol wird für die vollständige Verbrennung von 1 mol Butan-1-ol gebraucht?
Lösung zeigen
1. Kohlenstoff braucht 4 mol O₂ und Wasserstoff 2,5 mol O₂.
2. Der Sauerstoff im Molekül deckt 0,5 mol ab.
3. Insgesamt werden 6,0 mol O₂ gebraucht.
Ergebnis:
6,0 mol
●27
Bestimme: Wie viel Gramm Kohlenstoffdioxid entstehen bei vollständiger alkoholischer Gärung von 450 g Glucose? M(Glucose) = 180 g/mol, M(CO₂) = 44 g/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
●28
Es werden 3 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 3 mol Glucose sind es 18 mol.
Ergebnis:
18 mol
●29
Ein Triglycerid reagiert mit Methanol zu Fettsäuremethylestern und Glycerin. Bestimme: Wie viel Fettsäuremethylester entstehen, wenn 1 mol Triglycerid umgesetzt werden?
Lösung zeigen
1. Ein Triglycerid hat drei Estergruppen.
2. Das Verhältnis von Triglycerid zu Fettsäuremethylester ist 1 : 3.
3. Bei 1 mol sind es 3 mol.
Ergebnis:
3 mol
●30
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

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 0,5 mol Methan?
Lösung zeigen
Ergebnis:
0,5 mol
Ich beschreibe die alkoholische Gärung und Bioethanol als Kraftstoffzusatz.
32
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
Ergebnis:
352 g
Ich beschreibe Vorkommen, Gewinnung und Bau pflanzlicher Fette und Öle.
33
Ein Triglycerid besteht aus Glycerin (3 Kohlenstoffatome) und drei Resten Stearinsäure (je 18 Kohlenstoffatome). Bestimme: Wie viele Kohlenstoffatome hat das Fettmolekül?
Lösung zeigen
Ergebnis:
57 Kohlenstoffatome
Ich erkläre die Herstellung von Biodiesel aus Raps und beurteile ihn.
34
Bestimme: Wie viel Methanol reagiert theoretisch vollständig mit 1 mol Triglycerid zu Biodiesel?
Lösung zeigen
Ergebnis:
3 mol
Ich vergleiche die Verbrennung von Methan, Ethanol und Diesel und erkläre den Treibhauseffekt.
35
Bei der Verbrennung von Methan wird Energie frei. Woher stammt sie?
Lösung zeigen
Ergebnis:
Beim Bilden der Bindungen in CO₂ und H₂O wird mehr Energie frei, als das Lösen der Bindungen braucht
Ich vergleiche Zellatmung und Gärung beim Abbau von Glucose.
36
Es werden 3 mol Glucose durch vollständige Zellatmung abgebaut. Bestimme: Wie viel Kohlenstoffdioxid entsteht?
Lösung zeigen
Ergebnis:
18 mol
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 Octan entstehen Pentan und ein Alken. Welche Summenformel hat das Alken?
Lösung zeigen
Ergebnis:
C₃H₆

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

Lösungen

1,5 mol
Methan
Das Kohlenstoffdioxid wurde zuvor von Pflanzen gebunden, Anbau und Transport verursachen Emissionen
264 g
368 g
Ethanol erhöht die Klopffestigkeit und ersetzt einen Teil des Erdöls
33 Kohlenstoffatome
51 Kohlenstoffatome
69 Kohlenstoffatome
Für Plantagen werden Regenwälder gerodet, dabei wird viel Kohlenstoffdioxid frei
0,5 mol
Die kleineren Methylester sind weniger zähflüssig und verbrennen sauberer
176 g
176 g
12,5 mol
24 mol
C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O
264 g
274 g
90 g
90 g
C₈H₁₆
C₆H₁₂
C₂H₄
4 mol
6,0 mol
220 g
18 mol
3 mol
C₁₂H₂₄
0,5 mol
352 g
57 Kohlenstoffatome
3 mol
Beim Bilden der Bindungen in CO₂ und H₂O wird mehr Energie frei, als das Lösen der Bindungen braucht
18 mol
Viele Doppelbindungen, das Öl ist stark ungesättigt
C₃H₆