Chemie · Klasse 11 · Kapitel

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Biokraftstoffe und Energie aus organischen Stoffen

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○ mit Starthilfe, ● für alle, ★ zum Weiterdenken. Du wählst mindestens eine ★-Aufgabe. Du rechnest ins Heft.

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 3 mol Methan?

Schritt für Schritt

Die Koeffizienten geben das Stoffmengenverhältnis an.
Das Verhältnis von Methan zu Wasser ist 1 : 2.
Bei 3 mol Methan sind es 6 mol.

Die Koeffizienten geben das Stoffmengenverhältnis an.
Das Verhältnis von Methan zu Wasser ist 1 : 2.
Bei 3 mol Methan sind es 6 mol.

Ergebnis:

6 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 Wasser entsteht bei der Verbrennung von 2,5 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 Wasser 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 Kohlenstoffdioxid entsteht bei der Verbrennung von 2,5 mol Methan?
Lösung zeigen
1. Die Koeffizienten geben das Stoffmengenverhältnis an.
2. Das Verhältnis von Methan zu Kohlenstoffdioxid ist 1 : 1.
3. Bei 2,5 mol Methan sind es 2,5 mol.
Ergebnis:
2,5 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 180 g Glucose? M(Glucose) = 180 g/mol, M(CO₂) = 44 g/mol.

Schritt für Schritt

n(Glucose) = 180 g : 180 g/mol = 1 mol.
Es entstehen 2 mol Kohlenstoffdioxid.
m = 2 mol · 44 g/mol = 88 g

n(Glucose) = 180 g : 180 g/mol = 1 mol.
Es entstehen 2 mol Kohlenstoffdioxid.
m = 2 mol · 44 g/mol = 88 g

Ergebnis:

88 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 270 g Glucose? M(Glucose) = 180 g/mol, M(CO₂) = 44 g/mol.
So fängst du an:
n(Glucose) = 270 g : 180 g/mol = 1,5 mol.
Lösung zeigen
1. n(Glucose) = 270 g : 180 g/mol = 1,5 mol.
2. Es entstehen 3 mol Kohlenstoffdioxid.
3. m = 3 mol · 44 g/mol = 132 g
Ergebnis:
132 g
●5
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
★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

Aus welchen Bausteinen besteht ein Fettmolekül (Triglycerid)?

Schritt für Schritt

Glycerin hat drei Hydroxygruppen.
Jede reagiert mit einer Fettsäure unter Wasserabspaltung.
Es entsteht ein Triester.

Glycerin hat drei Hydroxygruppen.
Jede reagiert mit einer Fettsäure unter Wasserabspaltung.
Es entsteht ein Triester.

Ergebnis:

Aus Glycerin und drei Fettsäuren, verbunden durch Esterbindungen

AchtungEster als Salz gedeutet

So nicht

Ethylacetat ist ein Salz aus Essigsäure und Ethanol.

So richtig

Ethylacetat ist ein Ester: ein Molekül ohne Ionen, entstanden unter Abspaltung von Wasser.

Prüfe die Leitfähigkeit: Leitet ein Ester gelöst den Strom?

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 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
★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 Fettsäuremethylester entstehen, wenn 2,5 mol Triglycerid umgesetzt werden?

Schritt für Schritt

Ein Triglycerid hat drei Estergruppen.
Das Verhältnis von Triglycerid zu Fettsäuremethylester ist 1 : 3.
Bei 2,5 mol sind es 7,5 mol.

Ein Triglycerid hat drei Estergruppen.
Das Verhältnis von Triglycerid zu Fettsäuremethylester ist 1 : 3.
Bei 2,5 mol sind es 7,5 mol.

Ergebnis:

7,5 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
Ein Triglycerid reagiert mit Methanol zu Fettsäuremethylestern und Glycerin. Bestimme: Wie viel Glycerin entsteht, wenn 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 Glycerin ist 1 : 1.
3. Bei 5 mol sind es 5 mol.
Ergebnis:
5 mol
●11
Welche Reaktion liefert aus Rapsöl und Methanol den Biodiesel?
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
★12
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

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 Hexan gebraucht?

Schritt für Schritt

Kohlenstoff braucht 6 mol O₂ und Wasserstoff 3,5 mol O₂.
Das Molekül enthält selbst keinen Sauerstoff.
Insgesamt werden 9,5 mol O₂ gebraucht.

Kohlenstoff braucht 6 mol O₂ und Wasserstoff 3,5 mol O₂.
Das Molekül enthält selbst keinen Sauerstoff.
Insgesamt werden 9,5 mol O₂ gebraucht.

Ergebnis:

9,5 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 Butan gebraucht?
Lösung zeigen
1. Kohlenstoff braucht 4 mol O₂ und Wasserstoff 2,5 mol O₂.
2. Das Molekül enthält selbst keinen Sauerstoff.
3. Insgesamt werden 6,5 mol O₂ gebraucht.
Ergebnis:
6,5 mol
★15
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

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 2,5 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 2,5 mol Glucose sind es 15 mol.

C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O
Das Verhältnis Glucose zu Kohlenstoffdioxid ist 1 : 6.
Bei 2,5 mol Glucose sind es 15 mol.

Ergebnis:

15 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 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
★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 Eicosapentaensäure (5 Doppelbindungen, M = 302 g/mol) auf? M(I₂) = 254 g/mol.

Schritt für Schritt

n(Eicosapentaensäure) = 50 g : 302 g/mol = 0,166 mol.
Je Doppelbindung nimmt ein Molekül Eicosapentaensäure ein I₂ auf: n(I₂) = 0,828 mol.
m(I₂) = 0,828 mol · 254 g/mol = 210 g

n(Eicosapentaensäure) = 50 g : 302 g/mol = 0,166 mol.
Je Doppelbindung nimmt ein Molekül Eicosapentaensäure ein I₂ auf: n(I₂) = 0,828 mol.
m(I₂) = 0,828 mol · 254 g/mol = 210 g

Ergebnis:

210 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 Arachidonsäure (4 Doppelbindungen, M = 305 g/mol) auf? M(I₂) = 254 g/mol.
So fängst du an:
n(Arachidonsäure) = 100 g : 305 g/mol = 0,328 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
●20
Bestimme: Wie viel Gramm Iod nehmen 50 g Ölsäure (1 Doppelbindung, M = 282 g/mol) auf? M(I₂) = 254 g/mol.
Lösung zeigen
1. n(Ölsäure) = 50 g : 282 g/mol = 0,177 mol.
2. Je Doppelbindung nimmt ein Molekül Ölsäure ein I₂ auf: n(I₂) = 0,177 mol.
3. m(I₂) = 0,177 mol · 254 g/mol = 45 g
Ergebnis:
45 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 Pentan und ein Alken. Welche Summenformel hat das Alken?

Schritt für Schritt

Kohlenstoff: 8 − 5 = 3.
Wasserstoff: 18 − 12 = 6.
Das Alken ist C₃H₆.

Kohlenstoff: 8 − 5 = 3.
Wasserstoff: 18 − 12 = 6.
Das Alken ist C₃H₆.

Ergebnis:

C₃H₆

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 Hexan und ein Alken. Welche Summenformel hat das Alken?
So fängst du an:
Kohlenstoff: 8 − 6 = 2.
Lösung zeigen
1. Kohlenstoff: 8 − 6 = 2.
2. Wasserstoff: 18 − 14 = 4.
3. Das Alken ist C₂H₄.
Ergebnis:
C₂H₄
●23
Beim Cracken von Undecan entstehen Hexan und ein Alken. Welche Summenformel hat das Alken?
Lösung zeigen
1. Kohlenstoff: 11 − 6 = 5.
2. Wasserstoff: 24 − 14 = 10.
3. Das Alken ist C₅H₁₀.
Ergebnis:
C₅H₁₀
★24
Beim Cracken von Dodecan entstehen Propan und ein Alken. Welche Summenformel hat das Alken?
Lösung zeigen
1. Kohlenstoff: 12 − 3 = 9.
2. Wasserstoff: 26 − 8 = 18.
3. Das Alken ist C₉H₁₈.
Ergebnis:
C₉H₁₈

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 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
●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 Ethanol entstehen bei vollständiger alkoholischer Gärung von 270 g Glucose? M(Glucose) = 180 g/mol, M(Ethanol) = 46 g/mol.
Lösung zeigen
1. n(Glucose) = 270 g : 180 g/mol = 1,5 mol.
2. Es entstehen 3 mol Ethanol.
3. m = 3 mol · 46 g/mol = 138 g
Ergebnis:
138 g
●28
Es werden 1 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 1 mol Glucose sind es 6 mol.
Ergebnis:
6 mol
●29
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
●30
Bestimme: Wie viel Gramm Iod nehmen 50 g Docosahexaensäure (6 Doppelbindungen, M = 328 g/mol) auf? M(I₂) = 254 g/mol.
Lösung zeigen
1. n(Docosahexaensäure) = 50 g : 328 g/mol = 0,152 mol.
2. Je Doppelbindung nimmt ein Molekül Docosahexaensäure ein I₂ auf: n(I₂) = 0,915 mol.
3. m(I₂) = 0,915 mol · 254 g/mol = 232 g
Ergebnis:
232 g

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 1,5 mol Methan?
Lösung zeigen
Ergebnis:
3 mol
Ich beschreibe die alkoholische Gärung und Bioethanol als Kraftstoffzusatz.
32
Warum bricht die Gärung ab, wenn die Ethanolkonzentration etwa 12 bis 15 Prozent erreicht?
Lösung zeigen
Ergebnis:
Die Hefezellen werden durch das Ethanol geschädigt
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
Warum ist Biodiesel aus Palmöl für das Klima umstritten?
Lösung zeigen
Ergebnis:
Für Plantagen werden Regenwälder gerodet, dabei wird viel Kohlenstoffdioxid frei
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 Hexan? M(CO₂) = 44 g/mol.
Lösung zeigen
Ergebnis:
264 g
Ich vergleiche Zellatmung und Gärung beim Abbau von Glucose.
36
Es werden 0,5 mol Glucose durch vollständige Zellatmung abgebaut. Bestimme: Wie viel Kohlenstoffdioxid entsteht?
Lösung zeigen
Ergebnis:
3 mol
Ich erkläre ungesättigte Fettsäuren, cis-trans-Isomerie und die Iodzahl.
37
Bestimme: Wie viel Gramm Iod nehmen 50 g Arachidonsäure (4 Doppelbindungen, M = 305 g/mol) auf? M(I₂) = 254 g/mol.
Lösung zeigen
Ergebnis:
167 g
Ich erkläre die Gewinnung von Diesel aus Erdöl und das Cracken.
38
Beim Cracken von Dodecan entstehen Pentan 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

5 mol
2,5 mol
Das Kohlenstoffdioxid wurde zuvor von Pflanzen gebunden, Anbau und Transport verursachen Emissionen
132 g
92 g
Ethanol erhöht die Klopffestigkeit und ersetzt einen Teil des Erdöls
63 Kohlenstoffatome
57 Kohlenstoffatome
57 Kohlenstoffatome
5 mol
Umesterung: Das Fett wird zu Fettsäuremethylestern und Glycerin
0,5 mol
8,0 mol
6,5 mol
132 g
C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O
8 mol
264 g
333 g
45 g
90 g
C₂H₄
C₅H₁₀
C₉H₁₈
0,5 mol
6,0 mol
138 g
6 mol
39 Kohlenstoffatome
232 g
3 mol
Die Hefezellen werden durch das Ethanol geschädigt
63 Kohlenstoffatome
Für Plantagen werden Regenwälder gerodet, dabei wird viel Kohlenstoffdioxid frei
264 g
3 mol
167 g
C₇H₁₄