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Chemie · Klasse 9 und 10 · Kapitel

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Kohlenwasserstoffe – vom Campinggas zum Benzin

  • Entdecken Frage, Vorstellung, Bild
  • Merken kommt ins Heft
  • Beispiel vorgerechnet, Schritt für Schritt
  • Üben selbst rechnen
  • Achtung typischer Fehler
  • Weiterdenken zum Knobeln und Vernetzen

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

1Ich erkläre, warum Kohlenstoff Ketten bildet.

MerkenKohlenstoff

Kohlenstoff hat vier Außenelektronen und bildet vier Bindungen – auch zu sich selbst.

Deshalb gibt es Millionen organische Verbindungen.

BeispielWarum Kohlenstoff Ketten bildet

Ein Alkan hat 10 Kohlenstoffatome. Bestimme: Wie viele Wasserstoffatome hat es? Regel: CₙH₂ₙ₊₂.
Schritt für Schritt
  1. Doppelt: 2 · 10 = 20
  2. Plus die Enden: 20 + 2 = 22
  1. Doppelt: 2 · 10 = 20
  2. Plus die Enden: 20 + 2 = 22
Ergebnis:
22 Wasserstoffatome

AchtungHomologe Reihe falsch abgezählt

So nicht
Propan hat 3 C, also 6 H: C₃H₆
So richtig
CₙH₂ₙ₊₂ → 2 · 3 + 2 = 8 → C₃H₈

C₍n₎H₍2n+2₎ – bei Propan sind es 3 C und 8 H, nicht 6.

ÜbenJetzt du

  1. ○1
    Ein Alkan hat 3 Kohlenstoffatome. Bestimme: Wie viele Wasserstoffatome hat es? Regel: CₙH₂ₙ₊₂.
    So fängst du an:
    Doppelt: 2 · 3 = 6
    Lösung zeigen
    1. Doppelt: 2 · 3 = 6
    2. Plus die Enden: 6 + 2 = 8
    Ergebnis:
    8 Wasserstoffatome
  2. ●2
    Ein Alkan hat 6 Kohlenstoffatome. Bestimme: Wie viele Wasserstoffatome hat es? Regel: CₙH₂ₙ₊₂.
    Lösung zeigen
    1. Doppelt: 2 · 6 = 12
    2. Plus die Enden: 12 + 2 = 14
    Ergebnis:
    14 Wasserstoffatome
  3. ★3
    Ist Methan CH₄ ein Salz oder ein Molekül?
    Lösung zeigen
    1. C und H sind Nichtmetalle.
    2. Sie teilen Elektronenpaare.
    3. Methan ist ein Molekül.
    Ergebnis:
    Ein Molekül mit vier Bindungen

2Ich benenne die ersten zehn Alkane.

MerkenHomologe Reihe

Meth-, Eth-, Prop-, But-, Pent-, Hex-, Hept-, Oct-, Non-, Dec-.

Jedes Glied hat ein CH₂ mehr als das vorige.

BeispielName und Formel eines Alkans

Gib die Summenformel von Hexan an und begründe sie mit der allgemeinen Formel.
CHHHCHHCHHCHHCHHCHHH6 Kohlenstoffatome · jedes C hat vier Bindungen
Schritt für Schritt
  1. Hexan hat 6 Kohlenstoffatome – das sagt die Vorsilbe.
  2. Allgemeine Formel der Alkane: CnH2n+2
  3. H-Zahl: 2 · 6 + 2 = 14 → C6H14
  1. Hexan hat 6 Kohlenstoffatome – das sagt die Vorsilbe.
  2. Allgemeine Formel der Alkane: CnH2n+2
  3. H-Zahl: 2 · 6 + 2 = 14 → C6H14
Ergebnis:
C6H14

AchtungDoppelbindung als besonders stabil gedeutet

So nicht
Ethen reagiert kaum, weil die Doppelbindung doppelt hält.
So richtig
Ethen reagiert leichter als Ethan: An der Doppelbindung lagern sich Atome an.

Denk an Bromwasser: Bei welchem Gas wird es farblos?

ÜbenJetzt du

  1. ○4
    Gib die Summenformel von Pentan an und begründe sie mit der allgemeinen Formel.
    So fängst du an:
    Pentan hat 5 Kohlenstoffatome – das sagt die Vorsilbe.
    Lösung zeigen
    1. Pentan hat 5 Kohlenstoffatome – das sagt die Vorsilbe.
    2. Allgemeine Formel der Alkane: CnH2n+2
    3. H-Zahl: 2 · 5 + 2 = 12 → C5H12
    Ergebnis:
    C5H12
  2. ●5
    Gib die Summenformel von Heptan an und begründe sie mit der allgemeinen Formel.
    Lösung zeigen
    1. Heptan hat 7 Kohlenstoffatome – das sagt die Vorsilbe.
    2. Allgemeine Formel der Alkane: CnH2n+2
    3. H-Zahl: 2 · 7 + 2 = 16 → C7H16
    Ergebnis:
    C7H16
  3. ★6
    Gib die Summenformel von Butan an und begründe sie mit der allgemeinen Formel.
    Lösung zeigen
    1. Butan hat 4 Kohlenstoffatome – das sagt die Vorsilbe.
    2. Allgemeine Formel der Alkane: CnH2n+2
    3. H-Zahl: 2 · 4 + 2 = 10 → C4H10
    Ergebnis:
    C4H10

3Ich stelle Summen- und Strukturformeln auf.

MerkenAllgemeine Formel

Alkane: CₙH₂ₙ₊₂. Bei 3 C-Atomen also 2 · 3 + 2 = 8 H-Atome: C₃H₈, Propan.

BeispielSummen- und Strukturformel

Hexan hat die Formel C₆H₁₄. Bestimme: Wie groß ist seine Molmasse? C 12 g/mol, H 1 g/mol.
Schritt für Schritt
  1. Kohlenstoff in g/mol: 6 · 12 = 72
  2. Zusammen in g/mol: 72 + 14 = 86
  1. Kohlenstoff in g/mol: 6 · 12 = 72
  2. Zusammen in g/mol: 72 + 14 = 86
Ergebnis:
86 g/mol

AchtungMol als Masse statt als Anzahl

So nicht
Ein Mol ist 1 g eines Stoffs.
So richtig
Ein Mol ist eine Anzahl: 6 · 10²³ Teilchen. Wie viel es wiegt, hängt vom Stoff ab.

Denk an ein Dutzend Eier und ein Dutzend Erbsen: gleiche Anzahl, andere Masse.

ÜbenJetzt du

  1. ○7
    Propan hat die Formel C₃H₈. Bestimme: Wie groß ist seine Molmasse? C 12 g/mol, H 1 g/mol.
    So fängst du an:
    Kohlenstoff in g/mol: 3 · 12 = 36
    Lösung zeigen
    1. Kohlenstoff in g/mol: 3 · 12 = 36
    2. Zusammen in g/mol: 36 + 8 = 44
    Ergebnis:
    44 g/mol
  2. ●8
    Hepten hat die Formel C₇H₁₄. Bestimme: Wie groß ist seine Molmasse? C 12 g/mol, H 1 g/mol.
    Lösung zeigen
    1. Kohlenstoff in g/mol: 7 · 12 = 84
    2. Zusammen in g/mol: 84 + 14 = 98
    Ergebnis:
    98 g/mol
  3. ★9
    Penten hat die Formel C₅H₁₀. Bestimme: Wie groß ist seine Molmasse? C 12 g/mol, H 1 g/mol.
    Lösung zeigen
    1. Kohlenstoff in g/mol: 5 · 12 = 60
    2. Zusammen in g/mol: 60 + 10 = 70
    Ergebnis:
    70 g/mol

4Ich erkläre den Anstieg der Siedetemperatur in der homologen Reihe.

MerkenSiedetemperatur

Je länger die Kette, desto höher die Siedetemperatur – längere Moleküle ziehen sich über eine größere Fläche an.

BeispielSiedetemperatur in der homologen Reihe

Propan siedet bei −42 °C, Butan bei −1 °C. Erkläre den Unterschied und sage voraus, wie es bei Pentan aussieht.
KettenlängeSiedetemperatur−42 °CPropan−1 °CButan?Pentanlängere Kette → stärkere Anziehung zwischen den Molekülen
Schritt für Schritt
  1. Butan hat ein C-Atom mehr, also ein längeres Molekül.
  2. Längere Moleküle ziehen sich stärker an – man braucht mehr Energie zum Trennen.
  3. Also siedet Pentan noch höher: gemessen 36 °C
  1. Butan hat ein C-Atom mehr, also ein längeres Molekül.
  2. Längere Moleküle ziehen sich stärker an – man braucht mehr Energie zum Trennen.
  3. Also siedet Pentan noch höher: gemessen 36 °C
Ergebnis:
höher, nämlich bei 36 °C

AchtungSiedetemperatur mit Größe des Atoms erklärt

So nicht
Decan siedet höher als Pentan, weil die Atome größer sind
So richtig
Decan siedet höher, weil die KETTE länger ist:
mehr Kontaktfläche → stärkere Anziehung zwischen den Molekülen

Nicht die Atome werden größer, sondern die Ketten länger – deshalb halten die Moleküle stärker zusammen.

ÜbenJetzt du

  1. ○10
    Hexan siedet bei 69 °C, Heptan bei 98 °C. Erkläre den Unterschied und sage voraus, wie es bei Octan aussieht.
    So fängst du an:
    Heptan hat ein C-Atom mehr, also ein längeres Molekül.
    Lösung zeigen
    1. Heptan hat ein C-Atom mehr, also ein längeres Molekül.
    2. Längere Moleküle ziehen sich stärker an – man braucht mehr Energie zum Trennen.
    3. Also siedet Octan noch höher: gemessen 126 °C
    Ergebnis:
    höher, nämlich bei 126 °C
  2. ●11
    Heptan siedet bei 98 °C, Octan bei 126 °C. Erkläre den Unterschied und sage voraus, wie es bei Nonan aussieht.
    Lösung zeigen
    1. Octan hat ein C-Atom mehr, also ein längeres Molekül.
    2. Längere Moleküle ziehen sich stärker an – man braucht mehr Energie zum Trennen.
    3. Also siedet Nonan noch höher: gemessen 151 °C
    Ergebnis:
    höher, nämlich bei 151 °C
  3. ★12
    Ethan siedet bei −89 °C, Propan bei −42 °C. Erkläre den Unterschied und sage voraus, wie es bei Butan aussieht.
    Lösung zeigen
    1. Propan hat ein C-Atom mehr, also ein längeres Molekül.
    2. Längere Moleküle ziehen sich stärker an – man braucht mehr Energie zum Trennen.
    3. Also siedet Butan noch höher: gemessen −1 °C
    Ergebnis:
    höher, nämlich bei −1 °C

5Ich unterscheide Alkane, Alkene und Alkine.

MerkenAlkane, Alkene, Alkine

Alkan: nur Einfachbindungen (-an).

Alken: eine Doppelbindung (-en). Alkin: eine Dreifachbindung (-in).

BeispielAlkane, Alkene, Alkine

Woran erkennt man ein Alken?
Schritt für Schritt
  1. Alkane: nur Einfachbindungen.
  2. Alkene: eine Doppelbindung.
  3. Alkine: eine Dreifachbindung.
  1. Alkane: nur Einfachbindungen.
  2. Alkene: eine Doppelbindung.
  3. Alkine: eine Dreifachbindung.
Ergebnis:
An einer C=C-Doppelbindung

AchtungOH-Gruppe als Hydroxid-Ion gedeutet

So nicht
Woran erkennt man ein Alken → An einer C–O-Einfachbindung
So richtig
Woran erkennt man ein Alken → An einer C=C-Doppelbindung

Prüfe eine Ethanollösung mit Indikator. Welche Farbe zeigt er?

ÜbenJetzt du

  1. ○13
    Entscheide: Ist C₄H₈ ein Alkan, ein Alken oder ein Alkin?
    So fängst du an:
    4 Kohlenstoffatome.
    Lösung zeigen
    1. 4 Kohlenstoffatome.
    2. Alkan hätte 10, Alken 8, Alkin 6 Wasserstoffatome.
    3. 8 Wasserstoffatome: ein Alken, eine Doppelbindung.
    Ergebnis:
    Es ist ein Alken, eine Doppelbindung
  2. ●14
    Entscheide: Ist C₆H₁₀ ein Alkan, ein Alken oder ein Alkin?
    Lösung zeigen
    1. 6 Kohlenstoffatome.
    2. Alkan hätte 14, Alken 12, Alkin 10 Wasserstoffatome.
    3. 10 Wasserstoffatome: ein Alkin, eine Dreifachbindung.
    Ergebnis:
    Es ist ein Alkin, eine Dreifachbindung
  3. ★15
    Entscheide: Ist C₆H₁₂ ein Alkan, ein Alken oder ein Alkin?
    Lösung zeigen
    1. 6 Kohlenstoffatome.
    2. Alkan hätte 14, Alken 12, Alkin 10 Wasserstoffatome.
    3. 12 Wasserstoffatome: ein Alken, eine Doppelbindung.
    Ergebnis:
    Es ist ein Alken, eine Doppelbindung

6Ich stelle Verbrennungsgleichungen auf.

MerkenVerbrennung

Vollständige Verbrennung eines Kohlenwasserstoffs liefert immer CO₂ und H₂O. Bei zu wenig Sauerstoff entsteht giftiges CO und Ruß.

BeispielVerbrennung eines Kohlenwasserstoffs

Propan (C3H8) verbrennt vollständig. Stelle die Reaktionsgleichung auf.
CHHHCHHCHHH3 Kohlenstoffatome · jedes C hat vier Bindungen
Schritt für Schritt
  1. Vollständige Verbrennung: es entstehen immer CO2 und H2O.
  2. 3 C-Atome → 3 CO2 · 8 H-Atome → 4 H2O
  3. O-Atome zählen: 6 + 4 = 10
  4. Also 5 O2
  1. Vollständige Verbrennung: es entstehen immer CO2 und H2O.
  2. 3 C-Atome → 3 CO2 · 8 H-Atome → 4 H2O
  3. O-Atome zählen: 6 + 4 = 10
  4. Also 5 O2
Ergebnis:
C3H8 + 5 O2 → 3 CO2 + 4 H2O

AchtungIndizes statt Koeffizienten geändert

So nicht
H₂ + O₂ → H₂O₂
So richtig
2 H₂ + O₂ → 2 H₂O
(Zahlen VOR die Formel, nie in den Index)

Ausgleichen heißt: Zahlen VOR die Formel schreiben. Wer H₂O zu H₂O₂ macht, hat einen anderen Stoff.

ÜbenJetzt du

  1. ○16
    Ethan (C2H6) verbrennt vollständig. Stelle die Reaktionsgleichung auf.
    So fängst du an:
    Vollständige Verbrennung: es entstehen immer CO2 und H2O.
    Lösung zeigen
    1. Vollständige Verbrennung: es entstehen immer CO2 und H2O.
    2. 2 C-Atome → 2 CO2 · 6 H-Atome → 3 H2O
    3. O-Atome zählen: 4 + 3 = 7
    4. Also 3,5 O2 (mal 2 nehmen, damit es aufgeht)
    Ergebnis:
    C2H6 + 3,5 O2 → 2 CO2 + 3 H2O
  2. ●17
    Methan (CH4) verbrennt vollständig. Stelle die Reaktionsgleichung auf.
    Lösung zeigen
    1. Vollständige Verbrennung: es entstehen immer CO2 und H2O.
    2. 1 C-Atome → 1 CO2 · 4 H-Atome → 2 H2O
    3. O-Atome zählen: 2 + 2 = 4
    4. Also 2 O2
    Ergebnis:
    CH4 + 2 O2 → 1 CO2 + 2 H2O
  3. ★18
    Pentan (C5H12) verbrennt vollständig. Stelle die Reaktionsgleichung auf.
    Lösung zeigen
    1. Vollständige Verbrennung: es entstehen immer CO2 und H2O.
    2. 5 C-Atome → 5 CO2 · 12 H-Atome → 6 H2O
    3. O-Atome zählen: 10 + 6 = 16
    4. Also 8 O2
    Ergebnis:
    C5H12 + 8 O2 → 5 CO2 + 6 H2O

7Ich beschreibe die fraktionierte Destillation von Erdöl.

MerkenFraktionierte Destillation

Erdöl wird nach Siedetemperatur getrennt: kurze Ketten oben (Gas, Benzin), lange unten (Bitumen).

BeispielErdöl auftrennen

Die Fraktion „Benzin“ (Ketten aus 5 bis 10 C-Atomen) wird weit oben im Destillationsturm abgetrennt. Begründe, warum gerade dort.
Schritt für Schritt
  1. Im Turm ist es unten heiß und oben kühler.
  2. Kurze Ketten sieden niedrig und steigen als Dampf weit nach oben.
  3. Lange Ketten sieden hoch und werden schon unten flüssig.
  4. Benzin: 40–180 °C – deshalb weit oben
  1. Im Turm ist es unten heiß und oben kühler.
  2. Kurze Ketten sieden niedrig und steigen als Dampf weit nach oben.
  3. Lange Ketten sieden hoch und werden schon unten flüssig.
  4. Benzin: 40–180 °C – deshalb weit oben
Ergebnis:
Kurze Ketten sieden niedrig und steigen als Dampf weit nach oben.

AchtungNoch einmal: Siedetemperatur mit Größe des Atoms erklärt

So nicht
Decan siedet höher als Pentan, weil die Atome größer sind
So richtig
Decan siedet höher, weil die KETTE länger ist:
mehr Kontaktfläche → stärkere Anziehung zwischen den Molekülen

Nicht die Atome werden größer, sondern die Ketten länger – deshalb halten die Moleküle stärker zusammen.

ÜbenJetzt du

  1. ○19
    Bei der Destillation von Erdöl wird die Fraktion „Benzin“ abgetrennt. In welchem Temperaturbereich? Wie lang sind die Ketten? Wofür wird sie gebraucht?
    So fängst du an:
    Getrennt wird nach der Siedetemperatur – kurze Ketten sieden niedrig, lange hoch.
    Lösung zeigen
    1. Getrennt wird nach der Siedetemperatur – kurze Ketten sieden niedrig, lange hoch.
    2. Benzin: 40–180 °C, das sind Ketten aus 5 bis 10 C-Atomen
    3. Verwendung: Kraftstoff für Ottomotoren
    Ergebnis:
    40–180 °C · 5 bis 10 C-Atome · Kraftstoff für Ottomotoren
  2. ●20
    Die Fraktion „Petroleum (Kerosin)“ (Ketten aus 10 bis 16 C-Atomen) wird weiter unten im Destillationsturm abgetrennt. Begründe, warum gerade dort.
    Lösung zeigen
    1. Im Turm ist es unten heiß und oben kühler.
    2. Kurze Ketten sieden niedrig und steigen als Dampf weit nach oben.
    3. Lange Ketten sieden hoch und werden schon unten flüssig.
    4. Petroleum (Kerosin): 180–250 °C – deshalb weiter unten
    Ergebnis:
    Lange Ketten sieden hoch und werden schon weiter unten flüssig.
  3. ★21
    Die Fraktion „Diesel“ (Ketten aus 16 bis 20 C-Atomen) wird weiter unten im Destillationsturm abgetrennt. Begründe, warum gerade dort.
    Lösung zeigen
    1. Im Turm ist es unten heiß und oben kühler.
    2. Kurze Ketten sieden niedrig und steigen als Dampf weit nach oben.
    3. Lange Ketten sieden hoch und werden schon unten flüssig.
    4. Diesel: 250–350 °C – deshalb weiter unten
    Ergebnis:
    Lange Ketten sieden hoch und werden schon weiter unten flüssig.

8Ich beurteile Kraftstoffe nach Energiegehalt und CO₂-Ausstoß.

MerkenEnergie und CO₂

Jede Verbrennung setzt CO₂ frei – je mehr Kohlenstoff im Molekül, desto mehr.

Das ist keine Meinung, sondern die Atombilanz.

BeispielKraftstoffe beurteilen

Ein Auto verbraucht 6 L Benzin auf 100 km. Ein Liter Benzin erzeugt beim Verbrennen 2,4 kg Kohlenstoffdioxid. Bestimme: Wie viel Kohlenstoffdioxid entsteht auf 300 km?
Schritt für Schritt
  1. Benzin: 6 L · 300 : 100 = 18 L
  2. Kohlenstoffdioxid: 18 · 2,4 kg = 43,2 kg
  1. Benzin: 6 L · 300 : 100 = 18 L
  2. Kohlenstoffdioxid: 18 · 2,4 kg = 43,2 kg
Ergebnis:
43,2 kg

AchtungMasse verschwindet bei der Reaktion

So nicht
Holz verbrennt zu wenig Asche – der Rest ist vernichtet.
So richtig
Holz verbrennt zu Asche, Wasserdampf und Kohlenstoffdioxid. Die Gase sind entwichen.

Frag dich: Ist ein Gas entstanden oder dazugekommen? Zähl es mit.

ÜbenJetzt du

  1. ○22
    Ein Auto verbraucht 6 L Benzin auf 100 km. Ein Liter Benzin erzeugt beim Verbrennen 2,4 kg Kohlenstoffdioxid. Bestimme: Wie viel Kohlenstoffdioxid entsteht auf 500 km?
    So fängst du an:
    Benzin: 6 L · 500 : 100 = 30 L
    Lösung zeigen
    1. Benzin: 6 L · 500 : 100 = 30 L
    2. Kohlenstoffdioxid: 30 · 2,4 kg = 72 kg
    Ergebnis:
    72 kg
  2. ●23
    Ein Auto verbraucht 8 L Benzin auf 100 km. Ein Liter Benzin erzeugt beim Verbrennen 2,4 kg Kohlenstoffdioxid. Bestimme: Wie viel Kohlenstoffdioxid entsteht auf 300 km?
    Lösung zeigen
    1. Benzin: 8 L · 300 : 100 = 24 L
    2. Kohlenstoffdioxid: 24 · 2,4 kg = 57,6 kg
    Ergebnis:
    57,6 kg
  3. ★24
    Ist Biodiesel klimaneutral, weil er aus Pflanzen stammt?
    Lösung zeigen
    1. Beim Verbrennen entsteht CO₂.
    2. Die Pflanze hat vorher CO₂ aufgenommen.
    3. Dünger, Maschinen und Transport kommen dazu.
    Ergebnis:
    Nicht ganz, Anbau und Transport verursachen CO₂

Vermischte Übungen

Alles durcheinander – wie in der Arbeit. Überleg bei jeder Aufgabe zuerst: Welches Ziel ist das?

Üben

  1. ●25
    Ein Alkan hat 12 Kohlenstoffatome. Bestimme: Wie viele Wasserstoffatome hat es? Regel: CₙH₂ₙ₊₂.
    Lösung zeigen
    1. Doppelt: 2 · 12 = 24
    2. Plus die Enden: 24 + 2 = 26
    Ergebnis:
    26 Wasserstoffatome
  2. ●26
    Octan hat die Formel C₈H₁₈. Bestimme: Wie groß ist seine Molmasse? C 12 g/mol, H 1 g/mol.
    Lösung zeigen
    1. Kohlenstoff in g/mol: 8 · 12 = 96
    2. Zusammen in g/mol: 96 + 18 = 114
    Ergebnis:
    114 g/mol
  3. ●27
    Butan siedet bei −1 °C, Pentan bei 36 °C. Erkläre den Unterschied und sage voraus, wie es bei Hexan aussieht.
    Lösung zeigen
    1. Pentan hat ein C-Atom mehr, also ein längeres Molekül.
    2. Längere Moleküle ziehen sich stärker an – man braucht mehr Energie zum Trennen.
    3. Also siedet Hexan noch höher: gemessen 69 °C
    Ergebnis:
    höher, nämlich bei 69 °C
  4. ●28
    Bei der Destillation von Erdöl wird die Fraktion „Bitumen“ abgetrennt. In welchem Temperaturbereich? Wie lang sind die Ketten? Wofür wird sie gebraucht?
    Lösung zeigen
    1. Getrennt wird nach der Siedetemperatur – kurze Ketten sieden niedrig, lange hoch.
    2. Bitumen: über 350 °C, das sind Ketten aus mehr als 35 C-Atomen
    3. Verwendung: Straßenbelag, Dachpappe
    Ergebnis:
    über 350 °C · mehr als 35 C-Atome · Straßenbelag, Dachpappe
  5. ●29
    Ein Auto verbraucht 8 L Benzin auf 100 km. Ein Liter Benzin erzeugt beim Verbrennen 2,4 kg Kohlenstoffdioxid. Bestimme: Wie viel Kohlenstoffdioxid entsteht auf 500 km?
    Lösung zeigen
    1. Benzin: 8 L · 500 : 100 = 40 L
    2. Kohlenstoffdioxid: 40 · 2,4 kg = 96 kg
    Ergebnis:
    96 kg
  6. ●30
    Ein Alkan hat 5 Kohlenstoffatome. Bestimme: Wie viele Wasserstoffatome hat es? Regel: CₙH₂ₙ₊₂.
    Lösung zeigen
    1. Doppelt: 2 · 5 = 10
    2. Plus die Enden: 10 + 2 = 12
    Ergebnis:
    12 Wasserstoffatome

Auf einen Blick

MerkenDas Wichtigste

Kohlenstoff
Kohlenstoff hat vier Außenelektronen und bildet vier Bindungen – auch zu sich selbst.
Homologe Reihe
Meth-, Eth-, Prop-, But-, Pent-, Hex-, Hept-, Oct-, Non-, Dec-.
Allgemeine Formel
Alkane: CₙH₂ₙ₊₂. Bei 3 C-Atomen also 2 · 3 + 2 = 8 H-Atome: C₃H₈, Propan.
Siedetemperatur
Je länger die Kette, desto höher die Siedetemperatur – längere Moleküle ziehen sich über eine größere Fläche an.
Alkane, Alkene, Alkine
Alkan: nur Einfachbindungen (-an).
Verbrennung
Vollständige Verbrennung eines Kohlenwasserstoffs liefert immer CO₂ und H₂O. Bei zu wenig Sauerstoff entsteht giftiges CO und Ruß.
Fraktionierte Destillation
Erdöl wird nach Siedetemperatur getrennt: kurze Ketten oben (Gas, Benzin), lange unten (Bitumen).
Energie und CO₂
Jede Verbrennung setzt CO₂ frei – je mehr Kohlenstoff im Molekül, desto mehr.

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

  1. Ich erkläre, warum Kohlenstoff Ketten bildet.

    31
    Ein Alkan hat 4 Kohlenstoffatome. Bestimme: Wie viele Wasserstoffatome hat es? Regel: CₙH₂ₙ₊₂.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    10 Wasserstoffatome

  2. Ich benenne die ersten zehn Alkane.

    32
    Gib die Summenformel von Methan an und begründe sie mit der allgemeinen Formel.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    CH4

  3. Ich stelle Summen- und Strukturformeln auf.

    33
    Propan hat die Formel C₃H₈. Bestimme: Wie groß ist seine Molmasse? C 12 g/mol, H 1 g/mol.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    44 g/mol

  4. Ich erkläre den Anstieg der Siedetemperatur in der homologen Reihe.

    34
    Butan siedet bei −1 °C, Pentan bei 36 °C. Erkläre den Unterschied und sage voraus, wie es bei Hexan aussieht.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    höher, nämlich bei 69 °C

  5. Ich unterscheide Alkane, Alkene und Alkine.

    35
    Bromwasser wird mit Ethen geschüttelt und entfärbt sich. Mit Ethan nicht. Warum?
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Brom lagert sich an die Doppelbindung an

  6. Ich stelle Verbrennungsgleichungen auf.

    36
    Butan (C4H10) verbrennt vollständig. Stelle die Reaktionsgleichung auf.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    C4H10 + 6,5 O2 → 4 CO2 + 5 H2O

  7. Ich beschreibe die fraktionierte Destillation von Erdöl.

    37
    Bei der Destillation von Erdöl wird die Fraktion „Bitumen“ abgetrennt. In welchem Temperaturbereich? Wie lang sind die Ketten? Wofür wird sie gebraucht?
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    Ergebnis:
    über 350 °C · mehr als 35 C-Atome · Straßenbelag, Dachpappe

  8. Ich beurteile Kraftstoffe nach Energiegehalt und CO₂-Ausstoß.

    38
    Ein Auto verbraucht 6 L Benzin auf 100 km. Ein Liter Benzin erzeugt beim Verbrennen 2,4 kg Kohlenstoffdioxid. Bestimme: Wie viel Kohlenstoffdioxid entsteht auf 200 km?
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    Ergebnis:
    28,8 kg

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

Wörter

Summe
was herauskommt, wenn man zusammenzählt

Lösungen

  1. 8 Wasserstoffatome
  2. 14 Wasserstoffatome
  3. Ein Molekül mit vier Bindungen
  4. C5H12
  5. C7H16
  6. C4H10
  7. 44 g/mol
  8. 98 g/mol
  9. 70 g/mol
  10. höher, nämlich bei 126 °C
  11. höher, nämlich bei 151 °C
  12. höher, nämlich bei −1 °C
  13. Es ist ein Alken, eine Doppelbindung
  14. Es ist ein Alkin, eine Dreifachbindung
  15. Es ist ein Alken, eine Doppelbindung
  16. C2H6 + 3,5 O2 → 2 CO2 + 3 H2O
  17. CH4 + 2 O2 → 1 CO2 + 2 H2O
  18. C5H12 + 8 O2 → 5 CO2 + 6 H2O
  19. 40–180 °C · 5 bis 10 C-Atome · Kraftstoff für Ottomotoren
  20. Lange Ketten sieden hoch und werden schon weiter unten flüssig.
  21. Lange Ketten sieden hoch und werden schon weiter unten flüssig.
  22. 72 kg
  23. 57,6 kg
  24. Nicht ganz, Anbau und Transport verursachen CO₂
  25. 26 Wasserstoffatome
  26. 114 g/mol
  27. höher, nämlich bei 69 °C
  28. über 350 °C · mehr als 35 C-Atome · Straßenbelag, Dachpappe
  29. 96 kg
  30. 12 Wasserstoffatome
  31. 10 Wasserstoffatome
  32. CH4
  33. 44 g/mol
  34. höher, nämlich bei 69 °C
  35. Brom lagert sich an die Doppelbindung an
  36. C4H10 + 6,5 O2 → 4 CO2 + 5 H2O
  37. über 350 °C · mehr als 35 C-Atome · Straßenbelag, Dachpappe
  38. 28,8 kg