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Chemie · Klasse 9 und 10 · Kapitel

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Kohlenwasserstoffe – vom Campinggas zum Benzin

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○ 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 4 Kohlenstoffatome. Bestimme: Wie viele Wasserstoffatome hat es? Regel: CₙH₂ₙ₊₂.
Schritt für Schritt
  1. Doppelt: 2 · 4 = 8
  2. Plus die Enden: 8 + 2 = 10
  1. Doppelt: 2 · 4 = 8
  2. Plus die Enden: 8 + 2 = 10
Ergebnis:
10 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 8 Kohlenstoffatome. Bestimme: Wie viele Wasserstoffatome hat es? Regel: CₙH₂ₙ₊₂.
    So fängst du an:
    Doppelt: 2 · 8 = 16
    Lösung zeigen
    1. Doppelt: 2 · 8 = 16
    2. Plus die Enden: 16 + 2 = 18
    Ergebnis:
    18 Wasserstoffatome
  2. ●2
    Was ist eine Elektronenpaarbindung?
    Lösung zeigen
    1. Nichtmetalle geben ungern Elektronen ab.
    2. Sie teilen sich Paare.
    3. Das Paar gehört beiden Atomen.
    Ergebnis:
    Zwei Atome teilen sich ein Elektronenpaar
  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 Octan an und begründe sie mit der allgemeinen Formel.
CHHHCHHCHHCHHCHHCHHCHHCHHH8 Kohlenstoffatome · jedes C hat vier Bindungen
Schritt für Schritt
  1. Octan hat 8 Kohlenstoffatome – das sagt die Vorsilbe.
  2. Allgemeine Formel der Alkane: CnH2n+2
  3. H-Zahl: 2 · 8 + 2 = 18 → C8H18
  1. Octan hat 8 Kohlenstoffatome – das sagt die Vorsilbe.
  2. Allgemeine Formel der Alkane: CnH2n+2
  3. H-Zahl: 2 · 8 + 2 = 18 → C8H18
Ergebnis:
C8H18

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 Decan an und begründe sie mit der allgemeinen Formel.
    So fängst du an:
    Decan hat 10 Kohlenstoffatome – das sagt die Vorsilbe.
    Lösung zeigen
    1. Decan hat 10 Kohlenstoffatome – das sagt die Vorsilbe.
    2. Allgemeine Formel der Alkane: CnH2n+2
    3. H-Zahl: 2 · 10 + 2 = 22 → C10H22
    Ergebnis:
    C10H22
  2. ●5
    Gib die Summenformel von Ethan an und begründe sie mit der allgemeinen Formel.
    Lösung zeigen
    1. Ethan hat 2 Kohlenstoffatome – das sagt die Vorsilbe.
    2. Allgemeine Formel der Alkane: CnH2n+2
    3. H-Zahl: 2 · 2 + 2 = 6 → C2H6
    Ergebnis:
    C2H6
  3. ★6
    Gib die Summenformel von Propan an und begründe sie mit der allgemeinen Formel.
    Lösung zeigen
    1. Propan hat 3 Kohlenstoffatome – das sagt die Vorsilbe.
    2. Allgemeine Formel der Alkane: CnH2n+2
    3. H-Zahl: 2 · 3 + 2 = 8 → C3H8
    Ergebnis:
    C3H8

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

Was zeigt eine Strukturformel, was die Summenformel nicht zeigt?
Schritt für Schritt
  1. Summenformel: welche Atome, wie viele.
  2. Strukturformel: wer mit wem verbunden ist.
  3. Erst sie zeigt den Bau.
  1. Summenformel: welche Atome, wie viele.
  2. Strukturformel: wer mit wem verbunden ist.
  3. Erst sie zeigt den Bau.
Ergebnis:
Wie die Atome verbunden sind

AchtungGleiche Summenformel heißt gleicher Stoff

So nicht
Was zeigt eine Strukturformel, was die Summenformel nicht zeigt → Wie viele Atome es insgesamt sind
So richtig
Was zeigt eine Strukturformel, was die Summenformel nicht zeigt → Wie die Atome verbunden sind

Zeichne beide Strukturformeln. Ist die Kette gleich?

ÜbenJetzt du

  1. ○7
    Ethan hat die Formel C₂H₆. Bestimme: Wie groß ist seine Molmasse? C 12 g/mol, H 1 g/mol.
    So fängst du an:
    Kohlenstoff in g/mol: 2 · 12 = 24
    Lösung zeigen
    1. Kohlenstoff in g/mol: 2 · 12 = 24
    2. Zusammen in g/mol: 24 + 6 = 30
    Ergebnis:
    30 g/mol
  2. ●8
    Octen hat die Formel C₈H₁₆. 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 + 16 = 112
    Ergebnis:
    112 g/mol
  3. ★9
    Wie viele Isomere hat Pentan C₅H₁₂?
    Lösung zeigen
    1. Gerade Kette: Pentan.
    2. Eine Verzweigung: Methylbutan.
    3. Zwei an einem C: Dimethylpropan. Zusammen drei.
    Ergebnis:
    Drei verschiedene

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
    Butan siedet bei −1 °C, Pentan bei 36 °C. Erkläre den Unterschied und sage voraus, wie es bei Hexan aussieht.
    So fängst du an:
    Pentan hat ein C-Atom mehr, also ein längeres Molekül.
    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
  2. ●11
    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
  3. ★12
    Pentan siedet bei 36 °C, Hexan bei 69 °C. Erkläre den Unterschied und sage voraus, wie es bei Heptan aussieht.
    Lösung zeigen
    1. Hexan 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 Heptan noch höher: gemessen 98 °C
    Ergebnis:
    höher, nämlich bei 98 °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

Entscheide: Ist C₂H₄ ein Alkan, ein Alken oder ein Alkin?
Schritt für Schritt
  1. 2 Kohlenstoffatome.
  2. Alkan hätte 6, Alken 4, Alkin 2 Wasserstoffatome.
  3. 4 Wasserstoffatome: ein Alken, eine Doppelbindung.
  1. 2 Kohlenstoffatome.
  2. Alkan hätte 6, Alken 4, Alkin 2 Wasserstoffatome.
  3. 4 Wasserstoffatome: ein Alken, eine Doppelbindung.
Ergebnis:
Es ist ein Alken, eine Doppelbindung

AchtungIndex in der Formel überlesen

So nicht
Wie lautet die allgemeine Formel der Alkene → CₙH₂ₙ₊₂
So richtig
Wie lautet die allgemeine Formel der Alkene → CₙH₂ₙ

Schreib die Formel als Liste der Atome: H₂O ist H, H, O. Zähl dann die Massen zusammen.

ÜbenJetzt du

  1. ○13
    Entscheide: Ist C₅H₁₂ ein Alkan, ein Alken oder ein Alkin?
    So fängst du an:
    5 Kohlenstoffatome.
    Lösung zeigen
    1. 5 Kohlenstoffatome.
    2. Alkan hätte 12, Alken 10, Alkin 8 Wasserstoffatome.
    3. 12 Wasserstoffatome: ein Alkan, nur Einfachbindungen.
    Ergebnis:
    Es ist ein Alkan, nur Einfachbindungen
  2. ●14
    Entscheide: Ist C₃H₆ ein Alkan, ein Alken oder ein Alkin?
    Lösung zeigen
    1. 3 Kohlenstoffatome.
    2. Alkan hätte 8, Alken 6, Alkin 4 Wasserstoffatome.
    3. 6 Wasserstoffatome: ein Alken, eine Doppelbindung.
    Ergebnis:
    Es ist ein Alken, eine Doppelbindung
  3. ★15
    Wie lautet die allgemeine Formel der Alkene?
    Lösung zeigen
    1. Alkane: CₙH₂ₙ₊₂.
    2. Eine Doppelbindung: zwei H weniger.
    3. Alkene: CₙH₂ₙ.
    Ergebnis:
    CₙH₂ₙ

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
    Butan (C4H10) 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. 4 C-Atome → 4 CO2 · 10 H-Atome → 5 H2O
    3. O-Atome zählen: 8 + 5 = 13
    4. Also 6,5 O2 (mal 2 nehmen, damit es aufgeht)
    Ergebnis:
    C4H10 + 6,5 O2 → 4 CO2 + 5 H2O
  2. ●17
    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
  3. ★18
    Ethan (C2H6) verbrennt vollständig. Stelle die Reaktionsgleichung auf.
    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

7Ich beschreibe die fraktionierte Destillation von Erdöl.

MerkenFraktionierte Destillation

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

BeispielErdöl auftrennen

Bei der Destillation von Erdöl wird die Fraktion „Diesel“ abgetrennt. In welchem Temperaturbereich? Wie lang sind die Ketten? Wofür wird sie gebraucht?
Schritt für Schritt
  1. Getrennt wird nach der Siedetemperatur – kurze Ketten sieden niedrig, lange hoch.
  2. Diesel: 250–350 °C, das sind Ketten aus 16 bis 20 C-Atomen
  3. Verwendung: Kraftstoff für Dieselmotoren
  1. Getrennt wird nach der Siedetemperatur – kurze Ketten sieden niedrig, lange hoch.
  2. Diesel: 250–350 °C, das sind Ketten aus 16 bis 20 C-Atomen
  3. Verwendung: Kraftstoff für Dieselmotoren
Ergebnis:
250–350 °C · 16 bis 20 C-Atome · Kraftstoff für Dieselmotoren

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
    Die Fraktion „Diesel“ (Ketten aus 16 bis 20 C-Atomen) wird weiter unten im Destillationsturm abgetrennt. Begründe, warum gerade dort.
    So fängst du an:
    Im Turm ist es unten heiß und oben kühler.
    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.
  2. ●20
    Bei der Destillation von Erdöl wird die Fraktion „Benzin“ 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. 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
  3. ★21
    Die Fraktion „Gase“ (Ketten aus 1 bis 4 C-Atomen) wird weit oben 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. Gase: unter 40 °C – deshalb weit oben
    Ergebnis:
    Kurze Ketten sieden niedrig und steigen als Dampf weit nach oben.

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 5 L Benzin auf 100 km. Ein Liter Benzin erzeugt beim Verbrennen 2,3 kg Kohlenstoffdioxid. Bestimme: Wie viel Kohlenstoffdioxid entsteht auf 200 km?
Schritt für Schritt
  1. Benzin: 5 L · 200 : 100 = 10 L
  2. Kohlenstoffdioxid: 10 · 2,3 kg = 23 kg
  1. Benzin: 5 L · 200 : 100 = 10 L
  2. Kohlenstoffdioxid: 10 · 2,3 kg = 23 kg
Ergebnis:
23 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 5 L Benzin auf 100 km. Ein Liter Benzin erzeugt beim Verbrennen 2,3 kg Kohlenstoffdioxid. Bestimme: Wie viel Kohlenstoffdioxid entsteht auf 300 km?
    So fängst du an:
    Benzin: 5 L · 300 : 100 = 15 L
    Lösung zeigen
    1. Benzin: 5 L · 300 : 100 = 15 L
    2. Kohlenstoffdioxid: 15 · 2,3 kg = 34,5 kg
    Ergebnis:
    34,5 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 200 km?
    Lösung zeigen
    1. Benzin: 8 L · 200 : 100 = 16 L
    2. Kohlenstoffdioxid: 16 · 2,4 kg = 38,4 kg
    Ergebnis:
    38,4 kg
  3. ★24
    Ein Auto verbraucht 5 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: 5 L · 500 : 100 = 25 L
    2. Kohlenstoffdioxid: 25 · 2,4 kg = 60 kg
    Ergebnis:
    60 kg

Vermischte Übungen

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

Üben

  1. ●25
    Ein Alkan hat 10 Kohlenstoffatome. Bestimme: Wie viele Wasserstoffatome hat es? Regel: CₙH₂ₙ₊₂.
    Lösung zeigen
    1. Doppelt: 2 · 10 = 20
    2. Plus die Enden: 20 + 2 = 22
    Ergebnis:
    22 Wasserstoffatome
  2. ●26
    Gib die Summenformel von Methan an und begründe sie mit der allgemeinen Formel.
    Lösung zeigen
    1. Methan hat 1 Kohlenstoffatom – das sagt die Vorsilbe.
    2. Allgemeine Formel der Alkane: CnH2n+2
    3. H-Zahl: 2 · 1 + 2 = 4 → CH4
    Ergebnis:
    CH4
  3. ●27
    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
  4. ●28
    Hexan siedet bei 69 °C, Heptan bei 98 °C. Erkläre den Unterschied und sage voraus, wie es bei Octan aussieht.
    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
  5. ●29
    Entscheide: Ist C₇H₁₄ ein Alkan, ein Alken oder ein Alkin?
    Lösung zeigen
    1. 7 Kohlenstoffatome.
    2. Alkan hätte 16, Alken 14, Alkin 12 Wasserstoffatome.
    3. 14 Wasserstoffatome: ein Alken, eine Doppelbindung.
    Ergebnis:
    Es ist ein Alken, eine Doppelbindung
  6. ●30
    Zwei Moleküle Methan (CH₄) verbrennen vollständig. Rechts stehen 2 CO₂ und 4 H₂O. Bestimme: Wie viele Sauerstoffmoleküle O₂ werden links gebraucht?
    Lösung zeigen
    1. Sauerstoffatome rechts: 2 · 2 + 4 = 8
    2. Ein O₂ hat zwei Atome: 8 : 2 = 4
    Ergebnis:
    4

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.

AchtungReaktion nicht von Mischen oder Zustandsänderung getrennt

So nicht
Zucker löst sich in Tee → chemische Reaktion
So richtig
Zucker löst sich → kein neuer Stoff, also keine Reaktion.
Reaktion heißt: Es entsteht ein neuer Stoff

Eine Reaktion erkennt man an einem NEUEN Stoff. Schmelzen und Lösen ändern nur die Form.

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
    Wie viele Bindungen geht ein Kohlenstoffatom ein?
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Vier Bindungen

  2. Ich benenne die ersten zehn Alkane.

    32
    Gib die Summenformel von Propan an und begründe sie mit der allgemeinen Formel.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    C3H8

  3. Ich stelle Summen- und Strukturformeln auf.

    33
    Butan und Isobutan haben beide die Formel C₄H₁₀. Sind es derselbe Stoff?
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Nein, sie sind anders gebaut

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

    34
    Methan siedet bei −162 °C, Ethan bei −89 °C. Erkläre den Unterschied und sage voraus, wie es bei Propan aussieht.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    höher, nämlich bei −42 °C

  5. Ich unterscheide Alkane, Alkene und Alkine.

    35
    Welches ist reaktionsfreudiger: Ethan oder Ethen?
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Ethen, wegen der Doppelbindung

  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 „Diesel“ abgetrennt. In welchem Temperaturbereich? Wie lang sind die Ketten? Wofür wird sie gebraucht?
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    250–350 °C · 16 bis 20 C-Atome · Kraftstoff für Dieselmotoren

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

    38
    Ein Auto verbraucht 8 L Benzin auf 100 km. Ein Liter Benzin erzeugt beim Verbrennen 2,3 kg Kohlenstoffdioxid. Bestimme: Wie viel Kohlenstoffdioxid entsteht auf 200 km?
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    36,8 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. 18 Wasserstoffatome
  2. Zwei Atome teilen sich ein Elektronenpaar
  3. Ein Molekül mit vier Bindungen
  4. C10H22
  5. C2H6
  6. C3H8
  7. 30 g/mol
  8. 112 g/mol
  9. Drei verschiedene
  10. höher, nämlich bei 69 °C
  11. höher, nämlich bei −1 °C
  12. höher, nämlich bei 98 °C
  13. Es ist ein Alkan, nur Einfachbindungen
  14. Es ist ein Alken, eine Doppelbindung
  15. CₙH₂ₙ
  16. C4H10 + 6,5 O2 → 4 CO2 + 5 H2O
  17. C5H12 + 8 O2 → 5 CO2 + 6 H2O
  18. C2H6 + 3,5 O2 → 2 CO2 + 3 H2O
  19. Lange Ketten sieden hoch und werden schon weiter unten flüssig.
  20. 40–180 °C · 5 bis 10 C-Atome · Kraftstoff für Ottomotoren
  21. Kurze Ketten sieden niedrig und steigen als Dampf weit nach oben.
  22. 34,5 kg
  23. 38,4 kg
  24. 60 kg
  25. 22 Wasserstoffatome
  26. CH4
  27. 70 g/mol
  28. höher, nämlich bei 126 °C
  29. Es ist ein Alken, eine Doppelbindung
  30. 4
  31. Vier Bindungen
  32. C3H8
  33. Nein, sie sind anders gebaut
  34. höher, nämlich bei −42 °C
  35. Ethen, wegen der Doppelbindung
  36. C4H10 + 6,5 O2 → 4 CO2 + 5 H2O
  37. 250–350 °C · 16 bis 20 C-Atome · Kraftstoff für Dieselmotoren
  38. 36,8 kg