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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 7 Kohlenstoffatome. Bestimme: Wie viele Wasserstoffatome hat es? Regel: CₙH₂ₙ₊₂.
Schritt für Schritt
  1. Doppelt: 2 · 7 = 14
  2. Plus die Enden: 14 + 2 = 16
  1. Doppelt: 2 · 7 = 14
  2. Plus die Enden: 14 + 2 = 16
Ergebnis:
16 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 5 Kohlenstoffatome. Bestimme: Wie viele Wasserstoffatome hat es? Regel: CₙH₂ₙ₊₂.
    So fängst du an:
    Doppelt: 2 · 5 = 10
    Lösung zeigen
    1. Doppelt: 2 · 5 = 10
    2. Plus die Enden: 10 + 2 = 12
    Ergebnis:
    12 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 Ethan an und begründe sie mit der allgemeinen Formel.
CHHHCHHH2 Kohlenstoffatome · jedes C hat vier Bindungen
Schritt für Schritt
  1. Ethan hat 2 Kohlenstoffatome – das sagt die Vorsilbe.
  2. Allgemeine Formel der Alkane: CnH2n+2
  3. H-Zahl: 2 · 2 + 2 = 6 → C2H6
  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

AchtungSalz aus Molekülen

So nicht
Kochsalz besteht aus NaCl-Molekülen, je ein Na und ein Cl.
So richtig
Kochsalz ist ein Ionengitter. NaCl gibt nur das Verhältnis an: 1 : 1.

Zähl im Gitterbild die Nachbarn eines Natrium-Ions. Wie viele Chlorid-Ionen sind es?

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 Pentan an und begründe sie mit der allgemeinen Formel.
    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
  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

Propen hat die Formel C₃H₆. Bestimme: Wie groß ist seine Molmasse? C 12 g/mol, H 1 g/mol.
Schritt für Schritt
  1. Kohlenstoff in g/mol: 3 · 12 = 36
  2. Zusammen in g/mol: 36 + 6 = 42
  1. Kohlenstoff in g/mol: 3 · 12 = 36
  2. Zusammen in g/mol: 36 + 6 = 42
Ergebnis:
42 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
    Hexen hat die Formel C₆H₁₂. Bestimme: Wie groß ist seine Molmasse? C 12 g/mol, H 1 g/mol.
    So fängst du an:
    Kohlenstoff in g/mol: 6 · 12 = 72
    Lösung zeigen
    1. Kohlenstoff in g/mol: 6 · 12 = 72
    2. Zusammen in g/mol: 72 + 12 = 84
    Ergebnis:
    84 g/mol
  2. ●8
    Pentan hat die Formel C₅H₁₂. 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 + 12 = 72
    Ergebnis:
    72 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

Pentan siedet bei 36 °C, Hexan bei 69 °C. Erkläre den Unterschied und sage voraus, wie es bei Heptan aussieht.
KettenlängeSiedetemperatur36 °CPentan69 °CHexan?Heptanlängere Kette → stärkere Anziehung zwischen den Molekülen
Schritt für Schritt
  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
  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

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
    Heptan siedet bei 98 °C, Octan bei 126 °C. Erkläre den Unterschied und sage voraus, wie es bei Nonan aussieht.
    So fängst du an:
    Octan hat ein C-Atom mehr, also ein längeres Molekül.
    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
  2. ●11
    Propan siedet bei −42 °C, Butan bei −1 °C. Erkläre den Unterschied und sage voraus, wie es bei Pentan aussieht.
    Lösung zeigen
    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
  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

Bromwasser wird mit Ethen geschüttelt und entfärbt sich. Mit Ethan nicht. Warum?
Schritt für Schritt
  1. Ethen hat eine Doppelbindung.
  2. Brom addiert sich an sie.
  3. Das braune Brom wird verbraucht: Entfärbung.
  1. Ethen hat eine Doppelbindung.
  2. Brom addiert sich an sie.
  3. Das braune Brom wird verbraucht: Entfärbung.
Ergebnis:
Brom lagert sich an die Doppelbindung an

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 C₇H₁₂ ein Alkan, ein Alken oder ein Alkin?
    So fängst du an:
    7 Kohlenstoffatome.
    Lösung zeigen
    1. 7 Kohlenstoffatome.
    2. Alkan hätte 16, Alken 14, Alkin 12 Wasserstoffatome.
    3. 12 Wasserstoffatome: ein Alkin, eine Dreifachbindung.
    Ergebnis:
    Es ist ein Alkin, eine Dreifachbindung
  2. ●14
    Woran erkennt man ein Alken?
    Lösung zeigen
    1. Alkane: nur Einfachbindungen.
    2. Alkene: eine Doppelbindung.
    3. Alkine: eine Dreifachbindung.
    Ergebnis:
    An einer C=C-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

Pentan (C5H12) verbrennt vollständig. Stelle die Reaktionsgleichung auf.
CHHHCHHCHHCHHCHHH5 Kohlenstoffatome · jedes C hat vier Bindungen
Schritt für Schritt
  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
  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

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
    Methan (CH4) 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. 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
  2. ●17
    Propan (C3H8) verbrennt vollständig. Stelle die Reaktionsgleichung auf.
    Lösung zeigen
    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

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 „Petroleum (Kerosin)“ 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. Petroleum (Kerosin): 180–250 °C, das sind Ketten aus 10 bis 16 C-Atomen
  3. Verwendung: Flugzeugtreibstoff
  1. Getrennt wird nach der Siedetemperatur – kurze Ketten sieden niedrig, lange hoch.
  2. Petroleum (Kerosin): 180–250 °C, das sind Ketten aus 10 bis 16 C-Atomen
  3. Verwendung: Flugzeugtreibstoff
Ergebnis:
180–250 °C · 10 bis 16 C-Atome · Flugzeugtreibstoff

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. ○18
    Die Fraktion „Bitumen“ (Ketten aus mehr als 35 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. Bitumen: über 350 °C – deshalb weiter unten
    Ergebnis:
    Lange Ketten sieden hoch und werden schon weiter unten flüssig.
  2. ●19
    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
  3. ★20
    Die Fraktion „Benzin“ (Ketten aus 5 bis 10 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. Benzin: 40–180 °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 8 L Benzin auf 100 km. Ein Liter Benzin erzeugt beim Verbrennen 2,3 kg Kohlenstoffdioxid. Bestimme: Wie viel Kohlenstoffdioxid entsteht auf 300 km?
Schritt für Schritt
  1. Benzin: 8 L · 300 : 100 = 24 L
  2. Kohlenstoffdioxid: 24 · 2,3 kg = 55,2 kg
  1. Benzin: 8 L · 300 : 100 = 24 L
  2. Kohlenstoffdioxid: 24 · 2,3 kg = 55,2 kg
Ergebnis:
55,2 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. ○21
    Ein Auto verbraucht 6 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: 6 L · 300 : 100 = 18 L
    Lösung zeigen
    1. Benzin: 6 L · 300 : 100 = 18 L
    2. Kohlenstoffdioxid: 18 · 2,3 kg = 41,4 kg
    Ergebnis:
    41,4 kg
  2. ●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?
    Lösung zeigen
    1. Benzin: 6 L · 500 : 100 = 30 L
    2. Kohlenstoffdioxid: 30 · 2,4 kg = 72 kg
    Ergebnis:
    72 kg
  3. ★23
    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. ●24
    Gib die Summenformel von Nonan an und begründe sie mit der allgemeinen Formel.
    Lösung zeigen
    1. Nonan hat 9 Kohlenstoffatome – das sagt die Vorsilbe.
    2. Allgemeine Formel der Alkane: CnH2n+2
    3. H-Zahl: 2 · 9 + 2 = 20 → C9H20
    Ergebnis:
    C9H20
  2. ●25
    Heptan hat die Formel C₇H₁₆. 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 + 16 = 100
    Ergebnis:
    100 g/mol
  3. ●26
    Entscheide: Ist C₂H₆ ein Alkan, ein Alken oder ein Alkin?
    Lösung zeigen
    1. 2 Kohlenstoffatome.
    2. Alkan hätte 6, Alken 4, Alkin 2 Wasserstoffatome.
    3. 6 Wasserstoffatome: ein Alkan, nur Einfachbindungen.
    Ergebnis:
    Es ist ein Alkan, nur Einfachbindungen
  4. ●27
    Butan (C4H10) verbrennt vollständig. Stelle die Reaktionsgleichung auf.
    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
  5. ●28
    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.
  6. ●29
    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
    1. Benzin: 8 L · 200 : 100 = 16 L
    2. Kohlenstoffdioxid: 16 · 2,3 kg = 36,8 kg
    Ergebnis:
    36,8 kg

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.

    30
    Ein Alkan hat 3 Kohlenstoffatome. Bestimme: Wie viele Wasserstoffatome hat es? Regel: CₙH₂ₙ₊₂.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    8 Wasserstoffatome

  2. Ich benenne die ersten zehn Alkane.

    31
    Gib die Summenformel von Methan an und begründe sie mit der allgemeinen Formel.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    CH4

  3. Ich stelle Summen- und Strukturformeln auf.

    32
    Pentan hat die Formel C₅H₁₂. Bestimme: Wie groß ist seine Molmasse? C 12 g/mol, H 1 g/mol.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    72 g/mol

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

    33
    Pentan siedet bei 36 °C, Hexan bei 69 °C. Erkläre den Unterschied und sage voraus, wie es bei Heptan aussieht.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    höher, nämlich bei 98 °C

  5. Ich unterscheide Alkane, Alkene und Alkine.

    34
    Entscheide: Ist C₅H₁₀ ein Alkan, ein Alken oder ein Alkin?
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Es ist ein Alken, eine Doppelbindung

  6. Ich stelle Verbrennungsgleichungen auf.

    35
    Propan (C3H8) verbrennt vollständig. Stelle die Reaktionsgleichung auf.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    C3H8 + 5 O2 → 3 CO2 + 4 H2O

  7. Ich beschreibe die fraktionierte Destillation von Erdöl.

    36
    Bei der Destillation von Erdöl wird die Fraktion „Petroleum (Kerosin)“ abgetrennt. In welchem Temperaturbereich? Wie lang sind die Ketten? Wofür wird sie gebraucht?
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    180–250 °C · 10 bis 16 C-Atome · Flugzeugtreibstoff

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

    37
    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. 12 Wasserstoffatome
  2. 14 Wasserstoffatome
  3. Ein Molekül mit vier Bindungen
  4. C10H22
  5. C5H12
  6. C3H8
  7. 84 g/mol
  8. 72 g/mol
  9. 70 g/mol
  10. höher, nämlich bei 151 °C
  11. höher, nämlich bei 36 °C
  12. höher, nämlich bei −1 °C
  13. Es ist ein Alkin, eine Dreifachbindung
  14. An einer C=C-Doppelbindung
  15. CₙH₂ₙ
  16. CH4 + 2 O2 → 1 CO2 + 2 H2O
  17. C3H8 + 5 O2 → 3 CO2 + 4 H2O
  18. Lange Ketten sieden hoch und werden schon weiter unten flüssig.
  19. über 350 °C · mehr als 35 C-Atome · Straßenbelag, Dachpappe
  20. Kurze Ketten sieden niedrig und steigen als Dampf weit nach oben.
  21. 41,4 kg
  22. 72 kg
  23. Nicht ganz, Anbau und Transport verursachen CO₂
  24. C9H20
  25. 100 g/mol
  26. Es ist ein Alkan, nur Einfachbindungen
  27. C4H10 + 6,5 O2 → 4 CO2 + 5 H2O
  28. Lange Ketten sieden hoch und werden schon weiter unten flüssig.
  29. 36,8 kg
  30. 8 Wasserstoffatome
  31. CH4
  32. 72 g/mol
  33. höher, nämlich bei 98 °C
  34. Es ist ein Alken, eine Doppelbindung
  35. C3H8 + 5 O2 → 3 CO2 + 4 H2O
  36. 180–250 °C · 10 bis 16 C-Atome · Flugzeugtreibstoff
  37. 36,8 kg