Selbststudium Teil G  Organische Chemie

  1. Am 20. April 2010 explodierte die Ölförderplattform "Deepwater Horizon" im Golf von Mexiko. Schau dazu dieses Video (1:31 min).
  2. Erdöl ist ein Gemisch von verschiedenen Alkanen. Warum mischt sich Erdöl nicht mit Wasser? Welche Eigenschaften müssen jene Stoffe haben, die BP über der Ölfläche auf dem Meer mit Flugzeugen versprühen liess, damit sich die Stoffe im Erdöl im Wasser lösen?
  3. Diesen Fragen gehen wir mit einem Experiment nach: Video (3:57 min, mau).
    1. Lies zuerst die Versuchsbeschreibung zum Versuch auf der Seite 12 (Mitte) und halte die Beobachtungen fest (Skizze, Worte).
    2. Ordne in der Skizze den verwendeten Stoffen die Begriffe "hydrophob" (wasserfeindlich) bzw. "lipophil" (fettfreundlich) zu. Ist der verwendete Farbstoff selbst hydrophil (wasserfreundlich) oder lipophil?
  4. Vergleiche deine Notizen zum Versuch mit dieser Folie.
  1. Warum mischt sich das Alkangemisch "Benzin" nicht mit Wasser? Vereinfacht betrachten wir nun Heptanmoleküle (C7H16), welche einen Hauptbestandteil des Benzins ausmachen. Studiere dazu unter "Interpretation" die Abbildung 1 inkl. Legende:
    1. Zeichne die Partialladungen beim mittleren und bei einem unteren H2O-Molekül ein, welche für die H-Brücken verantwortlich sind.
    2. Zeichne – gemäss Legende – mit einem Wechselwirkungspfeil die Kräfte zwischen einem H2O-Molekül und einem Heptanmolekül ein. Benenne den ZMK-Typ.
    3. Wie stark sind diese unter (ii) zusätzlich eingezeichneten Kräfte im Vergleich zu den bereits in der Skizze visualisierten ZMK?
  2. Vergleiche deine Ergänzungen zur Abb. 1 mit dieser Folie.
  3. Studiere nun die Abb. 2 und halte den in der Legende beschriebenen ZMK-Vergleich – in Form der bei Abb. 1 verwendeten Kurzschreibweise – mithilfe dieser Folie fest.
  4. Studiere nun die Theorie auf der Seite 13.
  1. Schau zuerst den 2. Teil der Einführung des Videos zum Ölunfall im Golf von Mexiko (Deepwater Horizon): Video (48 sec).
  2. Löse die Aufgabe 1 auf der Seite 13. Hilfeleistung:
    1. Zeichne wie bei der Musteraufgabe im Unterricht (S. 12) zuerst in der Mitte einer A4-Seite (Rückseite S. 12) zuerst 2 Moleküle des Lösungsmittels (hier Hexan). Visualisiere die ZMK.
    2. Nun zeichnest du darüber 2 Moleküle des zu lösenden Stoffs 1 (hier Methanol) und visualisierst die ZMK. Darunter machst du dasselbe für den Stoff 2 (hier Ethanol).
    3. Um zu beantworten, welcher Stoff sich besser löst, musst du die relevanten ZMK vergleichen und in Kurzschreibweise (vgl. Handnotizen zur Abb. 1 auf der S. 12) festhalten.
  3. Vergleiche deine Ausarbeitung mit der Musterlösung.
  4. Löse analog die Aufgabe 2.
  5. Vergleiche deine Ausarbeitung mit der Musterlösung.
  6. Schau nun den 3. Teil des Videos (9:25 min) zum Ölunfall im Golf von Mexiko (Deepwater Horizon) und beantworte folgende Fragen:
    1. Weshalb wurde Corexit von BP mit Flugzeugen über die Meeresoberfläche versprüht? Wie beurteilst du das Vorgehen von BP?
    2. Wie wirkt Corexit auf Teilchenebene? Studiere dazu diese zwei Inhaltsstoffe.
  7. Vergleiche deine Antworten mit der Musterlösung.

    (Es ist nicht die Meinung, dass du dir hier Notizen machst, sondern dass du das Konzept der Löslichkeit auf der Ebene der ZMK verstehst. Du hast genügend andere Aufgaben, wo die Lösung zu notieren ist.)

  1. Studiere die Seite 13d.
  2. Für die Prüfung solltest du Folgendes erklären können:
    1. Aufbau eines Lipids
    2. gesättigte vs. ungesättigte Fettsäure
    3. Micelle vs. Zellmembran
  1. Schau in folgendem Video (52 sec, YouTube), was man mit einem Desinfektionsmittel auch machen kann (Achtung: nicht nachmachen!):

  2. Solche Handdesinfektionsmittel (engl.: Hand Sanitizer) enthalten Alkohole wie Ethanol und 2-Propanol sowie Wasser. Warum entzündet sich der Alkohol sofort und Speiseöl z. B. nicht? Diese Frage möchten wir im Folgenden klären und natürlich auch, weshalb man sich beim gezeigten Versuch nicht die Hände verbrennt.
  1. In folgendem Video (37 sec, YouTube) wird erklärt, worin der Unterschied zwischen den Alkangemischen Benzin und Diesel besteht:

  2. Lies nun das Kapitel "Flammpunkt" bis und mit Versuchsbeschreibung.
  3. Schau nun das Video (1:10 min, YouTube) zum Versuch:

    1. Notiere deine Beobachtungen zum Versuch. Dazu hilft dir zusätzlich diese Folie: Was fällt dir auf beim Vergleich der verschiedenen Alkane, insbesondere Benzin vs. Diesel?
    2. Wovon scheint der Flammpunkt also abhängig zu sein?
  4. Lies nun den restlichen Abschnitt des Kapitels "Flammpunkt".
  5. Billiger Kerzenwachs besteht aus festen Alkanen (Paraffine). Studiere dazu diese Folie:
    1. Warum brennt eine Kerze nur am Docht, nicht etwa an der Seite, wenn man ein Zündholz hinhält?
    2. Was soll das Metallröhrchen in der Abbildung aufzeigen?
  6. Die Musterantworten zu den obigen Fragen bzw. Versuchsbeobachtungen folgen später.
  7. Welche Stoffe entstehen überhaupt bei der Verbrennung von Diesel oder Benzin? Grundsätzlich ist uns das vom Methan her bekannt (vgl. S. 2). Allerdings zeigt uns eine Versuchsbeobachtung, dass noch andere Stoffe bei der Verbrennung von Alkanen entstehen können. Damit kommen wir zum Kapitel "Brennbarkeit / Oxidierbarkeit":
    1. Lies zuerst diesen 20-Minuten-Artikel.
    2. Studiere dieses Kapitel im Skript (inkl. Fussnoten) und ergänze die Lücken.
  8. Auf dieser Seite findest du die Versuchsbeobachtungen und Antworten zu den oben gestellten Fragen. Es findet sich dort eine Erklärung zum einleitenden Desinfektionsmittel-Versuch, die allerdings nicht notiert werden muss.
  1. Kann man kleine Alkanmoleküle so verändern, dass der Siedepunkt (Aggregatzustandsänderung Richtung "flüssig") und die Wasserlöslichkeit erhöht, die Brennbarkeit der entsprechenden Stoffe jedoch verringert wird? Solche Stoffe könnten in der Folge als Lösungs-/Entfettungsmittel bei der chemischen Reinigung und in der Metallindustrie, als Kältemittel in Kühlschränken sowie Klimaanlagen und als Flammschutzmittel in der Elektro- bzw. Computerindustrie eingesetzt werden.
  2. Wie diese Folie zeigt, gelingt die Veränderung der Eigenschaften durch Ersetzung (Substitution) von H-Atomen durch Halogenatome, wodurch Halogenalkane entstehen.
  3. Wie gelingt es, H-Atome in Alkanmolekülen durch chemische Reaktion zu ersetzen? Dazu schauen wir nun einen Versuch an:
    1. Lies zuerst auf der Seite 15 das Kapitel "Substitutionsreaktion" bis und mit der Versuchsbeschreibung.
    2. Schau nun das folgende Video (1:58 min, YouTube) und halte die Beobachtungen im Lückentext fest:

    3. Nach Beendigung der Belichtung wird in die Flüssigkeit im Erlenmeyerkolben ein zuvor ausgeglühtes Kupferblech getaucht, welches in die Flamme eines Bunsenbrenners gehalten wird: Video (47 sec, YouTube):

    4. Lies die Fussnote 1 und ergänze die Beobachtung im Lückentext zum Versuch.
  4. Kontrolliere deine Beobachtungen zum Versuch mithilfe dieser Folie.
  5. Halte nun die Reaktionsgleichung für die Reaktion von Heptan mit Brom – mithilfe dieser Folie – an entsprechender Stelle im Skript fest.
    1. Beachte, dass du links und rechts jeweils ein C-Atom mehr zeichnen solltest, da sich die Folie leider auf Hexan (C6H14) bezieht, statt Heptan (C7H16).
  6. Lies zum Abschluss noch das Kästchen zum Begriff "Substitution".
  1. Lies auf der Seite 15 (unten) den Abschnitt "Die Radikal-Kettenreaktion".
  2. Die Reaktion von Heptan mit Brom ist auf Teilchenebene etwas komplizierter als erwartet. Du lernst in diesem Zusammenhang erstmals einen sogenannten Reaktionsmechanismus kennen, der im Modell die einzelnen Zwischenschritte der Reaktion wiedergibt. Faszinierend an der radikalischen Subsititutionsreaktion ist, dass ein Br-Radikal, welches am Anfang durch UV-Licht entsteht und mit Heptan reagiert, letztlich erneut freigesetzt wird, wodurch die vorhergehenden Schritte mit noch nicht reagierten Heptanmolekülen erneut ablaufen. Diese sogenannte Kettenreaktion wird nun vom Autor des Videos zum Versuch "Heptan reagiert mit Brom" (vgl. Unterkarte zuvor) im zweiten Teil desselben Videos (2:24 min, YouTube) erläutert:

  3. In der Präsentation des Reaktionsmechanismus wurden folgende Fragen nicht explizit beantwortet:
    1. Kann man steuern, welches H-Atom von den 16 H-Atomen eines Heptanmoleküls (C7H16) substituiert wird?
    2. Ist es auch möglich, dass im selben Heptanmolekül gleich zwei oder mehrere H-Atome substituiert werden?
  4. Studiere zu diesem Zweck auf der Seite 16 den Reaktionsmechanismus und die Erklärungen dazu (R–CH3 steht dabei für Heptan; R = Rest, d. h. der restliche Teil des Moleküls).
  1. Lies zuerst das Kapitel "Eigenschaften vom Halogenalkanen" auf der Seite 17.
  2. Bearbeite nun die Aufgaben 1–3 (die Aufgabe 4 noch nicht).
  3. Vergleiche deine Ausarbeitung mit der Musterlösung.

Die folgenden Aufgaben sind fakultativ und nur von schnelleren Leuten zu bearbeiten:

  1. Bearbeite zuerst auf der Seite 13 die Aufgabe 3 zur universellen Löslichkeit von Aceton und vergleiche im Anschluss deine Ausarbeitung mit der Musterlösung.
  2. Bearbeite nun auf der Seite 17 die Aufgabe 4 zur Nomenklatur von Halogenalkanen und vergleiche im Anschluss deine Ausarbeitung mit der Musterlösung.
  3. Die eben mit dem systematischen Namen bezeichneten Halogenalkane aus der Tabelle auf der Seite 17 können unter Lernhilfen – in Form einer interaktiven Molekülanimation – dreidimensional betrachtet werden.
  4. Im Zusammenhang mit dem Flammpunkt von Alkanen gibt es unter Lernhilfen – verwandt mit dem bereits gesehenen Handdesinfektionsmittel-Versuch – den sogenannten Fireball-Versuch zu bestaunen.
  5. Als Prüfungsvorbereitung kann unter Lernhilfen eine weitere Aufgabe zur Löslichkeit von Alkanen gelöst werden.
  1. Bald möchten wir die Herstellung von Kunststoffen anschauen. Einer der bekanntesten Kunststoffe ist Polyethlen (Plastiksäcke und Haushaltsfolien bestehen daraus). Grundbaustein für die Herstellung dieses Kunststoffs ist Ethen, welches zur Stoffklasse der sogenannten Alkene gehört.
  2. Der Name "Ethen" ist abgeleitet vom C2-Alkan "Ethan". Betrachte und drehe das Molekül mit der Maus in dieser interaktiven Animation:
    1. Worin besteht der Unterschied zum Ethan?
    2. Beschreibe und begründe die Bindungswinkel im Molekül.
  3. Studiere nun die Seite 18a, auf welcher die obigen Fragen beantwortet werden.
  4. Löse die Aufgabe auf der Seite 18a:
    1. Halte mithilfe dieser Folie zwei Verwendungen von Ethen fest.
    2. Worauf bezieht sich wohl die Angabe "1" bei den Alkenen 1-Buten und 1-Penten?
    3. Erfasse durch Drehen mit der Maus die 3D-Struktur der folgenden Moleküle aus der Tabelle: Propen, 1-Buten, 1-Penten.
  5. Betrachte noch zusätzlich das in der Tabelle nicht aufgeführte 2-Buten.
    1. Worauf bezieht sich wohl hier die Angabe "2" im Namen?
    2. Könnten die 4 C-Atome auch anders positioniert werden, sodass aber immer noch ein 2-Buten vorliegt?
  6. Die letzte Frage wird in Bälde auf der Seite 20 beantwortet. Die Angabe "2" im Namen 2-Buten bedeutet offenbar, dass eine Doppelbindung zwischen dem 2. und dem 3. C-Atom vorliegt. Analog liegt bei 1-Buten eine Doppelbindung zwischen dem 1. und dem 2. C-Atom vor.

Polyethylen (PE) ist einer der bekanntesten Kunststoffe, aus dem z. B. Plastiksäcke, Folien und Sichtmappen bestehen. Zugleich ist dieser Kunststoff auf molekularer Ebene denkbar einfach aufgebaut, weshalb wir nun die Herstellung dieses Kunststoffs detailliert anschauen:

  1. Zuerst musst du wissen, was man unter Alkenen versteht. Fülle mithilfe dieser Seite die Seite 3b (Page 10 blau) in deinem Skript aus und studiere die Seite 3b (ohne das Kapitel Reaktionsfähigkeit).
  2. Schau nun das Video (6:52 min, mau) zum Reaktionsmechanismus für die Herstellung von Polyethylen aus Ethen an.
  3. Halte nun den Reaktionsmechanismus auf der Seite 21 (Page 16 blau) fest.
  4. Lies zum Abschluss die ganze Seite 21 (Page 16 blau).
    1. Halte an geeigneter Stelle fest, dass man unter "Radikalen" Teilchen mit ungepaarten Elektronen, d. h. mit mindestens einer einfach besetzten Elektronenwolke versteht.
  1. Studiere auf der Seite 20 das Kapitel Nomenklatur:
    1. Versuche durch Drehen mit der Maus die 3D-Struktur der Verbindung (a) zu erfassen: 2-Methyl-1,3-butadien.
    2. Mach dir ebenfalls mittels interaktiver Molekülanimation klar, dass die Skelettformeln unter Beispiel (b) (E)-2-Buten und (c) (Z)-2-Buten tatsächlich dreidimensional unterschiedlichen Molekülen entsprechen.
    3. Handelt es sich bei den Verbindungen (b) und (c) um Konstitutionsisomere (unterschiedliche Verbundenheit der C-Atome bei gleicher Summenformel) oder um Konformationsisomere (unterschiedliche Faltung)?
  2. Die Antwort zur obigen Frage erfolgt im nächsten Kapitel. Studiere also das Kapitel "Stereoisomerie" im unteren Teil der Seite 20:
    1. Drehe die Kugel-Stäbchen-Modelle der zwei Retinal-Moleküle mittels interaktiver Molekülanimation so, dass sie gleich orientiert sind wie die Skelettformeln im Skript. Dazu musst die Moleküle mit dem ⊞-Button vergrössern: 11-cis-Retinal (Z-Form) sowie all-trans-Retinal (E-Form).
  3. Studiere noch die Abbildung zu einem weiteren Beispiel für stereoisomere Moleküle in unserem Allag am Beispiel des Anis auf der Seite 20a (oben):
    1. Das Beispiel zeigt, dass die Rezeptoren in unserer Nase die zwei unterschiedlichen Anethol-Formen unterscheiden kann, obwohl sich diese nur minimal unterscheiden. Rezeptoren sind selbst Moleküle, welche über eine spezifisch festgelegte Oberfläche gewisse Moleküle, die zur Oberfläche komplementär sind, binden und damit erkennen können (so wie ein Schlüssel nur in das richtige Schloss passt).
    2. Wie erklärst du dir den unterschiedlichen Schmelzpunkt der E- und Z-Form?
    3. Zur Erinnerung: Der LD50-Wert (engl.: lethal dose = tödliche Dosis) ist eine Angabe zur akuten Toxizität (Giftigkeit) eines Stoffs. Er gibt die Konzentration wieder, bei der 50 % der Versuchstiere einer Tierart sterben.
  4. Antwort zur Frage unter 3(ii): Die Z-Form ist bei gleicher Molekülmasse kompakter als die E-Form, wodurch weniger Wechselwirkungsoberfläche für VdW-Kräfte ausgebildet werden können, was in geringerem Schmelzpunkt resultiert.
  5. Bearbeite nun die Aufgaben 1–2 auf der Seite 20a. Eine Musterlösung folgt später.
  6. Bearbeite nun die Aufgabe 4, wozu du diese Webseite benötigst, welche unter Lernhilfen zu finden ist.
  7. Nun solltest du gerüstet sein, die Aufgaben zur Nomenklatur der Alkene selbständig zu lösen: Bearbeite also die Aufgabe 5 auf der Seite 20a:
    1. Das unter Aufg. 1a (S. 23) gezeichnete Molekül sieht in 3D wie folgt aus: 2-Chlor-1,3-butadien.
    2. Zur Aufg. 3 (S. 23): Zeichne das Molekül zuerst in Skelettformel und verlange anschliessend bei der Lehrperson einen Molekülbausatz. Falls du zuhause bist und keinen Molekülbausatz zur Verfügung hast, kannst du dich möglicherweise mittels Molekülanimation besser überzeugen, weshalb es keine E/Z-Isomere gibt: H2C=C(CH3)–CH2–CH3.
  8. Kontrolliere deine Ausarbeitung mit der Musterlösung.
  9. Zum Abschluss noch ein Cartoon, der zeigt, dass die Beschäftigung mit organischer Chemie nicht ganz ungefährlich ist. Finde das Wortspiel: Dabei hilft dir – bei Bedarf – das Wissen um die Aussprache des englischen Wortes "Alkenes" für Alkene. Drücke dazu auf den Play-Button (Sprachausgabe) bei DeepL.
  1. Chemiker mögen's einfach: Ersetzt man beim Ethen formal die Doppelbindung durch eine Dreifachbindung, erhält man Ethin. Aus einem Alken wird formal ein Alkin.
  2. Betrachte und drehe das Ethin-Molekül mit der Maus in dieser interaktiven Animation, damit du die Anordung der Atome und die Bindungswinkel verstehst.
  3. Ethin ist v.a. für eine eher historische und eine aktuelle Anwendung bekannt, welche auf dieser Folie dargestellt sind.
  4. Diese Anwendungen, aber auch die homologe Reihe der Alkine sind auf der Seite 22 festgehalten bzw. erklärt. Das Schöne ist: Alles, was wir bereits über die Alkene wissen (z. B. Eigenschaften, Nomenklatur), können wir auf die Alkine übertragen.
  5. Studiere also die Seite 22:
    1. Erfasse durch Drehen mit der Maus die 3D-Struktur der folgenden Moleküle aus der Tabelle: Propin, 1-Butin, 1-Pentin.
    2. Betrachte noch zusätzlich das in der Tabelle nicht aufgeführte 2-Pentin und ergänze dieses Alkin in Projektionsformel im Anschluss an die Tabelle.
    3. Welche Isomerieform liegt beim Paar "1-Pentin / 2-Pentin" vor?
  6. Bearbeite nun das Beispiel 2 (und nur dieses!) zur Nomenklatur der Alkine auf der Website zum Chemieunterricht.
  7. Nun solltest du gerüstet sein, die noch nicht gelösten Nomenklaturaufgaben auf der Seite 23 (Aufg. 1b und Aufg. 2b) erfolgreich zu lösen:
    1. Das unter Aufg. 1b gezeichnete Molekül sieht in 3D wie folgt aus: 2,4-Hexadiin.
    2. Das unter Aufg. 2b in Skelettformel dargestellte Molekül kann mittels Molekülanimation noch in 3D betrachtet werden.
  8. Kontrolliere deine Ausarbeitung mit der Musterlösung.
  9. Antwort zur Frage unter 5(iii): 1-Pentin und 2-Pentin sind konstitutionsisomer zueinander (zur Tabelle auf der Seite 22 zu notieren): Die 5 C-Atome sind zwar – von der Reihenfolge her – gleich miteinander verknüpft, jedoch ist die Doppelbindung an anderer Position, so wie etwa das Cl-Atom bei 1-Chlorpentan an einem anderen Ort ist wie bei 2-Chlorpentan.
  10. Nach Behandlung der Alkane, Alken und Aline solltest du das Grundprinzip zur Namensgebung von organischen Verbindungen verstanden haben, womit du auch diesen Cartoon verstehst.
  1. Schau zum Einstieg das folgende tonlose Video (2:10 min, YouTube) zur Herstellung von Nylon:

    1. Was ist hier passiert? Weshalb entsteht aus 2 Lösungen im Nullkommanichts ein Feststoff?
    2. Was soll uns die Darstellung unten auf der Seite 23 sagen? Diese Fragen werden wir nun an einem einfacheren Kunststoff klären.

Polyethylen (PE) ist einer der bekanntesten Kunststoffe, aus dem z. B. Plastiksäcke, Folien und Sichtmappen bestehen. Zugleich ist dieser Kunststoff auf molekularer Ebene denkbar einfach aufgebaut, weshalb wir nun die Herstellung dieses Kunststoffs detailliert anschauen:

  1. (Nur falls die S. 18 oder S. 18a, d. h. das Thema "Alkene" nicht behandelt wurde:) Studiere diese Seite und halte auf der Rückseite der Seite 21 Folgendes fest:
    1. Was versteht man unter Alkenen?
    2. Drei Vertreter mit Name, Summenformel und Strukturformel
  2. Schau nun das Video (6:52 min, nanoo.tv) zum Reaktionsmechanismus für die Herstellung von Polyethylen aus Ethen an.
  3. Halte nun den Reaktionsmechanismus auf der Seite 21 fest.
  4. Lies zum Abschluss die ganze Seite 21.
    1. (Nur falls die S. 15, d. h. das Thema "Substitutionsreaktion" nicht behandelt wurde:) Lies das Kapitel "Radikale" auf der Seite 20a unten (online, falls nicht ausgedruckt erhalten) und löse die Aufgabe 6.
    2. (Nur falls die S. 15, d. h. das Thema "Substitutionsreaktion" nicht behandelt wurde:) Vergleiche deine Antwort mit der Musterlösung (dort der Aufg. 1 entsprechend). Falls du das Blatt 20a nicht ausgedruckt erhalten hast: Halte auf der Seite 21 zum Punkt "Bildung von Radikalen" das Beispiel Cl aus der Aufgabe fest und dass man unter Radikalen Teilchen mit ungepaarten Elektronen, d. h. mit mindestens einer einfach besetzten Elektronenwolke versteht.
  1. Lies die Fragen 1–5 auf den Seiten 23–24 durch.
  2. Diese fünf Fragen werden im Video "Kunststoffe" (23:59 min, nanoo.tv) beantwortet.
    1. Halte das Video an geeigneter Stelle an, um die Antworten festzuhalten.
    2. Zu diesen Aufgaben gibt's keine Musterlösung, da alle Info im Video geliefert wird.
  3. Halte zur Aufgabe 1 noch Folgendes ergänzend fest:
    1. Cellulose (Pflanzellwände), Glykogen (Kohlenhydratspeicher in Leber und Muskeln) sowie Stärke (Kohlenhydratspeicher bei Pflanzen) bestehen aus Makromolekülen (Polymere) die allesamt nur aus Glucose-Bausteinen (Monomere) aufgebaut sind, welche allerdings bei diesen 3 Stoffen unterschiedlich verknüpft vorliegen.
    2. Proteine sind ebenfalls natürliche Polymere, welche aus einem Satz von 20 verschiedenen Monomeren – den Aminosäuren – bestehen.
    3. DNA ist ein Riesenmolekül aus 4 Monomeren (Nukleotiden): Ribose-Phosphat jeweils mit Adenin, Thymin, Cytosin oder Guanin verbunden.
  4. Ergänze bei der Aufgabe 3 noch Folgendes.
    1. Expandiertes Polystyrol (EPS) mit Markennamen wie Styropor, Sagex oder Wannerit entsteht durch Aufschäumen von Polystyrol (PS) mithilfe eines Gases.
  1. Gehe nun zurück zum Nylon-Versuch (S. 23 unten):
    1. Studiere nun die Reaktionsgleichung: Was passiert hier?
    2. Ist dieser Kunststoff durch Polymerisation oder Polykondensation entstanden? Begründe.
  2. Gehe zurück zum Reaktionsmechanismus für die Synthese von Polyethylen (S. 21):
    1. Welche Gemeinsamkeit gibt es zwischen der Synthese von Polyethylen und Nylon?
    2. Welchen Unterschied stellst du fest?
  3. Antwort zu den Fragen zum Nylonversuch (zu notieren):
    1. Viele Moleküle zweier Bausteinsorten (Monomere, oben) verknüpfen sich über ihre reaktiven funktionellen Gruppen untereinander zu einer langen Kette (Polymer = Nylon; unten) unter Abspaltung eines kleinen Moleküls (HCl = Kondensat). Es liegt also eine Polykondensation vor.
    2. Kennzeichne die 2 Monomere in der Reaktionsgleichung.
    3. Hinweis: Im Versuch konnte man beim Zusammengiessen der zwei Lösungen kurz einen Nebel sehen, der auf eine Reaktion des gebildeten Chlorwasserstoffgas (HCl) mit der Luftfeuchtigkeit zu Salzsäure zurückzuführen ist (= Kondensat).
  4. Ergänze bei der Frage 5 (S. 24):
    1. Polyamide (PA) z. B. Nylon.
    2. Anwendung überall wo hohe mechanische Festigkeit gefragt ist: als Textilfaser (Strümpfe, Zeltboden, funktionelle Bekleidung), Zahnräder, Dübel.
  5. Antwort zur Frage zum Reaktionsmechanismus für die Synthese von Polyethylen (auf der S. 21 bzw. S. 23 zu notieren):
    1. Hier haben wir im Unterschied zum Nylon nicht zwei Monomersorten, sondern nur eine (Ethen), wobei es bei der Bildung des Polymers nicht zur Abspaltung eines kleinen Moleküls (Kondensat) kommt. Es liegt also eine Polymerisation vor. Beim Polyethylen haben die Monomere nur ein funktionelle Gruppe (Doppelbindung), während die Monomere beim Nylon bifunktionell sind, also 2 funktionelle Gruppen tragen.
  1. Lies zum Einstieg die Schlagzeilen in diesem Folien-File (4 Seiten).
  2. Zum Abschluss dieses Skripts beschäftigen wir uns also mit gewissen Kunststoffeigenschaften wie der Verformbarkeit und der schlechten biologischen Abbaubarkeit bzw. mit der ganzen Mikroplastikthematik.
  1. Lies die Aufgaben 6–9 auf der Seite 24 durch.
  2. Die Fragen Fragen 6 und 9 werden im Video "Kunststoffe" (Teil 2, 11:26 min, nanoo.tv) beantwortet:
    1. Halte das Video an geeigneter Stelle an, um die Antworten festzuhalten.
    2. Zur Aufgabe 9 stehen dir zum besseren Verständnis diese 3 Abbildungen aus dem Video zur Verfügung.
    3. Zur Aufgabe 6: Die Pyrolyse wird im Video als "rohstoffliche Verwertung" bezeichnet.
  3. Beantworte nun auch noch die Fragen 7–8:
    1. Zur Frage 7 steht dir noch diese Folie als Hilfsmittel zur Verfügung.
  4. Vergleiche deinen Antworten mit der Musterlösung.
  1. Lies die Seite 24a durch und fasse für den konkreten Fall die Umweltproblematik von Kunststoffen auf einer halben Seite zusammen.
  2. Studiere diese sechs Folien und beantworte folgende 6 Fragen, z. B. auf der Rückseite der Seite 24a:
    1. Folie 1: In den Medien stehen in Zusammenhang mit Mikroplastik oft Kosmetikprodukte und Pflegemittel im Fokus: Wie bedeutsam sind – gemäss. Folie 2 – diese Quellen quantitativ?
    2. Folie 2: Welches sind die 3 wichtigsten Quellen von Mikroplastik?
    3. Folie 3: Wenn man nur die Innenraumbelastung durch Mikroplastik anschaut: Wie ist die jährliche Belastung durch mikroplastikbelastete Nahrungsmittel wie Muscheln im Vergleich zur Belastung durch Mikroplastik in der Luft zu beurteilen? MP = Mikroplasikpartikel; Y = Year.
    4. Folie 4: Unter welchen Voraussetzungen ergibt es Sinn, Kunststoffe zu rezyklieren? 1 Satz.
    5. Folie 5: Unter welchen Voraussetzungen ergibt die Verwendung von Baumwoll- oder Jute-Einkaufstaschen Sinn? 1 Satz.
    6. Folie 6: Was entgegnest du einer Person, die sich wegen Ressourcenverschleuderung über in Plastikfolie eingepacktes Gemüse aufregt? Hinweis: Die Plastikfolie erhöht die Haltbarkeit enorm; und der Food-Waste-Anteil in der Schweiz beträgt 30 %.
  1. Brustkrebs bei Frauen, zunehmende Kinderlosigkeit bei Paaren und Aufmerksamkeitsstörungen bei Kindern. Forschungsergebnisse zeigen, dass dafür Chemikalien in Kunststoffen verantwortlich sein können. Im Fokus stehen die sogenannten Weichmacher, die wie Hormone wirken und die auch das ungeborene Kind beeinträchtigen können: Video (52:09 min, nanoo.tv).
ch-mau