Selbststudium Teil G  Organische Chemie

  1. Schau zur Einführung ins neue Thema dieses Video (5:37 min, mau).
  2. Falls du das Skript Teil E noch nicht erhalten hast, musst du dieses zuerst ausdrucken (benötigt für das Selbststudium am Computer werden allerdings nur die Seiten 1–4).
  1. In diesem Video (9:42 min, mau) werden am Beispiel der Reaktion von Chlorwasserstoff und Wasser zu Salzsäure die Begriffe "Säure" und saure Lösung erklärt.
  2. Ergänze entsprechend die Seite 1 (Reaktionsgleichungen oberer Teil) und Seite 2 (Kästchen, oben).
  1. Zuerst schauen wir den im CP nicht durchgeführten NH3-Springbrunnenversuch in Trickdarstellung (50 sec) an.
  2. In diesem Video (11:20 min, mau) werden am Beispiel der Reaktion von Ammoniak und Wasser die Begriffe "Base" und alkalische Lösung erklärt.
  3. Ergänze entsprechend die Seite 1 (Rest) und Seite 2 (Kästchen, oben).
  4. Lies nun die Seiten 1–2 inkl. Fussnoten.
  1. Falls die folgenden Aufgaben nicht direkt nach dem Studium der Theorie (S. 1–2) in Angriff genommen werden, kannst du zur Repetition des Säure-Basen-Konzepts dieses Video (4:03 min, SimpleClub) anschauen.
  2. Bearbeite nun die Aufgaben 1–4 auf den Seiten 2/3.
  3. Vergleiche deine Ausarbeitung mit der Musterlösung zur Aufgabe 1–3 sowie Aufgabe 4.
  1. Schau dieses Video (18:03 min, mau) zur Erklärung des pH-Wertes und zu Berechnungen damit.
  2. Studiere nun die Theorie auf der Seite 3 (Mitte) bis Seite 4.
  1. Löse die Aufgaben 1–5 auf der Seite 4.
  2. Konsultiere die Musterlösung.
  1. Zum Einstieg wird dir ein Versuch – in virtueller Form – vorgestellt, nämlich das Eintauchen eines Eisennagels in eine Kupfersalzlösung: Video (14:47 min, mau):
    1. Halte die Seite 6 (Mitte) des Skripts bereit, damit du beim "Bsp." ergänzende Notizen anbringen kannst.
    2. Im zweiten Teil des Videos musst du einige Angaben in der Tabelle auf der Seite 7 festhalten.
  2. Studiere nun die Seiten 6–7.
  3. Löse die Aufgabe 1 auf der Seite 7 (Aufgabe 2 also noch nicht):
    1. Orientiere dich an dem im Video zu Beginn vorgestellten Rezept ("Eintauchen eines Eisennagels in eine Kupfersalzlösung").
    2. Arbeite immer mit Oxidationszahlen (vgl. Seite 4, R1).
    3. Kontrolliere immer, ob die Ladungsbilanz stimmt (vgl. Seite 5, R5).
  4. Schau das folgende Video (7:32 min, musstewissen Chemie), welches dir einiges zusammenfasst und auch beim Lösen der Aufgabe 2 helfen sollte:

  5. Löse nun die Aufgabe 2 auf der Seite 7.
  6. Vergleiche deine Ausarbeitung mit der Musterlösung.
  1. Studiere zum Einstieg diese 2 Folien.
  2. Lies nun den Abschnitt "Weitere Redoxreaktionen" im Skript S. 7–8.
  3. Löse die Aufgabe 1:
    1. Bestimme zuerst die Oxidationszahlen bei der Gesamtreaktion.
    2. Formuliere nun die Teilreaktionen und ordne zu, welche Reaktion die Oxidation bzw. die Reduktion darstellt.
  4. Die Lösung zur Aufgabe wird später präsentiert. Öffne die nächste Karte.
  1. Lies zuerst die Angaben zum Versuch 3 im Skript S. 8, inkl. Fussnote (den Versuch 2 lassen wir im Moment weg).
  2. Löse die Aufgabe 2:
    1. Versuche zuerst – basierend auf den Beobachtungen und den Tipps – die Reaktionsgleichung für die Gesamtreaktion zu formulieren.
    2. Kontrolliere die Gesamtreaktion, indem du dieses Video (5:18 min, mau) schaust.
    3. Notiere die Oxidationszahlen und formuliere den Elektronentransfer mit Pfeilschreibweise (vgl. R2, Seite 4). Ordne wiederum die Begriffe Oxidation und Reduktion zu.
    4. Notiere nun die Teilreaktionen.
    5. Geh diese Animation Schritt um Schritt durch und vergleiche deine Lösung mit den Teilreaktionen in der Animation.
  3. Vergleiche deine Ausarbeitung zu Aufgabe 1 und 2 mit der Musterlösung.
  1. Der Versuch "Die Hölle der Bären" kann in folgendem Video (1:56 min, YouTube) angeschaut werden:

  2. Lies nun die Versuchsbeschreibung im Skript (Seite 8, Versuch 2).
  3. Formuliere den Elektronentransfer für die im Video dargestellte Reaktionsgleichung (C12H22O11 ist nichts anderes als Haushaltszucker = Saccharose):

    C12H22O11 (s) + 8 KClO3 (s) → 12 CO2 (g) + 11 H2O (g) + 8 KCl (s)

    1. Notiere die Oxidationszahlen und formuliere den Elektronentransfer in Pfeilschreibweise (vgl. R2, Seite 4). Ordne wiederum die Begriffe Oxidation und Reduktion zu.

      Hinweis: Die Aufgabe ist eher anspruchsvoll, da ziemlich viele Stoffe vorliegen. Trotzdem wird nur eine Atomsorte oxidiert und nur eine reduziert. Wende einfach stur die Regeln an. Die Kenntnis der Lewisformeln der beteiligten Teilchen ist nicht nötig.

    2. Warum kann man hier keine Teilreaktionen formulieren?

  4. Eine Musterlösung findet sich hier.
  1. Schau zum Einstieg das folgende Video (2:10 min) 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 (Page 17 blau) 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. 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. Lies die Fragen 1–5 auf der Seite 23/24 (Page 17/18 blau) durch.
  2. Diese fünf Fragen werden im Video "Kunststoffe" (23:59 min) 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 zur Frage 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. 21/23 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. Schau zum Einstieg das folgende Video (2:10 min) 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 (Page 17 blau) 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. 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. Lies die Fragen 1–5 auf der Seite 23/24 (Page 17/18 blau) durch.
  2. Diese fünf Fragen werden im Video "Kunststoffe" (23:59 min) 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 zur Frage 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. Detail (interessant, aber in unserem Kontext nicht relevant): 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. 21/23 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.
ch-mau