Chemie Teil 1 Flashcards
Wie lautet die Avogadrokonstante
6,022*10^23
Was rechnet die Avogadrozahl um
mol zu g
Wie ist ein Atom aufgebaut
Proton und Neutron im Kern und Elektronen in den äußeren Schalen
Was ist der streuversuch von Rutherford
Beschießen von Gold, Kupfer Silberfolie mit Alpha Teilchen, Beobachhtung: fast alle kommen durch, einige abgelenkt, sehr wenig zurück
Was besagt das Atommodell von Bohr
Elektronen kreisen um den Kern, Elektronen haben diskrete Energieniveaus
Was ist ein Molekül
eine Bindung von mehreren Atomen
Was ist eine Formeleinheit
die Kleinstmögliche Verbindung von Atomen
Wie heißen die Schalen des Atomorbitals
spdf
Was ist die Hundsche Regel
jedes Orbital wird mit einem Elektron besetzt und danach erst das zweite
wer hat das Periodensystem erfunden
Meyer und Mendeljew 1850
Was ist Elektroaffinität
Wenn Atome Elektronen aufnehmen
Valenzelektronen
Die Elektronen in der Außenschale in s und p
Elektronegativität
Wie sehr ein Atom in Atombindungen Elektronen anzieht
Oktettregel
Edelgaskonfiguration (EGK) erreichen
Heizwert
Verbrennung von 1kg oder 1qm an Gas
Enzyme und ihre Eigenschaften
auch Biokatalysatoren sind substratspezifisch und reaktionsspezifisch
Wann treten Ionenbindungen auf
Wenn die Elektronegativiät zwischen den Atomen mehr als 1,7 unterscheidet. treten meist bei Verbindungen von Metall+Nichtmetall auf = Salz
kovalente Bindung
Bindung zwischen zwei Atomen deren Elektronegativiität unter 0,5 ist, auch Molekül oder Atombindung
Isometrie
verschiedene Verbindungsmöglichkeiten von Atomen
polare Bindung
wenn die Elektronegativiät zwischen den Atomen 0,4-1,7 liegt
Wann findet Oxidation statt
- Sauerstoff aufgenommen, 2, Wasserstoff abgegeben 3. Elektronen abgegeben
Wann findet Reduktion statt
- Sauerstoff abgegeben, 2, Wasserstoff aufnehmen 3. Elektronen aufnehmen
Oxidationszahl
Die Oxidationszahl Nox (auch Oxidationsstufe, Oxidationswert) gibt an, wie viele Elementarladungen ein Atom innerhalb einer Verbindung formal aufgenommen beziehungsweise abgegeben hat
Oxidationszahl von Wasserstoff
1
Oxidationszahl von Sauerstoff
-2
Oxidationszahl von Fluor
-1
Elektrolyse
Erzwungene Redoxreaktion durch Gleichstrom
Was ist eine Redoxreaktion
Bei jeder Redoxreaktion reagiert ein Stoff A, der Elektronen abgibt (Reduktionsmittel, Donator genannt) mit mindestens einem Stoff B, der diese Elektronen aufnimmt (Oxidationsmittel, Akzeptor):edoxreaktionen sind von grundlegender Bedeutung in der Chemie: Jeder Stoffwechsel- und Verbrennungsvorgang, viele technische Produktionsprozesse und viele Nachweisreaktionen basieren auf solchen Elektronenübertragungs-Reaktionen.
Wie gewinne ich aus Erz metall
Durch Reduktion
Was gibt es für Reduktionsmittel
Kohlenstoff - billig, funktioniert nicht bei allem, Umwelt böse, Aluminium - teuer, bei der Chromgewinnung, weil C reagieren würde, Elektrolyse - teuer, sehr rein, bei Feststoffen muss man noch schmelzen
Wie funktioniert der Hochofen
Der Hochofenprozess funktioniert über einen stofflichen und thermischen Gegenstrom. Von oben werden Eisenerze, Koks und Kalk zugeführt, während von unten Sauerstoff eingeleitet wird. Es entsteht das Kohlenstoffmonoxid, das dann die Eisenerze zu Roheisen reduziert. Die Temperaturen, die dabei entstehen, sorgen dafür, dass das Eisen flüssig wird und leicht entnommen werden kann.
IN welcher Zone des Hochofens werden die Stoffe getrocknet
Die Trocknung erfolgt hauptsächlich in der Vorwärmzone. Hier werden die Eisenerze und Koks sowie Kalk getrocknet und bereits auf eine Temperatur von etwa 250 °C gebracht.
Enthalpie
Maß für die gespeicherte Energie eines Objekts vorstellen. Wenn Du beispielsweise Holz verbrennst, wird viel Energie in Form von Wärme frei. Bei dieser Reaktion wird aus dem ganzen Kohlenstoff (C) im Holz zusammen mit dem Sauerstoff (O) aus der Luft Kohlenstoffdioxid (CO2). Die freigewordene Wärmemenge stellt die Enthalpie dar.
Energieumsatz einer chemischen Reaktion bei konstantem Druck
Was ist das Elektrostahlverfahren
Der Lichtbogenofen, auch Elektrolichtbogenofen (auch EAF, englisch Electric Arc Furnace), ist ein Industrieofen, der unter anderem zum Einschmelzen und Gießen von Metallen verwendet wird. Die Wärmestrahlung von elektrischen Lichtbögen erhitzt dabei leitfähiges Material auf bis zu 3500 °C.Insbesondere in der Stahlerzeugung werden Lichtbogenöfen zum Recycling von Eisenschrott und, aufgrund sonst höherer Kosten zum Hochofen, für Qualitäts- und Edelstähle verwendet. Weltweit betrug 2017 der Anteil von Lichtbogenöfen an der Rohstahlproduktion 28 %,[1] in Europa 42 %[2] und in Deutschland 29 %.[3]
Aluminiumgewinnung
Metallisches Aluminium wird in aufwendigen und energieintensiven Verfahren aus Bauxit- erz gewonnen. Mit dem Bayer-Verfahren wird aus Bauxiterz hochreines Aluminiumoxid gewonnen. Im Anschluss wird das Aluminiumoxid unter hohem Energieeinsatz bei der Schmelzflus- selektrolyse zu metallischem Aluminium verar- beitet.
Kupfergewinnung
Die Gewinnung von Kupfer aus kupferhaltigen Erzen erfolgt in mehreren Schritten. Zuerst wird das Kupfer durch Flotation angereichert, sodass der Kupfergehalt im Gestein steigt. Dann wird Rohkupfer durch Rösten gewonnen, welches in einer anschließenden elektrolytischen Raffination gereinigt und so zu Reinkupfer wird.
Reaktionsgeschwindigkeit - welche Faktoren gibt es
mehr Stoff, höhere Temperatur/Druck, mehr oberfläche, Katalysator
Gleichgewichtskontante
Die Gleichgewichtskonstante K gibt das Verhältnis der Konzentration aller an einer chemischen Gleichgewichtsreaktion beteiligten Stoffe an. Sie wird insbesondere in Zusammenhang mit dem Massenwirkungsgesetz verwendet. Deshalb wird sie oft auch als Massenwirkungskonstante, seltener als Equilibriumskonstante bezeichnet. Der Wert der Gleichgewichtskonstante hängt im Gegensatz zu der Lage des Gleichgewichts nur von der Temperatur ab und nicht von der Konzentration oder dem Druck.
Le Chatelier Braun
wenn ich etwas im Gleichgewicht verändere, wird es immer den geringsten Widerstand nehmen um. zur Ausgangssituation zu gelangen
Was ist Alkohol
ein Alkan mit einer Hydroxygruppe
Alkohole (allgemeine Formel: Cn&H2n+2&O) sind chemische Verbindungen, die eine Hydroxygruppe verknüpft an einen Alkyl-, Alkenyl- oder Alkinylrest enthalten
Was sind die verschiedenen Alkoholarten
primär (ein Rest, 2 oder drei Wasserstoff)
sekundär (2 Rest, 1 Wasserstoff)
tertiär (3 Rest, kein Wasserstoff)
Wie funktioniert Nomenklatur bei Alkoholen
Nach den Nummern der Kohlenstoffatome fügst du vor dem „-ol“ bei insgesamt 2 Hydroxygruppen ein „-di-„ ein und bei 3 ein „-tri-„ und so weiter. Ein Beispiel hierfür ist Butan-1,2-diol oder Butan-1,2,4-triol.
Eigenschaften von Alkoholen
Alkohole sind also hydrophiler als Alkane und damit besser wasserlöslich. Wird der Alkylrest jedoch zu lang, dann reicht die Hydroxygruppe nicht mehr aus um den Alkohol zu lösen.
Einen weiteren Einfluss hat die Hydroxygruppe auf die Schmelz- und Siedepunkte. Durch Wasserstoffbrückenbindungen haben Alkohole höhere Schmelz- und Siedepunkte als Alkane. Auch mit der Kettenlänge nehmen die Schmelz- und Siedepunkte zu, weil zwischen den Alkylresten Van-der-Waals-Kräfte wirken.
Was sind Alkane
Kohlenwasserstoffketten
keine Mehrfachbindungen im Molekül
wie können Alkohole eingeteilt werden
- primär, tertiär, sekundär anzahl C an C-OH
- Wertigkeit Anzahl der OH im gesamten Molekül
Oxidation von primären Alkoholen
primärer Alkohol (2H Moleküle, OH Gruppe und 1 Rest ) wird zu Aldehyd (1H Moleküle, eine doppelbindung zu O, Rest), Aldeyhyd wird zu Carbonsäure (1 Rest, 1 OH, 1 Doppelbildung Zu O)
passiert nur bei milden Bedingungen
an der Luft ensteht Co2
Oxidation von sekundären Alkoholen
Alkohole oxidieren zu Keton, verliert die Hydroxgruppe und ein H, bekommt eine Sauerstoffdoppelbindung
Bsp. Butan2ol wird zu Butan2on
passiert nur bei milden Bedingungen
an der Luft ensteht Co2
Was ist eine Carbonsäure
gehört zur funktionellen Gruppe der Carboxygruppe
eine Carbonylgruppe Doppelbindung O zu C
und eine Hydroygruppe
chemische, organische Verbindung
Eigenschaften von Carbonsäuren
reagiern sauer, geben leicht H+ ab
wie enstehen Carbonsäuren
- Esterspaltung - Hydrolyse mit H20, im alkanischen mit OH- Ionen
- Oxidation von primärem Alkohol
Was ist eine Wasserstoffbrückenbindung
keine chemische Bindung
zwischenmolekulare Wechselwirkung
wann enstehen Wasserstoffbrückenbindungen
wenn Wasserstoff an einen elektronegativeren Partner gebunden ist
woran erkennt man Säuren
an ihrem ph Wert, der unter 7 liegt
Eigenschaften kommen erst zutage, wenn sie mit Wasser in Kontakt kommen
färben sich rot
Protonendonatoren
starke polare Bindung
Wofür wird Säure im Alltag genutzt
Haltbarmachen
Putzmittel für Kalk
Essen
Autobatterie
Eigenschaften von Basen
zwischen 7 und 14
werden blau beim ph Test
leiten Strom
Protonenaktzeptor
stärkste Base ist OH-(Hydroxidion)
Unterschied Base und Lauge
Base ist der reine Stoffe
Lauge eine wässrige Lösung des Stoffs
anderes Wort für Lauge
alkalische Lösung
Was zersetzen Laugen
Fette und Eiweiße
daher auch als Putzmittel eingesetzt
stark ätzend ist zum Bsp. Natriumhydroxid
Was passiert wenn man Säuren in Wasser löst
H+ Ionen entstehen
Was passiert wenn man Basen in Wasser löst
es enstehen OH- Ionen
Was verstehe ich unter ein Hydrathülle
Wenn Wassermoleküle sich um ein geladenes Teilchen herum einordnen
was passiert beim hydratisieren von NaOH(s)
NA+(aq) & OH- (aq)
Wie reagieren NaOH + HCl
(Natriumhydroxid und Salzsäure)
werden zu NaCl* H2O
(Kochsalz und Wasser)
hierbei ensteht viel Hitze
was passiert mit der Säure beim Kontakt mit Wasser
es spaltet positiv geladene H+ Ionen (Proton) ab und zurück bleib ein negativer geladener Säurerest
Was sind Säuren
Molekülverbindungen, die mit Wasser zu hydratisierten, positiven Wasserstoff-Ionen und hydratisierten negativen Säurerest Ionen reagieren, dadurch enstehen saure Lösungen
warum leiten Säuren Strom
weil sie Ladungsträger haben, Ionen sind als geladene Teilchen ionenträger
was bedeutet starke Säure
alle Säuremoleküle zerfallen, wenn sie mit Wasser in Verbindung kommen
je stärker eine Säure ist, desto leichter gibt sie ihr Proton ab
stärkste Säureist Oxonium H3O+
was versteht man unter elektrolytischer Dissoziation
reversibler Zerfall eines Stoffes in einem Lösungsmittel in Anionen und Kationen, es bildet sich ein Elektrolyt
kann Salz, Säure oder Base sein
was sind Oxosäuren
Säuren, die außer dem O am R-OH now weitere O-Atome tragen
was sind mehrprotonige Säuren
diese haben mehrere Wasserstoffatome
bsp. Schwefel und Phosphorsäure
Was ist eine Kationsäure
eine Säure, die bereits selbst eine positive Ladung hat
Nachweis für die Umkehrbarkeit einer säure-Basis Reaktion
Protolyse (massenwirkungsgesetz)
was verstehe ich unter Protolyse
Die Protolyse ist eine Protonenübertragungs-Reaktion, bei welcher ein Proton (H+) von einem Reaktionspartner auf den anderen übertragen wird. Es stellt sich ein Protolysegleichgewicht ein.
was bedeutet Dissoziation
zerfall
was ist ein Amphonlyt
nach Brönsted, chemische Verbindungen, die sowohl als Säure als auch als Base dienen können
was ist Autoprotolyse oder Eigendissoziation
Die Autoprotolyse , welche auch Eigendissoziation genannt wird, kannst du bei Ampholyten beobachten, wie zum Beispiel bei Wasser. Ein Wassermolekül kann ein Proton auf ein anderes Wassermolekül übertragen. Es ist also eine Protolyse von Wasser mit sich selbst:
was ist die Säurekonstante
Die Säurekonstante Ks ist eine Stoffkonstante und gibt Aufschluss darüber, in welchem Maße ein Stoff in einer Gleichgewichtsreaktion mit Wasser unter Protolyse reagiert:
je höher der KaWert, desto stärker die Säure
je höher der Kb Wert desto stärker die Base
Kw=Ka+Kb=entspricht dem Ionenprodukt des Wassers
Was versteht man unter Ester
Resultat, wenn man Alkohol und eine Carbonsäure mischt
Was braucht man für die Reaktion zu einem Ester
Hitze und einen Katalysator (z.B. starke Säure)
was passiert bei der Veresterung
der Alkohol gibt seine Hydroxygruppe ab, die Säure gibt ihre Wasserstoffatom ab, Säure und Alkohol verbinden sich, Hydroxgruppe und Wasserstoffatom bilden zusammen Wasser
Resultat: Ester und Wasser
langsame Reaktion
benötigt Katalysator
unvollständige Reaktion
Wie mache ich eine Veresterung rückgängig
durch Hydrolyse, Nachweis über PH Wert
wie werden Ester benannt
Namen der Säure+Alkylrestdes Alkohols+ester (Essigsäureethyllester)
Schmelz und Siedepunkte von Ester
bei wenig C Atomen - intensiver Geruch (Fruchteester), flüssig mit niedrigem Siedepunkt
je länger desto weniger Einfluss der polaren Gruppe, z.B. bei Alkoholen, Carbonsäuren
Säurekonstante von Ester
K=1
Beispiele für Ester
flüchtig: Lösungsmittel für andere Ester (z.b. Lack)
langkettige Ester: Polyester Pulli Textilien
Fette: Glycerin
Aspirin
Nitroclycerin
Wachs
Was verstehe ich unter Ether
Ether (oder auch Äther) sind eine wichtige Stoffklasse organischer Verbindungen. Sie besitzen ein Sauerstoffatom, das zwei einfach gebundene organische Reste R1 und R2 trägt. Dieses Strukturmerkmal, das heißt ihre funktionelle Gruppe, kann in der Formelschreibweise als R1-O-R2 formuliert werden und wird als Ethergruppe bezeichnet.
Wie werden Ether benannt
Alkylrest der kürzeren Kette wird zu einem Alkoxy bsp. Methanol - Methyl-Methoxy
Phenol-Pheny-Phenoxy
Methanol und Ethanol = Methoxyethan + Wasser
oder auch dann aber beide Ketten alphabetisch und nur der Alkyrest + ether = Ethymethylether + Wasser
Können Ether Wasserstoffbrückenbindungen bilden
nein, daher sind sie leicht flüchtig
Was sind Fette
Ester
aus dreiwertigen Alkohol
alle Hydroxygruppen gehen eine Bindung ein
daher Fette=Trigylceride
Eigenschaften hängen von der Länge und der Anzahl der Doppelbindungen ab
was sind gesättigte Fettsäuren
linear gebaut
lassen sich gut packen
höhere Schmelzpunkt
was sind ungesättigte Fettsäuren
gewinkelt gebaut
nicht so gut gepackt werden
niedriger Schmelzpunkt
warum sind Fette wichtig in der Biologie
guter Energiespeicher
können schützen Fettpolster an Fingern
wie werden Fette gewonnen
aus Pflanzen pressen
tierfett ausschmelzen
Milchfett zentrifugieren
Was versteht man unter Verseifung (irreversible Hydrolyse)
Die Verseifung beschreibt die irreversible Hydrolyse eines Esters in einer wässrigen Lösung eines basischen Stoffes (zum Beispiel durch eine Lauge).
Dabei entstehen Alkohol und das entsprechende Salz der Carbonsäure, also Seife.
- Schritt bei der Verseifung (Saponifikation)
Nukleophiler (positive Ladung liebend) Angriff des Hydroxid-Ions (OH–) auf den Ester
reversibel
- Schritt bei der Verseifung
Abspaltung des Alkoholat-Ions und Bildung der Carbonsäure:
reversibel
- Schrit bei der Verseifung
Carbonsäure gibt Proton an Alkoholat-Ion ab (irreversibler Schritt):
warum wird Fett ranzig
bakterielle Zersetzung (Oxidation) in kurze Carbonsäuren,
Geruch von der Buttersäure
welche Summenformel haben Kohlenhydrate
Kohlenhydrate haben die Summenformel Cx(H2O)y.
…wobei x immer größer als 2 ist und
…y gleich groß oder um 1 kleiner als x ist.
Wie wird der Trivialname von Kohlenhydraten gebildet
Höhere Kohlenhydrate werden nicht mehr mit ihrem systematischen Namen bezeichnet, sondern mit ihrem Trivialnamen. Dieser endet auf “-ose”.
Je nach Zahl der C-Atome unterscheidet man zwischen
● Triosen: 3 C-Atome
● Tetrosen: 4 C-Atome
● Pentosen: 5 C-Atome
● Hexosen: 6 C-Atome, usw.
Ein Kohlenhydrat mit einer Aldehyd-Gruppe und 6 C-Atomen nennt man daher eine Aldohexose. Eine Keto-Gruppe und 5 C-Atome besitzt eine Ketopentose.
Wie wird D-Glucose auch genannt und wie entsteht sie
D-Glucose entsteht durch Photosynthese. Dabei werden Kohlendioxid und Wasser unter Einfluss von Chlorophyll in Glucose und Sauerstoff umgewandelt.
dextrose oder Traubenzucker
Hexose
Wie wird D-Glucose industriell hergestell
Die Gewinnung erfolgt durch Spaltung von Stärke z.B. aus Erdäpfeln, Mais oder Reis.
Verwendung von D-Glucsose
● Als Glucosesirup in der Lebensmittelindustrie
● Als Lösung in der Medizin bei Erschöpfungserscheinungen und zur künstlichen Ernährung
● Für chemische und biologische Synthesen (z.B: Vitamin C -Herstellung)
welche biologische Bedeutung hat D-Glucose
● Als Energielieferant in allen höheren Lebewesen
● Als Energiespeicher und als Gerüstsubstanz
Welches sind die Energiequellen des Menschen
Kohlenhydrate, Fette und Proteine
Eigenschaften von Kohlenhydraten
Kohlenhydrate können - im Vergleich zu Fetten - relativ schnell verwertet und somit der Körper schnell mit Energieversorgt werden. Wichtigstes Kohlenhydrat ist die Glucose, da sie über das Blut schnell zu den Zellen transportiert werden kann und von diesen aufgenommen und wieder abgegeben werden kann.
Wie funktioniert der Blutzuckerspiegel
Im Blut wird der sogenannte Blutzuckerspiegel in sehr engen Grenzen gehalten. Nach dem Essen ist die Konzentration der Glucose hoch, der Blutzuckerspiegel steigt an. Daher wird ein Peptidhormon, das Insulin ins Blut abgegeben, das Zellen in der Leber und in den Muskeln dazu anregt, mehr Glucose aufzunehmen. Wenn das Zellgewebe mehr Glucose aufnimmt, als es verbraucht, wird die überschüssige Glucose als Depotfett gespeichert.
Was ist das wichtigste Makromolekül
Proteine
50% der Trockenmasse von Zellen
sind aus Peptidverbindungen der Makromoleküle aufgebaut
Welche Funktionen können Proteine erfüllen
Strukturproteine, als Bestandteile von Membranen, Mikrotubuli oder dem Cytoskelett
Transportproteine, wie dem Hämoglobin, das Sauerstoff durchs Blut transportiert
Katalysatoren: Enzyme beschleunigen unzählige Reaktionen und Abläufe in Zellen
Signalstoffe: Insulin reguliert z.B. den Blutzuckerspiegel
wo werden körpereigene Proteine gebildet
Ribosomen (zellorganellen)
Aus wievielen Aminosäuren besteht ein Protein
ab 50
wie viele Aminosäuren sind bei der Proteinbildung beteiligt und in welche Kategorien werden sie eingeteilt
20
unpolar/hydrophob, polar/neutral, basisch und sauer
was versteht man unter Aminosäure-Sequenz, Primärstruktur.
Aufeinanderfolge der Aminosäuren im Protein
Was verstehe unter Sekundärstruktur (Protein) und wie nennt sich die festgelegte Reihenfolge der Strukturelemente
Die prominentesten Sekundärstrukturen sind die α -Helix und das β -Faltblatt.
Die beiden Strukturelemente treten in Polypeptidketten oft hintereinander und in festgelegter Reihenfolge auf. Dadurch entsteht sogenannte Domänen. Eine typische Domäne setzt sich zum Beispiel aus der Abfolge α -Helix- β -Faltblatt- α -Helix zusammen.
Was versteht man unter Tertiärstruktur (Protein)
die dreidimensionale Form eines Proteins. Erst durch seine Raumstruktur wird ein Protein funktionell. Tertiärstrukturen werden durch Wechselwirkungen stabilisiert:
Kovalente Bindung Disulfid-Brücken zwischen zwei Cystein-Resten (z.B. beim Insulin)
Elektrostatische Anziehung zwischen negativ und positiv geladenen Resten.
Wasserstoffbrücken
hydrophobe Wechselwirkungen durch van der Waals-Kräfte zwischen zwei unpolaren Gruppen
Was versteht man unter Quartärstruktur (Protein)
Viele Proteine setzten sich aus mehreren Ketten zusammen. In diesem Fall spricht man von der Quartärstruktur eines Proteins. Hämoglobin besteht z.B. aus 4 Peptidketten.
wie werden Proteine eingeteilt
globulär (wasserlöslich, Enzyme, Reservestoffe, antikörper und Blutplasmabestandteil), kugelprotein
fibrulär (wasserunlöslich, Gerüststoffe) Faserprotein
hohe Zugfestigkeit
was versteht man unter denaturierung (Protein)
irreversibler Zerstörungsprozess
z.b. Anschaulich ist dies beim Erhitzen von Eiern in der Pfanne zu beobachten. Das Eiweiß wird undurchsichtig, da die Proteine ihre Struktur verlieren. Die Primärstruktur bleibt dabei erhalten, die Peptidketten werden lediglich entfaltet.
was versteht man unter einem Enzym
Ein Enzym ist (fast immer) ein Protein, das eine chemische Reaktion katalysiert, also beschleunigt.
Enzyme können nur eine bestimmte Aktion beschleunigen und auch nur in einer Richtung
Substratspezifität
Wirkspezifität
meist globuläre Proteine
welche Endung tragen Enzyme (Namen)
-ase
Katalase, Lipase
Durch den Zusatz welcher Stoffe ist es möglich, Fett mit Wasser zu entfernen
Tenside oder waschaktive Substanzen
was sind Tenside
Tenside sind Verbindungen, welche die Oberflächenspannung einer Flüssigkeit oder die Grenzspannung zwischen zwei Phasen herabsetzen. Sie besitzen einen hydrophoben und einen hydrophilen Teil.
was ist eine Micelle
Kugel oder Stabmizellen
bilden sich wenn Tenside im Wasser vermischt werden und die hydrophilen Enden sich zueinander wenden
in welche Kategorien werden Tenside eingeteilt
nichtionische Tenside
auch: Niotenside - nicht geladen
anionische Tenside - hydrophiler Teil negativ geladen
kationische Tenside - hydrophiler Teil positiv geladen
amphotere Tenside - sowohl positiv als auch negativ geladener amphoterer Teil
was ist der unterschied zwischen einer waschaktiven Substanz und klassischer Seife
bei der WAS wird der hydrophile COO- Gruppe durch einen anderen hydrophilen Teil ersetzt
Vorteil: keine Bildung von Kalkseifen (die fallen aus und verlieren Waschaktivität bei hartem Wasser)
reagieren nicht alkalisch, kein brennen in den Augen
was versteht man unter Seife
Seifen sind Kalium- oder Natrium-Salze von Fettsäuren.
Natrium-Salze heißen Kernseifen
Kalium-Salze heißen Schmierseifen
wie werden Seifen hergestellt
Durch die Hydrolyse von Fetten (Verseifung)
was kann Reinigungsmittel hinzugefügt werden, um diese wirksamer zu machen
Lauge (Backofenreiniger)
Abfluss (Alu- und Zinkkörner, sowie Nitrate)
was sind Kunststoffe
Plastik
Stoffe, die hauptsächlich aus Makromolekülen bestehen
was sind Polymere
Die Makromoleküle eines Kunststoffs nennt man auch Polymere. Sie bestehen aus vielen polymerisierten Einzelmolekülen, also aus sich wiederholenden Grundeinheiten.
was ist celluloid
Die ersten Kunststoffe wurden Mitte des 19 . Jahrhunderts entwickelt. Es handelte sich dabei um Chemiefasern auf Cellulosebasis. Dabei wurde Cellulose - Hauptbestandteil von Baumwolle - nitriert. Das so entstandene Cellulosenitrat ist ein Salpetersäureester, aus dem der erste Kunststoff, das Zelluloid, hergestellt wurde.
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Bei diesen Produkten werden Eigenschaften der Cellulose ausgenutzt: ihre Reaktionsträgheit, Wasserunlöslichkeit und Festigkeit.
welche Arten von Kunststoffen gibt es
duroplaste - hart, nicht formbar, bei Hitze zerfallen die Moleküle, hitzebeständig
thermoplast - schmelzbar, verformbar, schweißbar, lose Molekülketten
elastomere - dehnbar, nicht schmelzbar
Was passiert beim Vulkanisieren von Kautschuk
Lagert man Schwefel-Atome an die Doppelbindungen im Kautschuk, entstehen Disulfid-Brücken. Der so entstehende Kautschuk weist durch die Vernetzung eine höhere Elastizität auf.
Wo kommt Erdgas vor
Erdgas kommt entweder als Begleiter von Erdöl oder in eigenen Erdgasquellen vor. Lange Zeit wurde es als Abfallprodukt verbrannt, heute wird es als Heizgas und als Rohstoff in der Industrie genutzt.
Aus wird Erdgas zusammengesetzt
Erdgas ist ein Gasgemenge, es besteht aus folgenden Bestandteilen:
Hauptbestandteil ist Methan (zwischen 60 - 90 % )
Nebenbestandteile sind vor allem Ethan, Propan und Butan gasförmige alkane, in wechselnden Mengen.
Reaktionen und Verwendung von Erdgas
- Vollständige Verbrennung
CH4+2O2⇌CO2+2H2O
Da bei der vollständigen Verbrennung vom Hauptbestandteil Methan viel Energie frei wird ( 40.320 kJ/m³), wird Erdgas als Heizgas verwendet.
- Unvollständige Verbrennung
CH4+O2⇌C+2H2O
Diese Reaktion erreicht man durch Abkühlen von Erdgasflammen. Der entstandene Ruß (C) wird als Füllstoff z.B. in der Kautschukindustrie verwendet. Der Kautschuk wird durch diesen Füllstoff abriebfest.
- Pyrolyse
Wie erfolgt die Trennung von Rohöl (Wasser und Sand)
Durch das Erhitzen des Erdöls im Röhrenofen wird ein Gemisch aus Dampf und Flüssigkeit erzeugt, das anschließend in die Fraktionierkolonne eingeleitet wird. Alle Stoffe, die unter 360°C sieden, werden verdampft und somit in die verschiedenen Siedebereiche getrennt.
durch emulsionszerstörende Zusätze
Zusammensetzung von Rohöl
Die genaue Zusammensetzung des Erdöls hängt stark von seiner Herkunft ab. Es ist aber immer ein Gemenge, das sich wie folgt zusammensetzt:
verschiedene kettenförmige Kohlenwasserstoffe (verzweigt und unverzweigt)
Cycloalkane
Aromatische Kohlenwasserstoffe (je nach Herkunft in manchen Erdölen enthalten)
Was passiert bei der Entschwefelung von Rohöl
Ein hoher Schwefelgehalt in den Fraktionen stört oft die Weiterverarbeitung. Daher wird Rohöl häufig katalytisch entschwefelt. Unter Druck wird Wasserstoff eingeblasen. Dieser reagiert mit Schwefel zu H2S , Schwefelwasserstoff.
Das so gewonnene Rohöl setzt sich aus Hunderten verschiedener Kohlenwasserstoffe mit unterschiedlichen Siedepunkten zusammen. Diese Eigenschaft wird in der fraktionierten Destillation ausgenutzt, um die verschiedenen Produkte aufzutrennen und nutzbar zu machen
Was passiert bei der fraktionierten Destillation
Primäre Destillation/Atmosphärische:
Das gewonnene Rohöl wird auf ca. 360°C erhitzt und in einen Fraktionierturm (auch: Fraktionierkolonne) geleitet. Es herrscht ein Temperaturgefälle. Gemäß ihres Siedepunktes steigen die Bestandteile weiter in der Kolonne auf und kondensieren an unterschiedlicher Höhe im Turm. Ganz oben herrscht die niedrigste Temperatur, die am leichtesten siedenden Bestandteile, wie das Erdgas, steigen also ganz nach oben in den Kolonnenkopf. Weiter unten findet man Benzin, darunter Kerosin und Diesel. Bestandteile mit Siedepunkten über 350°C wie z.B. Heizöl und Bitumen bleiben am Kolonnenboden als Rückstand zurück.
Die Einbauten zwischen den Fraktionen nennt man Glockenböden.
Was passiert bei Vakuumdestillation
Da bei über 400°C bereits eine Zersetzung der Verbindungen eintreten würde, führt man eine zweite Destillation unter vermindertem Druck durch. Dadurch sinken die Siedepunkte stark ab und man erhält wieder einzelne Fraktionen, wie z.B. Schmieröl. Im Rückstand der Vakuumdestillation findet man u.A. Bitumen.
wichtige Produkte von Rohöl
Produkt
Siedebereich
Zusammensetzung
Verwendung
Petrolether, Leichtbenzin
25−120°C Alkane C5−C8 Lösungsmittel
Mittelbenzin/Autobenzin
50−200°C Alkane, Cycloalkane C7−C8 Kraftstoff
Petroleum,
Kerosin
100−280°C C10−C14
Lösungsmittel,
Düsentreibstoff
Dieselöl
170−360°C C10−C18
Heizöl,
Kraftstoff
Schmieröl,
Zylinderöl
>350°C >C16
Motoröl,
schweres Schmieröl
Rückstand (z.B. Bitumen)
nicht destillierbar
hochmolekulare
N- und O-Verbindungen
Straßenbelag
was sind petrochemische Verfahren
sind chemische Verfahren, die vom Erdöl oder Erdgas ausgehen.
was versteht man unter katalytischem Cracken
Bei Temperaturen von 400−500°C und mit Hilfe von Katalysatoren werden längere Kettenmoleküle in kleinere Bruchstücke zerschlagen. Es entstehen kurzkettige Alkane, aber auch Alkene wie Ethen, Propen und Buten, da der im Ausgangsmolekül gebundene Wasserstoff nicht ausreicht, um alle Bruchstücke zu sättigen.
Die Menge an zusgesetztem H2 regelt den Anteil von Benzin zu Diesel und Petroleum
was versteht man unter Steamcracken
Durch das Erhitzen mit Wasserdampf kann beispielsweise Rohöl thermisch gespalten werden. Es entstehen großteils Ethen, Propen und Butadien, wichtige Chemierohstoffe.
Außerdem erhält man sogenanntes Crackbenzin, das einen hohen Anteil an verzweigten Kohlenwasserstoffen enthält und anderen Treibstoffen zugesetzt wird.
Was verstehe ich unter Reformieren
Alkanketten werden bei 500°C und mit Hilfe eines Pt-Katalysators isomerisiert. Dabei entstehen verzweigte, ungesättigte, ringförmige und aromatische Kohlenwasserstoffe. Auch sie werden als Treibstoffzusatz verwendet.
was verstehe ich unter Benzin
Der Name “Benzin” kann irreführend sein: Es handelt sich dabei weder um ein Alkin noch um ein Benzolderivat sondern um ein Gemisch verschiedener Kohlenwasserstoffe.
was sorgt für Klopffestigkeit (Auto) und welche anderen Vorteile haben Additive
verzweigte Alkane, Cycloalkane, Aromate, da sie nicht so schnell reagieren und sich nicht so früh entzünden
Lagerstabilität
Farbstoff
Sauberkeit von Motorteilen
Anti- Icing
Wie wird die Oktanzahl berechnet
Reines 2,2,4-Trimethylpentan (“Isooctan”) hat die OZ von 100 . Unverzweigtes Heptan ist weniger klopffest, es erhält die OZ 0 . Der zu untersuchende Treibstoff wird nun mit Mischungen von Isooctan und Heptan in unterschiedlichen Verhältnissen verglichen und so die OZ bei gleicher Kopffestigkeit bestimmt.
So hat z.B Normalbenzin eine OZ von mindestens 91 , während Superbenzin eine OZ von mindestens 95 aufweisen muss.
Früher wurde Treibstoffen häufig Tetraethylblei Pb(C2H5)4 als “Antiklopfmittel” zugesetzt. Seit 1993 ist dies in Österreich auf Grund der starken Toxizität von Blei, sowie technischer Probleme verboten.
Was ist Diesel?
Beim Dieseltreibstoff handelt es sich um ein Gemisch von Kohlenwasserstoffen mit höheren Siedepunkten als Benzin. Daher wird Dieseltreibstoff als Flüssigkeit in die heiße, komprimierte Luft im Zylinder eingespritzt, es kommt zur Selbstentzündung.
Analog zur Octanzahl beim Benzin wird Dieseltreibstoff durch die Cetanzahl charakterisiert. Reines n-Hexadecan C16H34 hat die Cetanzahl 100 , die Zumischung von 1-Methylnaphthalin (Cetanzahl 0 ) erniedrigt die Cetanzahl.
Wie heisst die Summenformel für Alkine
CnH2n−2
Wie heisst die Summenformel für Alkane
CnH2n+2
