VL 1 Funktionelle Gruppen, Thermodynamik, H2O, Puffer

Question 1

Carbonylgruppen

Answer 1

• Aldehyd oder Keton

Question 2

Carboxylgruppe

Answer 2

• Carbonsäure und Carboxylat
• Carboxylation ist mesomer

Question 3

Hydroxylgruppe

Answer 3

• Alkohol
• primärer Alkohol wenn benachbartes C, 1 weiteres C - Atom hat
• sekundärer Alkohol wenn benachbartes C, 2 weitere C - Atome hat
• tertiärerer Alkohol wenn benachbartes C, 3 weiteres C - Atome hatt

Question 4

Ether

Answer 4

• aus Reaktion von 2 Alkoholen unter Abspaltung von H₂O
• sehr stabil

Question 5

Esther

Answer 5

• aus Reaktion von Alkohol + Carbonsäure unter Abspaltung von H₂O
• leicht hydrolisierbar, nicht so stabil wie Ether

Question 6

Anhydrid

Answer 6

• reagiert aus 2 Säuren
• sehr reaktiv, leicht hydrolisierbar

Question 7

Aminogruppe

Answer 7

• Amin

Question 9

Sulfhydrylgruppe

Answer 9

• auch Thiolgruppe
• Thiolalkohol
• “wie ein Alkohol nur mit S”

Question 10

Thioester

Answer 10

• Ester aus Thioalkohol + Carbonsäure

Question 17

Amidgruppe

Answer 17

• aus Amin + Carbonsäure unter H₂O Abspaltung
• Grundlage für AS

Question 18

1. Satz der Thermodynamik

Answer 18

• Die Gesamtenergie (U) eines Systems und seiner Umgebung sind konstant.
• System: Objekt / Prozess der betrachtet wird
• Umgebung: Weltraum / Universum um das System

Question 19

2. Satz der Thermodynamik

Answer 19

• Ein spontaner Prozess verläuft in eine Richtung, die die Unordnung des Universums erhöht.
• spontan: Prozess läuft von selbst ab, es muss keine Energie hinzugefügt werden
• Unordnung: Anzahl energetisch äquivalenter Möglichkeiten, W, in der die Komponenten eines Systems angeordnet werden können (Entropie)
  
  • möglich große Anzahl an gleichwertigen Möglichkeiten

Question 20

Die freie Enthalpie

Answer 20

• G ergibt sich aus Enthalpie verringert um das Produkt der absoluten Temperatur und der Entropie
  
  • Enthalpie(H) = innere Energie + Druck + Volumen
  • Wärmegehalt des Systems
• spontane (exergone) Prozesse: Delta G < 0
• nicht spontane (endergone) Prozesse: Delta G > 0
• Prozess im Gleichgewicht: Delta G = 0
• Spontanität gibt nur die Richtung aber nicht die Geschwindigkeit des Prozesses an
• Delta H ist Enthalpieänderung bei Bindungsbildung oder Bindungsbruch

Question 21

Vereinbarkeit der Bildung biologischer Moleküle mit dem 2. Hauptsatz der Thermodynamik

Answer 21

1. zueinander komplementäre RNA Stränge sind voneinander getrennt
2. RNA Stränge vermischen sich, die Entropie wird erhöht, da die Anzahl ein gleichwertiger Möglichkeiten erhörht wird
3. RNA Stränge binden komplementär aneinander, scheint zunächst im Widerspruch zu stehen. Bei Bindung wird jedoch Bindungsenergie frei und Wärme aus dem System abgegeben. Dadurch Erhöhung der Entropie

Question 22

Aufbau des Wassermoleküls

Answer 22

• Winkel zwischen H-Atomen 104,5°
• permanenter Dipol
  
  • wichtig für Ausbildung von H-Brücken im Wasser
  • wichtig für Solvatisierung von Ionen
    
    • Bildung einer Hydrathülle
  • wichtig für Ausbildung von H-Brücken zu funktionellen Gruppen

Question 23

1. Energie von H-Brücken?
2. H-Brücke zu funktionellen Gruppen
3. Solvation

Answer 23

1.

• 4 - 20 kj / mol
• Ausbildung mit N-H und O-H
  
  • Akzeptoren (N & O)

2.

• H-Brücken sind am stärksten wenn beteiligte Atome auf gerader Line liegen

3.

• geladene und polare Biomoleküle lösen sich leicht in Wasser
• Salze werden durch Wasser hydratisiert

Question 24

Beweglichkeit von Protonen

Answer 24

• Protonen bewegen sich in Wasser deutlich schneller als alle anderen Ionen
• sie diffundieren nicht sondern springen von Wassermolekül zu Wassermolekül (Protonensprung)

Question 25

Hydrophober Effekt

Answer 25

• bei amphipathischen Teilchen müssten Wasser Moleküle die hydrophoben Teile star umgeben ohne Wechselwirkung eingehen zu können
• durch Zusammenlegen hydrophober Moleküle werden Wassermoleküle freigegeben und Entropie erhöht
  
  • dadurch Stabilisierung von Micellen / Membranen

Question 26

Dissozoation von Wasser

Answer 26

• Wasser dissoziiert zu einem geringen Grad
• Bildung von OH^- und H₃O⁺ (Hydronium Ion)
  
  • freie Protonen werden durch vorhandene H-Brücken sofort hydratisiert
• in reinem Wasser gleiche Konzentration an OH^- und H₃O^+​

Question 27

Wie wirken Puffer

Answer 27

• wässriges System aus einer schwachen Säure und ihrer konjugierten Base
• widerstehen pH-Wert Änderungen bei Zugabe kleiner Mengen Säure oder Base
• durch Hinzufügen von Säure steigt die H₃O⁺ Konzentration wodurch die Rückreaktion vermehrt abläuft und die Konzentration an H₃O⁺ annähernd gleich bleibt

Question 28

Was sagt der pK_s Wert aus?

Answer 28

• Säurekonstante
• je kleiner der pKs Wert desto stärker die Säure

Question 29

Was ist die Keto Enol Tautomerei?

Answer 29

• Form der Isomerie, Stoffe gehen schnell ineinander über
• Keto Form stabiler

Question 30

Was ist 1 Da

Answer 30

1 Da = 1 g/mol

Question 31

Energie von Van der vaals Kräften?

Answer 31

• 2 - 4 kj / mol

Question 32

Woraus besteht ein Phosphatpuffer?

Answer 32

H₂PO₄^- und HPO₄^-2