Station 1: Nomenklatur von Alkanen

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1 Station 1: Nomenklatur von Alkanen

2 Station 1: Nomenklatur von Alkanen 1. a) 3-Ethyl-2-methylpentan e) 2,2-Dimethylpropan b) 3-Ethyl-2-methylpentan f) 2,3,5-Trimethylhexan c) 2,3,5-Trimethylhexan g) 2,3-Dimethylbutan d) 2,3,3-Trimethylpentan h) 2-Methylpentan a) 3-Methylpentan b) 2-Methylpentan c) 3,3-Diethylhexan d) 2,3-Dimethyl-4-ethylheptan Station 2 - Isomerie 1. Zeichne alle isomeren Butane und Pentane. Benenne sie. 2. Zeichne die vereinfachten Strukturformeln folgender Alkane: a) 3-Ethyl-2,3,4-trimethyl-5-propylnonan. b) 3,6-Diethyl-2,4,5,5-tetramethyl-4-propyldekan. c) 5-Butyl-3-ethyl-2,2,4,6,6-pentamethylnonan. d) 3,3,7-Trimethyl-5,5-dipropyldekan. Notiere die Summenformeln der vier Verbindungen. Sind sie zueinander isomer? 1.) Butane n-butan 2-Methy lpropan Pentane n-pentan 2-Methy lbutan 2,2-Dimethy lpropan 2.) exane

3 a. b. c. d. a = b = c = d = Alle vier Verbindungen sind nicht zueinander isomer, weil sie verschiedene Summenformeln haben.

4 1. Wo auf der Erde zeigen sich Ozonlöcher? Station 3 - Substitution 2. Was beobachtet man, wenn man exan und Brom mischt? Was ist zu folgern? 3. Man gibt dieses Gemisch in eine Petrischale mit Deckel und stellt es auf den Overheadprojektor. 3.1 Was ist zu beobachten? 3.2 Was ist zu beobachten, wenn man ein feuchtes Unitestpapier in das Gefäß hält? 3.3 Warum findet dieses Mal eine Reaktion statt (und bei 2. nicht)? 3.4 Formuliere die Reaktionsgleichung in vereinfachten Strukturformeln. Benenne die Reaktionsprodukte. 3.5 Benenne den Reaktionstyp. Definiere diesen Begriff. 4. Notiere die vereinfachten Strukturformeln von a. Trichlormethan b. Tetrachlormethan c. Bromtrifluormethan d. Dichlordifluormethan e. 2-Brom-2-hlor-1,1,1-trifluorethan 1. Über den Polen, besonders über dem Südpol (am Ende des Winters, in 30 bis 50 km öhe) 2. Die beiden Stoffe mischen sich zu einer braunen Flüssigkeit. Es entsteht eine Lösung. Eine chemische Reaktion läuft nicht ab. 3.1 Es kommt zu einer langsamen Entfärbung der braunen Lösung. 3.2 Das feuchte Unitestpapier färbt sich rot. 3.3 Ausgelöst wird die Reaktion durch die energiereichen Lichtstrahlen. 3.4 exan + Brom Licht Monobromhexan + Bromw asserstoff(säure) Licht + Br Br Br + Br 3.5 Eine Substitutionsreaktion ist eine chemische Reaktion, bei der ein Atom oder eine Atomgruppe durch ein anderes Atom oder eine andere Atomgruppe ersetzt wird. 4. a. l b. l c. F l d. F Br l l l F Br F F F l l l F l F Station 4 Eigenschaften von Alkanen

5 1. Folgendes Experiment wird durchgeführt: Eine brennende Kerze wird von unten in einen mit Erdgas gefüllten Standzylinder eingeführt, anschließend wieder langsam herausgezogen. 1.1 Vermute, was zu beobachten sein wird. 1.2 Formuliere eine Reaktionsgleichung und benenne die Reaktionsprodukte. 1.3 Nenne Eigenschaften des Methans. 1.4 Welcher Bindungswinkel liegt im Methan vor? 2. Begründe mit ilfe der Bindungsverhältnisse, warum Alkane nicht wasserlöslich sind. 3. Welche Alkane sind bei Zimmertemperatur fest, flüssig und welche sind gasförmig? Am unteren Rand des Zylinders entsteht eine Flamme. - Die Kerze erlischt im Zylinder (Sauerstoffmangel). - Der Zylinder beschlägt innen mit Flüssigkeitstropfen. - Beim erausziehen wird die Kerze wieder entzündet O O + O gasförmig, farblos, geruchlos, brennbar, mit Luft explosiv, nicht wasserlöslich (wie alle gasförmigen Alkane) - geringere Dichte als Luft 1.4 Bindungen zwischen -, - und -Atom schließen einen Winkel von 109,5 ein 2. In Alkanen liegen zwischen und polare Atombindungen vor. Die Differenz der E- Werte beträgt 0,4. Das heißt, dass diese Bindungen sehr schwach polar sind, wir bezeichnen sie schon als relativ unpolar. Im Wassermolekül beträgt die Different der E-Werte 1,4. Wassermoleküle sind dementsprechend stark polar. Die polaren Wassermoleküle werden von den unpolaren Alkanmolekülen nicht angezogen (anders als bei den Ionengittern der Salze). Sie können sich deshalb auch nicht an sie anlagern. Deshalb lösen sich alle Kohlenwasserstoffe nicht in Wasser. Es gilt die Regel: Gleiches löst sich in gleichem. D.h. Polare Stoffe lösen sich in polaren Lösungsmitteln (z.b. Salze in Wasser), unpolare Stoffe lösen sich in unpolaren Lösungsmitteln (z.b. Fett in Alkanen) = gasförmig = flüssig ab 18 = fest

6 Station 5 - Stöchiometrie 1. Berechne die Masse an Wasser, die entsteht, wenn der Inhalt (5,5 kg) einer Propanflasche vollständig verbrennt. Welches Volumen an Sauerstoff wird dazu benötigt? 2. Berechne die Masse an hlor, das benötigt wird, um 154 g Tetrachlormethan herzustellen. Welches Volumen an hlorwasserstoff entsteht dabei? Lösung O 2 3 O O m 2O = 9 kg V O2 = l = 1,4 m³ l 2 l l M l2 = 142 g V l = 89,6 l

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