Einführung in die Kohlenwasserstoffe

Einführung in die Kohlenwasserstoffe Übung

• Gib an, wo Kohlenwasserstoffe in der Natur vorkommen.

  Tipps

  Nur eine Antwort ist falsch.

  Lösung

  Viele Kohlenwasserstoffverbindungen werden auch als Energieträger verwendet. Erdöl ist ein wichtiger Ausgangsstoff, um Benzin oder Heizöl herzustellen. Kohle liefert nicht nur Wärmeenergie zum Grillen, sie wird auch heute noch zur Stromerzeugung verwendet. Auch Torf ist ein Energieträger.

• Beschreibe den Aufbau von Kohlenwasserstoffverbindungen.

  Tipps

  Kohlenwasserstoffe haben nur zwei Hauptbestandteile.

  Die Bestandteile verstecken sich im Namen der Gruppe.

  Die Teilchen aus denen sich Stoffe zusammensetzten, sind Atome.

  Beispiel:
  Eisenoxid $Fe_2O_3$ besteht aus zwei Eisenatomen und drei Sauerstoffatomen.

  Lösung

  Der Name „Kohlenwasserstoffe“ beinhaltet die Information, dass sich in dieser Verbindung Kohlenstoffatome und Wasserstoffatome befinden. Wenn du diese Elemente im Periodensystem ansiehst, erfährst du, dass Kohlenstoff vier Außenelektronen hat (IV Hauptgruppe) und damit vier Bindungen eingehen kann. Wasserstoff hingegen befindet sich in der ersten Hauptgruppe, hat damit ein Außenelektron und geht nur eine Bindung ein.

  Tipp: Zeichne dir ruhig einmal die Atome in der Lewis-Struktur auf und kennzeichne dir die Außenelektronen, die die Verbindungen eingehen.

• Unterscheide zwischen den einzelnen Kohlenwasserstoffgruppen.

  Tipps

  Achte auf die einzelnen Bindungen der Kohlenwasserstoffe. Welche Bindungsbesonderheit hatten Alkane, Alkene und Alkine?

  Lösung

  Die genannten Kohlwasserstoffgruppen unterscheiden sich durch ihre Verbindungen zwischen den einzelnen Kohlenstoffatomen.

  Alkane haben nur Einfachbindungen zwischen den Kohlenstoffatomen. Sie gelten damit als gesättigte Kohlenwasserstoffe.

  Alkene haben eine Doppelbindung. Sie gelten damit als ungesättigte Kohlenwasserstoffe.

  Alkine haben eine Dreifachbindung. Sie gelten damit auch als ungesättigte Kohlenwasserstoffe.

• Beschreibe folgende Kohlenwasserstoffstrukturen.

  Tipps

  Name, Struktur und Summenformel hängen in der Chemie immer zusammen. Erinnere dich, was Alkan und Alken bedeutet und achte dabei auf die Endung der Namen.

  Lösung

  Bei den Kohlenwasserstoffen geben die Endungen der Namen an, ob Einfachverbindungen, Doppelbindungen oder Dreifachbindungen vorhanden sind.

  • Alk-an = Einfachbindung (z.B. Ethan, Propan, Oktan)
  • Alk-en = Doppelbindung (z.B. Ethen, Propen, Okten)
  • Alk-in = Dreifachbindung (z.B. Ethin, Propin, Oktin)

  • gesättigt = Kohlenwasserstoffe, in denen nur Einfachbindungen vorkommen
  • ungesättigt = Kohlenwasserstoffe, in denen Mehrfachbindungen (Doppel- und/oder Dreifachbindung) vorkommen

  Allgemeine Namensgebung bei Kohlenwasserstoffen: Der erste Teil des Namens gibt an, wie viele Kohlenstoffatome in der Verbindung sind. Die Zählung ist hier griechisch:

  • Meth- =1
  • Eth- =2
  • Prop- =3
  • But- =4

• Beschreibe, warum Kohlenwasserstoffe schädlich für die Umwelt sein können.

  Tipps

  Erinnere dich, was du in den Nachrichten über Öltankerunfälle gehört hast.

  Lösung

  Immer wieder hört man in den Nachrichten, dass ein Erdöltanker Erdöl im Meer verloren hat, oder dass eine Pipeline ein Loch hat und Erdöl oder Erdgas in die Umwelt entweicht. Erdöl kann bei Vögeln die Federn verkleben und bei Fischen die Kiemen. Häufig lässt sich das Erdöl nur schwer aus dem Meer entfernen. Oft verwendete Methoden sind das Abbrennen vom Erdöl auf der Wasseroberfläche oder man versucht, das Öl abzuschöpfen. Beim Verbrennen der Kohlenwasserstoffe entsteht außerdem Kohlenstoffdioxid, das neben Erdgas den anthropogenen Treibhauseffekt mit verstärkt.

• Beschreibe, warum Kohlenwasserstoffe schädlich für die Umwelt sein können.

  Tipps

  Erinnere dich, was du aus den Nachrichten über Ölunfälle gehört oder gelesen hast.

  Was entsteht beim Verbrennen von Erdgas?

  Lösung

  Immer wieder hört man in den Nachrichten, dass ein Erdöltanker Erdöl im Meer verloren hat, oder dass eine Pipeline ein Loch hat und Erdöl oder Erdgas in die Umwelt entweicht. Erdöl kann bei Vögeln die Federn verkleben und bei Fischen die Kiemen. Häufig lässt sich das Erdöl nur schwer aus dem Meer entfernen. Oft verwendete Methoden sind das Abbrennen vom Erdöl auf der Wasseroberfläche oder man versucht, das Öl abzuschöpfen. Beim Verbrennen von Kohlenwasserstoffen entsteht Kohlenstoffdioxid. Dieses Gas ist ein Treibhausgas und verstärkt damit dem Treibhauseffekt, was zu einer Erwärmung des Klimas führen kann.