Chemie .... von Anfang an - die Kohlenwasserstoffe und ihre Verbindungen

Name des isomers?

Geradliniger Teil mit 6 C-Atomen = Hexan

Alkylgruppen (Seitenketten)  Methyl (mit einem C)
Anzahl der Seitenketten: zwei ("di")
Wo befinden sie sich?  Alle am C-Atom Nr. 2

Name:  2,2-di-methyl-hexan

Merke: Die Nummer muss man für jede Alkylgruppe nennen, auch wenn man die Nummer mehrfach nennen muss

Name des Isomers?

Geradliniger Teil = Kette mit fünf C-Atomen  "Pentan"

Es Methylgruppen vorhanden, genau drei Stück  ("tri") und zwar an Nr. 2, nochmal an Nr 2 und dann an Nr. 4   (von links an nummeriert)

Name: 2,2,4-tri-methyl-pentan

Zum Hexan gibt man einige Tropfen des Elements Brom (bei Zimmertemperatur ist das eine dunkelbraune Flüssigkeit).

Nach intensiver Lichteinstrahlung kann man etwas beobachten. Was ist das?

1. Die braune Färbung verschwindet

2. Es steigen kleine Gasblasen hoch. Mit einem Universalindikatorpapier (Papier, das bei Anwesenheit einer Säure rot wird) stellt man das Vorhandensein eines Stoffes fest, der mit Wasser (das Papier macht man vorher nass) eine Säure ergibt

Ethan reagiert mit Brom. Was geschieht?

Ein H-Atom des Ethans wird durch ein Bromatom ersetzt. Das H-Tom bildet mit einem Bromatom H-Br (dieses bildet mit Wasser eine Säure)

ersetzen = "substitute" (engl.)

Was ist eine Substitutionsreaktion?

Eine Reaktion, bei der ein Atom in einem Molekül durch ein anderes Atom ersetzt wird.

substituieren = ersetzen

to substitute (engl.) beudeutet auch "ersetzen"

      Dieses Molekül ist durch Substitutionsreakton zwischen Ethan und Brom entstanden. Wie heißt es?

geradliniger Molekülteil mit zwei C-Atomen = Ethan

Am C-Atom Nr. 1 (von rechts an nummeriert) hängt ein Bromatom. (mono)

Name: 1-mono-brom-ethan  oder   1-brom-ethan   oder Mono-brom-ethan
 

Name der Verbindung?

Wie ist sie entstanden?

1,1-di-brom-ethan

Es wurden zwei H-Atome des Ethans durch Reaktion mit Brom "substituiert" = ersetzt

 Zu welcher Stoffgruppe gehört diese Verbindung?

zu den Halogenalkanen

Sie entstehen durch Reaktion des Alkans (Kohlenwasserstoff) mit einem Halogen (Element der 7. Hauptgruppe im Periodensystem)

Name dieser Verbindung?

geradliniger Teil der Moleküls mi 4 C-Atomen = Butan

An C-Atom Nr. 1 hängt ein Fluoratom (mono)
An C-Atom Nr. 2 hängen zwei Chloratome (di)
Die Nummerierung erfolgt von links nach rechts (man fängt immer an der Seite an "wo etwas los" ist, wo es also nur ganz kurz bis zur ersten Seitenkette oder zum ersten Atom ist, das kein Wasserstoffatom ist)
Name: 1-mono-fluor- 2,2-di-chlor-butan

Name dieser Verbindung?

Bedeutung dieser Verbindung für die Umwelt?

1,1-di-fluor-1,1-di-chlor-methan oder Di-fluor-di-chlor-methan

Handelsname Frigen

Früher war dieses Gas in Sprühdosen enthalten (zur Erzeugung von Druck zum Herauspressen des Inhalts). Viel gelangte in die Atmosphäre und hat die Ozonschicht zerstört.

Heute auch noch als Kühlmittel in manchen Kühlschränken

Was ist das?

Das ist Ozon 0₃

In den oberen Schichten der Atmosphäre hält dieses Molekül gefährliche UV-Strahlen, die zu Hautschäden führen können von der Erdoberfläche fern

Die Ozonschicht kann durch Di-fluor-di-chlor-methan geschädigt werden, indem das Ozon zerstört wird (wird normaler Sauerstoff)

Welche Verbindung entsteht, wenn man im Methanmolekül alle H-Atome durch Chlor substituiert?

substituieren = ersetzen

Dabei entsteht dann Tetra-chlor-methan

Handelsname "Tetrachlorkohlenstoff"

Das ist eine Flüssigkeit, die hervorragend Fett löst, aber krebserregend ist

Wie heißt diese Verbindung?

Wie müsste man die Strukturformel genauer zeichnen?

Tri-chlor-methan = Chloroform (leicht verdampfende Flüssigkeit. Atmet man die Dämpfe ein, schläft man ein)

Wie man am einzelnen Chloratom sieht, werden nicht alle Elektronenpaare in der Außenschale für die Bindung an das C-Atom gebraucht. Wenn man ganz genau ist, muss man in der Formel des Moleküls diese freien Elektronenpaare auch noch zeichnen, wie das hier links zu sehen ist

Eigenschaften der Halogenkohlenwasserstoffe?

1. Reagieren nur äußerst schwer mit anderen Stoffen

2. Man kann sie sehr schlecht mit Wasser mischen

3. Flüssige Halogenalkane haben eine höhere Dichte als Wasser, sinken in Wasser also unter

Was versteht man unter dem "Klopfen" eines Motors?

Im Zylinder des Motors wird das Benzindampf-Luftgemisch (das vom Vergaser kommt) durch den Kolben, der sich im Zylinder nach oben bewegt, stark zusammengedrückt. Wenn es dann maximal zusammengedrückt wird, wird das Gemisch durch einen Funken der Zündkerze gezündet und explodiert und schleudert den Kolben wieder nach unten.
Wenn im Benzin vorwiegend unverzweigte Alkane enthalten sind, dann explodiert das Benzindampf-Luftgemisch schon bevor der Kolben ganz nach oben gelangt ist. Er wird wieder nach unten gedrückt. Das verursacht das Klopfgeräusch. Langfristig geht der Motor kaputt

Wie kann man an der Tankstelle erkennen, ob das Benzin den Motor mehr oder weniger zum Klopfen bringt?

An der Octanzahl  (ROZ)

Je höher die Octanzahl ist, desto weniger klopft der Motor, desto besser ist also das Benzin

Was dient als Maß für die Bestimmung der Octanzahl eines Benzins?

n-Heptan (geradkettig): Man hat bei dieser Verbindung die Octanzahl = 0 festgelegt. 
2,2,4-tri-methyl-pentan (isomeres Octan = iso-Octan): Man hat bei dieser Verbindung die Octanzahl mit 100 festgelegt.

Hat ein Benzin die Octanzahl 98, so bringt es den Motor auf dieselbe Weise zum Klopfen wie ein Gemisch aus 2 % n-Heptan und 98 % iso-Octan

Was heißt ROZ?

Research-Octanzahl

(research = Forschung)

Man unterschied früher zwischen Normalbenzin und Superbenzin. Was ist der Unterschied?

Superbenzin hat eine höhere Octanzahl. Heute wird nur noch Super verkauft

Wie gewinnt man Benzin mit höherer Octanzahl?

Man muss aus den geradkettigen Alkanen verzweigte Moleküle machen. Diese haben dieselbe Anzahl an Atomen wie vorher, nur eben einen anderen, verzweigten Molekülbau. Die verzweigten Moleküle sind dann Isomere der Moleküle, die man vorher hatte. 

Man nennt das Verfahren "Reformieren" = neu bilden

Es geschieht mit Hilfe von Katalysatoren