LM- Chemie (Subject) / Zusammenfassung (Lesson)

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• Was ist Osmose? Osmose ist die Diffusion durch eine semipermeable Membran. Dabei entsteht Druck (osmotischer Druck), dessen Größe von der Lösungs- Konzentration abhängt. Osmose ist ein wichtiger biochemischer Vorgang. z.B. Aufnahme von Nährstoffen
• Wie reagieren Carbonate mit Säuren? Carbonat + Säure ---> H2CO3 + XX
• Wie reagieren Ammoniumsalze mit Basen? Ammoniumsalz  + Base ---> NH3 + H2O + XX
• Was sind Puffer? Puffer halten den pH- Wert einer Lösung trotz Zusatz von H+- oder OH- - Ionen weitgehend konstant Puffer bestehen aus einem Säure- Basen- Paar Die Herstellung erfolgt aus einer schwachen Säure und dessen Salz oder einer schwachen Base und dessen Salz Beispiel: Acetatpuffer HAc Pufferbereich: 3,7-5,7                                Der pH- Pufferbereich ist abhängig von der Stärke der Säure/ Base. Innerhalb dieses Bereichs bestimmt das Verhältnis von Säure/ Base und deren Salz den pH- Wert Besonders gute Pufferwirkung bei einem Verhältnis von 1:1 der Säure/ Base zu deren Salz
• Wie wird die Wasserhärte eingeteilt? Gesamthärte (GH): Härtebildner des Wassers sind die darin gelösten Calcium- und Magnesium- Ionen Carbonathärte (CH): Carbonate und Hydrogencarbonate. Carbonathärte fällt beim kochen aus und wurde deshalb früher auch vorübergehende oder temporäre Härte genannt Nichtcarbonathärte (NCH): Chloride, Sulfate, Nitrate, Phosphate, Silikate etc. der Erdalkalimetalle. Früher auch permanente Härte
• Wie wird die Wasserhärte angegeben? Wasserhärte wird in deutschem Härtegrad (°dH) angegeben
• Welche Härtebereiche des Wassers gibt es? 1-7°dH = weiches Wasser 7-14°dH = mittelhartes Wasser 14- 20°dH = hartes Wasser > 21°dH = sehr hartes Wasser
• Erläutern Sie das Prinzip einer Säure- Base- Reaktion Bei einer Säure- Base- Reaktion handelt es sich um Protonenübergänge (Protolysen). Säuren geben Protonen ab (Protonenspender oder -donatoren), Basen nehmen Protonen auf (Protonenfänger oder -akzeptoren)
• Definition des pH- Wertes pH- Wert ist der negative dekadische Logarithmus von H+ Der mit -1 multiplizierte Exponent der Wasserstoffionen- Konzentration
• Was versteht man unter Oxidation? Oxidation ist die Abgabe von Elektronen (oft an der Vereinigung mit Sauerstoff oder dem Entzug von Wasserstoff erkennbar)
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• Was versteht man unter Reduktion? Reduktion ist die Aufnahme von Elektronen (oft an dem Entzug von Sauerstoff oder der Vereinigung mit Wasserstoff erkennbar)
• Erläutern Sie das Prinzip einer Redoxreaktion Bei einer Redoxreaktion kommt es zur Elektronenübertragung Hierbei gibt es zwei Teilreaktion: Oxidation und Reaktion Beteiligte Stoffe sind 1. Oxidationsmittel als Elektronenakzeptor. Diese bewirken die Oxidation ihrer Reaktionspartner, wobei sie selbst reduziert werden. Z.B. H2O2, KMnO4 2. Reduktionsmittel als Elektronendonator, diese bewirken die Reduktion ihrer Reaktionspartner, wobei sie selbst oxidieren z.B. Na, C
• Wie sind organische Verbindungen augebaut? bestehen vorwiegend aus C- Atomen; enthalten sehr oft H, oft O + N, selten S + P und sehr selten Halogene und Metalle fast keine Größenbegrenzungen fast nur Atombindungen Kettenförmige Struktur (acyclische Verbindungen): verzweigt oder unverzweigt Ringförmige Struktur (cyclische Verbindungen) Einfachbindungen (gesättigt) Doppelbindungen (ungestättigt) Dreifachbindungen
• Welche Darstellungsformen gibt es für organische Moleküle? Molekülmodelle: Kalottenmodell, Kugel- Stab- Modell Valenzstrichformel Konstitutionsformel Skelettformel Lewisformel
• Wie werden organische Verbindungen eingeteilt? acyclische Verbindungen: gesättigte Verbindungen: Alkane C-C ungesättigte Verbindungen: Alkene C=C; Alkine CΞC Cyclische Verbindungen: carbocyclische Verbindungen: ungesättigte und gesättigt, aromatisch heterocyclische Verbindungen: ungesättigt und gesättigt, aromatisch Aromatische Verbindungen werden als Aromaten bezeichnet, alle anderen als Alipathen
• Was ist eine Carbocyclische Verbindung? ringbildende Atome sind ausschließlich Kohlenstoffatome
• Was sind Heterocyclische Verbindungen? In mindestens einem Ring des Moleküls ist ein Heteroatom (kein C oder H) vorhanden
• Welche Eigenschaften haben Alkane? reaktionsträge, ausgenommen Reaktionen mit Sauerstoff und Halogenen Reduktionsmittel Rußentwicklung steigt mit zunehmender Kettenlänge unpolar aufgrund ähnlicher Elektronegativität von C+H unterschiedliche Schmelz- und Siedetemperaturen aufgrund mit Kettenlänge zunehmender Van- der- Waals- Kräfte Moleküloberfläche nimmt mit steigender Kettenlänge zu zunehmende Anzahl C- Atome führt zu steigender Siedetemperatur 1-4 C- Atome: gasförmig 5-17 C- Atome: dünnflüssig- zähflüssig ≥18 C- Atome: fest
• Nennen Sie die ersten zehn Vertreter der Homologen Reihe der Alkane CH4 Methan C2H6 Ethan C3H8 Propan C4H10 Butan C5H12 Pentan C6H14 Hexan C7H16 Heptan C8H18 Octan C9H20 Nonan C10H22 Decan
• Nennen Sie die allgemeine Strukturformel der unverzweigten Alkane CnH2n+2
• Nennen Sie die ersten zehn Vertreter der Homologen Reihe der Alkylgruppen CH3 Methyl C2H5 Ethyl C3H7 Propyl C4H9 Butyl C5H11 Pentyl C6H13 Hexyl C7H15 Heptyl C8H17 Octyl C9H19 Nonyl C10H21 Decyl
• Nennen Sie die allgemeine Strukturformel der Aklylgruppen CnH2n+1
• Was sind Alkylgruppen? Seitenketten verzweigter Alkane
• Wie werden Alylgruppen benannt? Benennung in Analogie zu n- Alkanen, mit Endung -yl
• Was sind n- Alkane? normal- Alkane, unverzweigt
• Nennen Sie die ersten zehn Vertreter der Homologen Reihe der Cycloalkane CH2 Cyclomethan C2H4 Cycloethan C3H6 Cyclopropan C4H8 Cyclobutan C5H10 Cyclopentan C6H12 Cyclohexan C7H14 Cycloheptan C8H16 Cyclooctan C9H18 Cyclononan C10H20 Cyclodecan
• Wie werden Cycloalkane benannt? Name des kettenförmigen Alkans mit gleicher Anzahl C- Atome wird Cyclo- vorangestellt
• Nennen Sie die allgemeine Strukturformel der Cycloalkane CnH2n
• Welche Bedeutung haben Alkane für Lebensmittel/ Ernährung? keine Bedeutung wichtige Grundstoffe der chemischen Industrie- Verarbeitung zu Kunststoffen, Brennstoffen
• Welche Eigenschaften haben Alkene? mindestens eine Doppelbindung zwischen zwei C- Atomen unlöslich in Wasser (hydrophob) löslich in Fette (lipophil) ähnliche Schmelz- und Siedepunkte bei gleicher Kettenlänge leicht brennbar, aufgrund des geringen Wasserstoffanteils unvollständige Verbrennung --> rußende Flamme reaktionsfreudig (leicht spaltbare Doppelbindung=
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• Welche Eigenschaften haben Alkine? mindestens eine Dreifachbindung zwischen zwei C- Atomen geringe Stabilität hydrophob, lipophil brennbar Additionsreaktion
• Nennen Sie die ersten sieben Vertreter der Homologen Reihe der Alkene C2H4 Ethen C3H6 Propen C4H8 Buten C5H10 Penten C6H12 Hexen C7H14 Hepten C8H16 Octen
• Wie wird der Name der Alkene gebildet? Bildung des Namens durch Ersetzung der Endung -an des entsprechenden Alkans durch -en
• Nennen sie die allgemeine Strukturformel der Alkene CnH2n
• Nennen Sie die ersten neun Vertreter der Homologen Reihe der Alkine C2H2 Ethin C3H4 Propin C4H6 Butin C5H8 Pentin C6H10 Hexin C7H12 Heptin C8H14 Octin C9H16 Nonin C10H18 Decin
• Wie werden die Namen der Alkine gebildet? Bildung des Namens durch Erstzung der Endung -an des entsprechenden Alkans durch -in
• Nennen Sie die allgemeine Summenformel der Alkine CnH2n-2
• Alkene: Bedeutung für Lebensmittel/ Ernährung Steuerung der Entwicklungsprozesse von Pflanzen: Ethen steuert als Gas Entwicklungsprozesse von Pflanzen viele Früchte bilden während der Reifung Ethen durch Ethenbildung kommt es zu klimakterischer Atmungssteigerung Ethenbegasung in Reifekammern z.B. zur gezielten Bananenreifung
• Nennen Sie die Eigenschaften von Sauerstoffderivaten Wasserstoffbrückenbindung der Alkohole: Kurzkettige Alkohole können über ihre polare Hydroxilgruppe untereinander und mit Wassermolekülen Wasserstoffbrückenbindungen aufbauen (Wechselwirkung zwischen einem positiv polarisiertem H- Atom und einem negativ polarisiertem O- Atom) Wasserlöslichkeit von Carbonsäuren: Kurzkettige Carbonsäuren (bis 4 C- Atome) lösen sich in Wasser, ab Hexansäure nahezu wasserunlöslich Fettlöslichkeit von Carbonsäuren: alle Carbonsäuren lösen sich in unpolaren Lösungsmitteln. Zwischen zwei Carboxylgruppen von zwei Carbonsäure- Molekülen bilden sich stabile Wasserstoffbrückenbindungen aus --> es entstehen relativ stabile Doppelmoleküle, die nach außen unpolar sind
• Was sind Sauerstoffderivate? Kohlenwasserstoffe, bei denen ein H- Atom durch andere Atome oder Atomgruppen ersetzt wurden, bezeichnet man als Derivate (Abkömmlinge). Sauerstoffhaltige Derivate haben in der anorganischen Chemie eine hohe Bedeutung
• Was ist eine Derivatisierung? Wenn durch die neue Stoffgruppe (bei Sauerstoffderivaten) die Stoffeigenschaften und das Reaktionsverhalten des Moleküls bestimmt wird, spricht man von Derivatisierung
• Nennen Sie neun funktionelle Gruppen mit Stoffklasse, Endung und den einfachsten Vertreter Hydroxyl-: R-OH; Alkohole (Alkanole); -ol; Methanol Aldehyd-: R-C=O (C=O endständig); Aldehyde (Alkanale); -al; Methanal Keto-: R-C=O-R (C=O mittelständig); Ketone (Alkanole); -on; Propanon Carboxyl-: R-C-OH (=O); Carbonsäuren; -säure; Methansäure Amid-: R-C-NH2 (=O); Amid; -amid; Methanamid Amino-: R-NH2; Amine; -amin; Methylamin Thiol-: R-SH; Thiole; -thiol; Methanthiol Halogen-: R-X (X=F,Cl,Br,I); Halogenalkane; --; Brommethan Doppel- und Dreifachbindungen
• Nennen Sie die allgemeine Summenformel der Alkohole CnH2n+1OH
• Nennen Sie die ersten fünf Vertreter der Homologen Reihe der Alkohole CH3OH Methanol C2H5OH Ethanol C3H7OH Propanol C4H9OH Butanol C5H11OH Pentanol
• Nennen Sie die ersten sechs Vertreter der Homologen Reihe der Carbonsäuren mit Trivialnamen und zwei höhere, wichtige Vertreter HCOOH Methansäure- Ameisensäure CH3COOH Ethansäure- Essigsäure C2H5COOH Propansäure- Propionsäure C3H7COOH Butansäure- Buttersäure C4H9COOH Pentansäure- Valeriansäure C5H11COOH Hexansäure- Carpronsäure C15H31COOH Hexadecansäure- Palmitinsäure C17H35COOH Octandecansäure- Stearinsäure
• Nennen Sie die allgemeine Summenformel der Carbonsäuren CnH2n+1COOH
• Wie sind Aminosäure aufgebaut? -COOH + -NH2 - Gruppe
• Was sind Aminosäuren? Derivate der Carbonsäuren, die neben der Carboxylgruppe mindestens eine Aminogruppe im Molekül enthalten C- Atom trägt neben den beiden funktionellen Gruppen noch ein H- Atom und einen unterschiedlichen gestalteten Rest Aminosäuren sind Bestandteile der Proteine
• Welche Bedeutung haben Sauerstoffderivate für Lebensmittel/ Ernährung? Alkoholische Gärung- Ethanol Aldehyde und Ketone häufig Bestandteil von Düften und Aromen in Früchten und Blüten z.B. Apfel (Hexanal), Orangenschale (Nonanal), getrocknete Gewürznelke (Heptan-2-on) Milchsäuregärung in Lebensmitteln: Milchsäure entsteht durch Vergärung der in Lebensmittel enthaltenen Zuckern. Ansäuerung wird zur Konservierung von Lebensmitteln (z.B. Weißkraut) und zur Herstellung von Sauermilchprodukten genutzt
• Wie sind Zutaten definiert, wie Zusatzstoffe? Zutaten sind jene Bestandteile von Lebensmitteln, die für den Geschmack bzw. die Rezeptur notwendig sind Zusatzstoffe sind Stoffe, die in der Regel weder selbst als Lebensmittel verzehrt, noch als charakteristische Zutat verwendet werden. Sie werden einem Lebensmittel aus technologischen Gründen beim Herstellen oder Behandeln hinzugefügt. Ihr Einsatz ist nur erlaubt, wenn dieser notwendig ist

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