Nachweis von Aldehyden
Nachweis von Aldehyden die Oxidation von Aldehyden kann bis zur Carbonsäure fortschreiten Als Oxidationsmittel kann man Tollens-Reagenz [Ag(NH3)2]+ einsetzen dabei wird Ag+ zu Ag reduziert, es entsteht ein Silberspiegel, dieser ist der Nachweis für Aldehyde alternativ wird auch Fehling-Lösung verwendet. Diese enthält [Cu(tartrat)2]2- und es fällt Cu2O aus
Acidität der alpha-Protonen in einer Carbonylgruppe
Acidität der α-Protonen in einer Carbonylgruppe in Aldehyden und Ketonen sind die Wasserstoffatome an den α-Kohlenstoffatomen schwach acide man kann sie mit starken Basen abspalten, leichter als normale Wasserstoffatome am Kohlenstoff, schwieriger als Wasserstoffatome in Alkoholen oder Säuren es entsteht ein Enolat-Anion Chemie 31/Zettel 2
Keto-Enol-Tautomerie
Keto-Enol-Tautomerie Verbindungen, die durch Wanderung eines Protons (und durch Verschiebung einer Doppelbindung) entstehen, heissen Tautomere Die häufigste Form der Tautomerie ist die Keto-Enol-Tautomerie. Wegen der Polarisierung der C–O-Doppelbindung durch die grosse Elektronegativität des Sauerstoff und der Möglichkeit, die negative Ladung nach der Deprotonierung über drei Atome zu delokalisieren, können Protonen am α-C-Atom der Carbonylgruppe leicht abgespalten werden. Eine Reprotonierung des Enolat-Ions am Sauerstoff führt zum Enol. Diese Tautomerisierung kann durch Basen, welche die Abspaltung des Protons unterstützen, oder durch Säuren, welche durch Protonierung des Carbonylsauerstoffs die Polarisierung der C–O-Bindung verstärken, katalysiert werden. C=C-OH <-----> C-C=O Chemie 31/Zettel 2
Hydrate
Hydrate Carbonylgruppen können Wasser addieren. Dabei entsteht ein Hydrat. Normalerweise liegt das Gleichgewicht links. Ausnahmen: Formaldehyd, Acetaldehyd, Chloral Chloral = Trichloracetaldehyd, Trichlorethanal, ein rektal verabreichtes Schlafmittel, der eigentliche Wirkstoff ist Trichlorethanol Chemie 32/Zettel 2
Halbacetale
Halbacetale bei der Reaktion eines Aldehyds oder eines Ketons mit einem Molekül Alkohol entsteht ein Halbacetal das Gleichgewicht liegt links bei cyclischen Halbacetalen liegt das Gleichgewicht rechts Glucose, Ribose Chemie 32/Zettel 2
Imine
Imine Imine sind eine Gruppe chemischer Verbindungen, bei denen das Sauerstoffatom eines Aldehyds oder Ketons formal durch ein Stickstoffatom ersetzt ist R1R2C=NR3
Aldol, Aldoladdition, Aldolkondensation
Aldol Aldol von Aldehyd und Alkohol Aldehyd oder Keton mit OH-Gruppe an einem C-Atom in β-Stellung zur Carbonylgruppe Aldoladdition Aldolkondensation Chemie 33/Zettel 2
Salze. Gitterenergie
Salze. Gitterenergie Die Ionen von 1mol Salz werden unter Normalbedingungen in die Gasphase gebracht und so weit voneinander entfernt, dass die Wechselwirkung Null ist. Die dazu benötigte Energie ist die Gitterenergie. Die Gitterenergie ist abhängig von der Ladung der Ionen (je grösser, desto grösser die Gitterenergie), dem Ionenradius (je kleiner, desto höher die Gitterenergie) Al2O3 hat von allen Salzen die höchste Gitterenergie
Lösen von Salzen
Lösen von Salzen beim Lösen muss die Gitterenthalpie aufgewendet werden beim Lösen wird die Hydratationsenthalpie frei beide Energien wachsen mit sinkendem Ionenradius die Summe aus beiden ist die Wärmetönung der Reaktion oder die Lösungsenthalpie die Entropie nimmt beim Lösen immer zu die Hydrathülle vergrössert den wirksamen Radius der Ionen (wichtig in Ionenkanälen, Nervensystem) Ionenradien Li+ < Na+ < K+ aber Li+aq > Na+aq > K+aq
Lösen von Salzen. Hydrathülle. Aussalzen. Glaubersalz.
Lösen von Salzen. Hydrathülle. Aussalzen. Glaubersalz. die Wassermoleküle in der Hydrathülle sind nur schwach gebunden. dies gilt nicht für viele Übergangsmetalle, in [Cu (H2O)4]2+ sind die vier Wassermoleküle koordinativ und damit fest gebunden durch Zugabe von hohen Salzkonzentrationen werden viele Wassermoleküle in der Hydrathülle gebunden. Weniger freie Wassermoleküle stehen für die Lösung anderer Stoffe zur Verfügung. Die Löslichkeit eines Stoffes in einer Salzlösung ist geringer als in reinem Wasser. Durch Zugabe von Salz aussalzen. Magnesiumsulfat (Bittersalz) und Natriumsulfat (Glaubersalz) sind schwer resorbierbar. Wegen des osmotischen Drucks kann das Wasser einer isotonen Lösung dieser Salze nicht im Darm resorbiert werden. Wasser bleibt im Darm. Abführende Wirkung.
Oxidation
Oxidation Reaktion mit Sauerstoff Erhöhung der Oxidationszahl Elektronen werden weggenommen an der Anode wird oxidiert
Reduktion
Reduktion Reaktion mit Wasserstoff Erniedrigung der Oxidationszahl Elektronen werden hinzugefügt an der Kathode wird reduziert
elektromotorische Kraft
elektromotorische Kraft eine Redoxreaktion in einer elektrochemischen Zelle läuft ab, wenn es eine Potentialdifferenz gibt die Spannung gibt also die Triebkraft einer Reaktion an ΔG = - z F ΔE ΔG: freie Gibbs Enthalpie, [ΔG] = J / mol z: Zahl der übertragenen Elektronen F: Faraday-Konstante, Ladung von einem Mol Elektronen, F = 96485 C/mol ΔE: Potentialdifferenz, [ΔE] = Volt die Spannung kann in eine Gibbs freie Enthalpie umgerechnet werden
Redox-Reaktionen. Nernst-Gleichung
Redox-Reaktionen. Nernst-Gleichung Chemie 35/Zettel 3 Ox + z e- ---> Red E = E0 + (RT)/(zF) • ln ( [Ox] / [Red] ) = E0 + 0.059V/z • lg ( [Ox] / [Red] ) bei Raumtemperatur E: Spannung E0: unter Standardbedingungen bei Normalwasserstoffelektrode, nachschlagen R: allgem. Gaskonstante T: Temperatur z: Anzahl der übertragenen Elektronen F: Faraday-Konstante
pH-Abhängigkeit von Redox-Reaktionen
pH-Abhängigkeit von Redox-Reaktionen 2 H3O+ + 2 e- <------> H2 + 2 H2O E = E0 + (0.059 V) / 2 • lg ( [ H3O+]2 / ( [H2O]2 [H2] ) ) Nernst Gleichung Das Standardpotenzial E° beträgt hierfür 0 V (bei einem pH-Wert von 0). Also ergibt sich E = (0.059 V) / 2 • lg ( [ H3O+]2 / ( [H2O]2 [H2] ) ) Die Konzentration von Wasser ist um mindestens das 100fache grösser als die Protonen-Konzentration (bei pH 1: [H3O+] = 0,1 mol/l, [H2O] = 56 mol/l) und ändert sich daher bei der Reaktion praktisch nicht. Sie kann vernachlässigt werden. [H2] ist bei Standarddruck (1,013 bar) gleich eins. Die Nernst'sche Gleichung vereinfacht sich so zu: E = 0.059Volt / 2 • lg ( [H3O+]2 ) E = - 0.059 Volt • pH Chemie 35/Zettel 3
Chinone
Chinone Chinone tragen zwei Carbonylgruppen in spezieller Anordnung (ortho oder para) und leiten sich von Dihydroxybenzolen ab. Die Carbonylgruppen sind mit Doppelbindungen konjugiert. Das entsprechende Phenol nennt man Hydrochinon. Chemie 35/Zettel 3
Chinon und Hydrochinon: Redox-Reaktion
Chinon und Hydrochinon: Redox-Reaktion Chinon + 2 H3O+ + 2 e- ↔ Hydrochinon + 2 H2O Spannung messen, um pH zu berechnen und Nernst Gleichung benutzen: E = E0 + 0.059V/2 • lg( [Chinon] [H3O+] 2 / [Hydrochinon] ) E= E0 + 0.059V/2 • lg( [Chinon] / [Hydrochinon] ) - 0.059 V • pH
Carbonsäuren
Carbonsäuren Carbonsäuren sind durch die Carboxylgruppe COOH gekennzeichnet eine Carboxylgruppe ist weder ein Alkohol, noch ein Keton das Proton einer Carboxylgruppe ist schwach sauer Carbonsäuren dimerisieren in Lösung (hoher Siedepunkt), wenn sie keine Anionen bilden primärer Alkohol ---Ox---> Aldehyd ---Ox---> Carbonsäure
Monocarbonsäuren: Fettsäuren
Monocarbonsäuren: Fettsäuren Fettsäuren sind Carbonsäuren mit langen Kohlenstoffketten die Kettenlänge ist immer geradzahlig es gibt ungesättigte Fettsäuren (mit Doppelbindungen)
Dicarbonsäuren + Beispiele mit Trivialnamen
Dicarbonsäuren der zweite pKS-Wert ist grösser als der erste (es ist schwerer, das zweite Proton abzuspalten) die zweite Säuregruppe ist schwächer als die erste Oxalsäure = Ethandisäure Malonsäure = Propandisäure Bernsteinsäure = Butandisäure Glutarsäure = Pentandisäure
acidophile Farbstoffe (Henderson-Hasselbalch-Gleichung)
acidophile Farbstoffe (Henderson-Hasselbalch-Gleichung) pH = pKS + lg ( [A-] / [HA] ) umformen zu [A-] / [HA] = 10pH - pKS pH des Cytosol ca. 7.0 bis 7.4 pKS von Asparaginsäure / Glutaminsäure ca. 4.0 [A-] / [HA] = 10pH - pKS = 103 also 99.9% der Moleküle liegen als Anion vor
Methylenblau
Methylenblau acidophil bindet auf Grund von elektrostatischen Wechselwirkungen an die sauren (negativ geladenen) Aminosäuren das Zellplasma wird leicht blau gefärbt der Zellkern wird intensiv blau gefärbt ausgedehnte konjugierte π-Systeme sind farbig
histologische Färbungen: Zusammenfassung
histologische Färbungen: Zusammenfassung ausgedehnte konjugierte π-Systeme sind farbig es gibt acidophile Farbstoffe: positiv geladen, binden an saure Gruppen, da die sauren Gruppen anionisch vorliegen es gibt basophile Farbstoffe: negativ geladen, binden an basische Gruppen, da die basischen Gruppe kationisch vorliegen die Bindung beruht auf elektrostatischen Wechselwirkungen dies ist pH-abhängig
Carbonsäure-Derivate + deren Reaktivität
Carbonsäure-Derivate in einer Carbonsäure kann man die Hydroxygruppe durch andere polare Gruppen (Halogen, Carbonsäure, Thiol, Alkohol, Amin, Ammoniak) ersetzen und erhält Derivate der Carbonsäure. Nach Reaktivität von stark reaktiv bis schwächer reaktiv geordnet: Säurechlorid R-C(=O)Cl Säureanhydrid Thioester Ester Amid Carboxylat Mitschrieb Chemie 37/Zettel 3
