Die organische Chemie beschäftigt sich mit dem Aufbau, den Eigenschaften und der Herstellung der Verbindungen des Kohlenstoffs. Weitere wichtige Elemente in der organischen Chemie sind Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff, Phosphor und Schwefel. Weil die meisten organischen Verbindungen Kohlenstoff und Wasserstoff enthalten, wird die organische Chemie auch als die Chemie der Kohlenwasserstoffe bezeichnet.

Testfragen zum Üben

- Womit beschäftigt sich die organische Chemie?

- Wie nennt man die organische Chemie noch?

- Nenne 6 Elemente, die in organischen Verbindungen vorkommen!

Werden kohlenstoffhaltige Verbindungen im Reagenzglas erhitzt oder offen verbrannt, wird der Kohlenstoff darin freigesetzt. Durch die schwarzen Rückstände, lässt sich auf die Anwesenheit von Kohlenstoff schließen. Der beim Erhitzen freigesetzte Wasserstoff (H2) reagiert sofort mit dem Sauerstoff (O2)der Luft zu Wasser. Daher ist der Wasserstoff über das entstehende Wasser mit weißem Kupfersulfat nachzuweisen. Das weiße Kupfersulfat wird bei Anwesenheit von Wasser blau!

Aufgabe: Organische und anorganische Stoffe aus dem Alltag

Fertige eine Tabelle an mit 10 Zeilen auf jeder Seite. Schreibe 10 anorganische Stoffe und 10 organische Stoffe aus dem Alltag auf!

Testfragen zum Üben

- Wie kann man den Kohlenstoff aus festen organischen Verbindungen

  nachweisen?

- Wie kann man den Kohlenstoff aus flüssigen oder gasförmigen organischen

  Verbindungen nachweisen?

- Wie kann man den Wasserstoff aus festen organischen Verbindungen

  nachweisen?

- Wie kann man den Wasserstoff aus flüssigen ider gasförmigen organischen

  Verbindungen nachweisen?

- Nenne 10 organische Stoffe aus dem Alltag!

- Nenne 10 anorganische Stoffe aus dem Alltag!

Organische und anorganische Verbindungen kannst du auch ganz einfach an ihrer Summenformel erkennen. In der Summenformel einer organischen Verbindung ist immer Kohlenstoff (C) und meistens auch Wasserstoff (H) enthalten.

CH4 (Methan) = Organische Verbindung
NaCl (Natriumchlorid) = Anorganische Verbindung
CH4O (Methanol) = Organische Verbindung
CuSO4 (Kupfersulfat) = Anorganische Verbindung
H2O (Wasser) = Anorganische Verbindung
CaC2 (Calciumcarbid) = Organische Verbindung

CoCl2 (Cobaltchlorid) = Anorganische Verbindung

ABER ACHTUNG: Es gibt Ausnahmen

Nicht alle Stoffe mit Kohlenstoff (C) sind organisch. Dazu zählen:

Oxide wie CO (Kohlenstoffmonoxid) und CO2 (Kohlenstoffdioxid)

Kohlensäure (H2CO3) und ihre Salze, die Carbonate (z. B. CaCO3)

Cyanide wie KCN (Kaliumcyanid)

Aufgabe: Organische Verbindungen an der Summenformel erkennen

Schreibe alle organischen und anorganischen Verbindungen auf. Fertige dazu beispielsweise eine Tabelle an.

C6H12O6 (Glucose), H2O (Wasser), CO2 (Kohlenstoffdioxid), NaCl (Kochsalz), C2H6 (Ethan), CH4 (Methan), NH3 (Ammoniak), H2SO4 (Schwefelsäure), C3H8 (Propan), KCl (Kaliumchlorid), HNO3 (Salpetersäure), NaOH (Natriumhydroxid), C2H4 (Ethen), SiO2 (Siliziumdioxid), C4H10 (Butan), CaCO3 (Calciumcarbonat), H2CO3 (Kohlensäure), HCl (Salzsäure), C6H6 (Benzol), MgO (Magnesiumoxid), C2H2 (Ethin), Fe2O3 (Eisen(III)-oxid), C5H12 (Pentan), Al2O3 (Aluminiumoxid), C3H6 (Propen), NaHCO3 (Natriumhydrogencarbonat), CH3OH (Methanol), SO2 (Schwefeldioxid), H2S (Schwefelwasserstoff), C8H18 (Octan), CO (Kohlenstoffmonoxid), K2CO3 (Kaliumcarbonat), C2H5OH (Ethanol), N2O (Lachgas), HBr (Bromwasserstoffsäure), Cl2 (Chlor), H3PO4 (Phosphorsäure), NO2 (Stickstoffdioxid), HF (Flusssäure), HCN (Blausäure), CaO (Calciumoxid), H2 (Wasserstoff), N2 (Stickstoff), C9H20 (Nonan), H2O2 (Wasserstoffperoxid), O2 (Sauerstoff), HCOOH (Ameisensäure), NH4Cl (Ammoniumchlorid), NO (Stickstoffmonoxid), Na2CO3 (Natriumcarbonat), C4H8 (Buten)

Testfragen zum Üben

- Wie kann man den Kohlenstoff aus festen organischen Verbindungen

  nachweisen?

- Wie kann man den Kohlenstoff aus flüssigen oder gasförmigen organischen

  Verbindungen nachweisen?

- Wie kann man den Wasserstoff aus festen organischen Verbindungen

  nachweisen?

- Wie kann man den Wasserstoff aus flüssigen ider gasförmigen organischen

  Verbindungen nachweisen?

- Nenne 10 organische Stoffe aus dem Alltag!

- Nenne 10 anorganische Stoffe aus dem Alltag!

Wichtige organische Verbindungen sind die fossilen Brennstoffe Braunkohle, Steinkohle, Torf, Erdgas und
Erdöl, die in geologischer Vorzeit aus Abbauprodukten von toten Pflanzen und Tieren entstanden sind. Der fossile Brennstoff Erdöl entsteht im Verlauf von vielen Millionen Jahren aus abgestorbenem Plankton (kleinste Meereslebewesen). Diese sinken auf den Meeresgrund und können aufgrund des Sauerstoffmangels nicht vollständig verwesen. Dieser Faulschlamm sinkt dann durch Erdbewegungen in immer tiefere Erdschichten. Hier ist der Faulschlamm hohem Druck und Wärme ausgesetzt, wo er dann durch Bakterien in Erdöl und Erdgas umgewandelt wird. Erdöl ist ein Stoffgemisch aus etwa 500 verschiedenen Stoffen!

Aufgabe: Entstehung von Erdöl

Schau die den Film mehrfach an und erstelle selbst einen kurzen Infotext (1/2 A4 Seite) darüber wie Erdöl entsteht!

Testfragen zum Üben

- Nenne 5 fossile Brennstoffe!

- Woraus entsteht Erdöl?

- Welche 4 Vorraussetzungen sind für die Entstehung von Erdöl notwendig?

- Warum kann Plankton auf dem Meeresgrund nicht verwesen?

- Wie viele verschiedene Stoffe enthält Erdöl?

Alkane sind Verbindungen, die nur aus Kohlenstoff und Wasserstoff bestehen. Sie sind ein wichtiger Bestandteil von Erdöl. Man spricht von der homologen Reihe, da die Struktur aller Alkane fast gleich. Homolog bedeutet "gleichartig". Jedes Alkan unterscheidet sich vom nächsten nur durch eine CH2-Gruppe.

Die allgemeine Summenformel lautet: CnH2n+2

Aufgabe: Die homologe Reihe der Alkane

Schreibe alle Alkane bis Decan auf und ergänze die Summenformel und die Strukturformel. Bedenke dass gerade die Strukturformeln sehr viel Platz benötigen!

Testfragen zum Üben

- Nenne alle Alkane der homologen Reihe bis Decan. Schreibe neben jedes

  Alkan die Summenformel und die Strukturformel!

- Was bedeutet das Wort "hololog"?

- Wie lautet die allgemeine Summenformel der Alkane?

- Wie viele Wasserstoffatome hat ein Alkan mit 23 Kohlenstoffatomen?

Auch die Eigenschaften der Alkane verhalten sich homolog (gleichartig)! Je mehr Kohlenstoffatome, also je länger die Kette der C-Atome, ...

... desto höher die Schmelztemperatur

... desto höher die Siedetemperatur

... desto höher die Viskosität

... desto geringer de Entzündbarkeit

... desto höher der Rußanteil in der Flamme

Video ergänzen...alkane abbrennen etc ...Versuch zu jeder Eigenschaft machen

Testfragen zum Üben

- Vervolllständige die Sätze zu den Eigenschaften der Alkane!

Je länger die Kohlenstoffkette der Alkane, ...

... desto _______ die Schmelztemperatur

... desto _______ die Siedetemperatur

... desto _______ die Viskosität

... desto _______ de Entzündbarkeit

... desto _______ der Rußanteil in der Flamme

Erdöl ist ein Gemisch aus etwa 500 verschiedenen Kohlenwasserstoffen. Zum Zerlegen von Erdöl nutzt man die unterschiedlichen Siedepunkte der Stoffe. Dabei entstehen Fraktionen, also Stoffgemische mit ähnlichen Siedepunkten. Im Modellversuch lassen sich etwa 4 Fraktionen voneinander trennen. In der Praxis gibt es jedoch mehr Fraktionen, die noch feiner getrennt werden.

Fraktion 1: unter 30°C (Gase wie Methan, Ethan, Propan, Butan)
Fraktion 2: 35°C bis 140°C (Benzine wie Feuerzeugbenzin oder "Super")
Fraktion 3: 150°C bis 250°C (Mitteldestillate wie Petroleum und Kerosin)
Fraktion 4: 250°C bis 360°C (Dieselöl und leichtes Heizöl)

Der Rückstand über 400°C wird als schweres Heizöl bezeichnet, das z. B. in Kreuzfahrtschiffen als Treibstoff  verwendet wird. Dieser Rückstand kann durch Vakuumdestillation weiter in Schmieröle aufgeteilt werden. Der Endrückstand wird als Bitumen verwendet, das im Straßenbau eingesetzt wird.

Testfragen zum Üben

- Was ist Erdöl?

- Mit welchem Verfahren wird Erdöl in seine Bestandteile zerlegt?

- Durch welche Eigenschaft kann man Erdöl so gut gut voneinander trennen?

- Was bezeichnet man als "Fraktion"?

- Wie bezeichnet man den Rückstand der fraktionierten Destillation?

- Durch welches Verfahren kann man diesen Rückstand noch weiter zerlegen?

- Wie bezeichnet man den Endrückstand und wozu wird er verwendet?

Cracken ist ein Verfahren, bei dem langkettige Kohlenwasserstoffe, die in Erdöl enthalten sind, in kurzkettige Kohlenwasserstoffe, wie Benzin, umgewandelt werden. Da Erdöl nur etwa 20% Benzin enthält und der Bedarf an Benzin hoch ist, ist dieser Schritt wirtschaftlich notwendig. Bei diesem Prozess werden langkettige Kohlenwasserstoffe erhitzt und in Anwesenheit eines Katalysators gespalten. Der Katalysator hilft, die Temperatur zu senken und Energie zu sparen, indem er die Reaktion beschleunigt. Das Ergebnis ist mehr Benzin aus dem Erdöl, was den weltweiten Bedarf besser decken kann. Beim Cracken entstehen Alkane und Alkane mit einer Doppelbindung. Diese nennt man Alkene.

skizze einfügen mit reaktionsprodukten nicht vom mechanismus

Testfragen zum Üben

- Was passiert beim Cracken?

- Welche Reaktionsprodukte könnten entstehen, wenn man Octan "crackt"?

- Warum ist das Cracken wirtschaftlich so wichtig?

- Wodurch wird beim Cracken die Reaktionstemperatur gesenkt?

- Welchen wirtschaftlichen Vorteil hat es, die Reaktionstemperatur beim 

  "Cracken" zu senken?

Alkene sehen genauso aus wie Alkane, mit dem kleinen Unterschied, dass sie Doppelbindungen aufweisen. Die allgemeine Summenformel der Alkene lautet: CnH2n
Mit Hilfe der Baeyer Probe kann man Alkene nachweisen. Dazu gibt man in eine leicht angesäuerte und verdünnte Lösung aus Kaliumpermanganat die zu Prüfenden Kohlenwasserstoffe. Sind Alkene vorhanden, entfärbt sich die Lösung.

video von baeyer probe drehen

Aufgabe: Die homologe Reihe der Alkene

Schreibe alle Alkene bis Decen auf und ergänze die Summenformel und die Strukturformel. Bedenke dass gerade die Strukturformeln sehr viel Platz benötigen!

Testfragen zum Üben

- Woran kann man Alkene erkennen?

- Wie lautet die allgemeine Summenformel der Alkene?

- Wie viele Wasserstoffatome hat ein Alken mit 23 Kohlenstoffatomen?

- Womit kann man Alkene nachweisen?

Kohlenwasserstoffe mit einer Dreifachbindung bezeichnet man als Alkine. Die allgemeine Summenformel der Alkine lautet: CnH2n-2

Aufgabe: Die homologe Reihe der Alkine

Schreibe alle Alkine bis Decin auf und ergänze die Summenformel und die Strukturformel. Bedenke dass gerade die Strukturformeln sehr viel Platz benötigen!

Testfragen zum Üben

- Woran kann man Alkine erkennen?

- Wie lautet die allgemeine Summenformel der Alkine?

- Wie viele Wasserstoffatome hat ein Alkin mit 23 Kohlenstoffatomen?

videos alle neu machen oder neu benennen

übungen neu und schöner gestalten gggf. als einzelne bilder in galerie einfügen

Testfragen zum Üben

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keine referate da zu wenig zeit ...in 2-3 videos die wichtigsten inhalte zum thema kunststoffe erklären

Die fünf häufigsten Kunststoffe, die im Alltag verwendet werden, sind:

Polyethylen (PE):

Wird für Verpackungen, Tüten, Flaschen und Spielzeug verwendet.

Polypropylen (PP):

Findet Anwendung in Lebensmittelverpackungen, Bechern, Textilien und Möbeln.

Polyvinylchlorid (PVC):

Wird für Rohre, Fensterrahmen, Kabelisolierungen und medizinische Geräte eingesetzt.

Polystyrol (PS):

Wird häufig in Verpackungsmaterialien, Einwegbechern, Lebensmittelverpackungen und Spielzeug verwendet.

Polyethylen terephthalat (PET):

Vor allem in Getränkeflaschen und Kleidung aus Fleece zu finden.

Video (thematisieren warum der kunststoff gerade für den oben genannten zweck eingesetzt wird)

Testfragen zum Üben

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Es gibt verschiedene Kunststoffgruppen, die für unterschiedliche Anwendungen geeignet sind:

Thermoplaste: Diese Kunststoffe verformen sich bei Erwärmung und erstarren beim Abkühlen wieder. Sie sind vielseitig und werden für Verpackungen, Flaschen und Rohre genutzt (z. B. PE, PP, PVC).

Duroplaste: Diese Kunststoffe sind nach dem Aushärten hart und stabil. Sie eignen sich für Anwendungen mit hohen Belastungen, wie in der Automobilindustrie oder Elektronikgehäusen (z. B. Epoxidharz).

Elastomere: Elastomere sind flexibel und kehren nach Dehnung in ihre ursprüngliche Form zurück. Sie werden für Gummiteile wie Reifen oder Dichtungen verwendet (z. B. Naturgummi, Silikon).

Blends und Komposite: Diese bestehen aus Mischungen verschiedener Materialien, um die besten Eigenschaften zu kombinieren. Sie werden in der Automobilindustrie und bei Sportgeräten eingesetzt.

Biokunststoffe: Aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt, sind sie oft biologisch abbaubar und eine umweltfreundlichere Alternative für Verpackungen und Einwegprodukte.

Hochleistungskunststoffe: Diese Kunststoffe sind besonders hitzebeständig und widerstandsfähig. Sie finden Anwendung in der Luft- und Raumfahrt, der Medizin und der Elektronik (z. B. PEEK).

Jede Kunststoffart hat spezifische Eigenschaften, die sie für bestimmte Anwendungen besonders geeignet machen.

Video

Testfragen zum Üben

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Merktext+Video oder 3 Doku einbauen Pazifik Strudel ? PFAS? Weichmacher?

Testfragen zum Üben

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