Moin,

das könnte ich dir erklären, aber dazu müsstest du wenigstens ein bisschen etwas vom Orbitalmodell des Atombaus verstehen. Es würde also schon etwas dauern, die Grundlagen zu erklären, bevor wir dann zu der Erklärung für die Bildung der häufigsten Oxidationsstufen von Nebengruppenelementen kommen könnten.

Da ist es viel leichter für dich, von den am häufigsten vorkommenden Nebengruppenelementen eine Liste zu erstellen und die dann einfach auswendig zu lernen, zumal ihr offenbar noch mit dem Konzept der „Wertigkeit” arbeitet (das nur mäßig gut ist).

Wie könnte eine solche Liste aussehen? Zum Beispiel so:

Vierwertige Nebengruppen-Metallionen:

• Ti⁴⁺
• Os⁴⁺
• Ir⁴⁺
• Pt⁴⁺

Dreiwertige Nebengruppen-Metallionen:

• Fe³⁺
• Cr³⁺
• Rh³⁺
• Au³⁺
• Ir³⁺

Zweiwertige Nebengruppen-Metallionen:

• Mn²⁺
• Fe²⁺
• Ni²⁺
• Cu²⁺
• Zn²⁺
• Pd²⁺
• Ag²⁺
• Cd²⁺
• Pt²⁺
• Hg²⁺

Einwertige Nebengruppen-Metallionen:

• Cu⁺
• Rh⁺
• Hg⁺

Das sind gerade einmal 22 Elemente. Einige kommen sogar mit zwei verschiedenen Oxidationsstufen vor (siehe zum Beispiel Eisen, Fe, Platin, Pt, Rhodium, Rh, Quecksilber, Hg oder Kupfer, Cu...).

Eine vollständigere Liste findest du zum Beispiel hier:

https://de.wikipedia.org/wiki/Liste_der_Oxidationsstufen_der_chemischen_Elemente

Aber wie gesagt, die meisten Nebengruppenelemente kommen in der Schulchemie gar nicht vor, so dass du auch deren „Wertigkeiten” nicht zu kennen brauchst.

Ein anderer Weg, die „Wertigkeit” eines Nebengruppenelements zu erkennen, besteht darin, den Namen zu kennen.

So erkennst du beispielsweise am Namen „Eisen(III)-oxid”, dass die darin enthaltenen Eisen-Ionen als Fe³⁺ auftreten, weil die römische Zahl III im Namen genau das bedeutet. Entsprechend sind im Eisen(II)-oxid Fe²⁺-Ionen vorhanden.

Analoges gilt dann auch für beispielsweise Kupfer(II)-oxid und Kupfer(I)-oxid. Einmal sind es Cu²⁺-Ionen, das andere Mal Cu⁺-Ionen...

Und schließlich kannst du die Wertigkeiten der Nebengruppen-Metallionen auch aus Formeln ermitteln. Eisen(III)-oxid hat zum Beispiel die Formel Fe₂O₃. Da Sauerstoff ein Hauptgruppenelement ist und du somit dessen „Wertigkeit” aus der Hauptgruppen-Nummer ermitteln kannst (Oxidationsstufe –II → 2-wertig), kannst du an der Formel erkennen, dass auf zwei Eisen-Kationen drei Oxid-Anionen kommen. Dann rechnest du

3 • 2-wertig = 2 • x-wertig

x-wertig = 6-wertig ÷ 2
x-wertig = 3-wertig

Und wieder kommst du darauf, dass in Eisen(III)-oxid dreiwertige Fe³⁺-Ionen vorkommen...

Wie gesagt, das Auswendiglernen von „Wertigkeiten” der in der Schulchemie häufig vorkommenden Nebengruppenelemente ist am einfachsten...

Viel Spaß dabei (und viel Erfolg bei der Prüfung).

LG von der Waterkant

Moin,

die ältere Sichtweise war:
Oxidation: Eine Reaktion mit oder die Aufnahme von Sauerstoff (Oxygenium - Name!).
Reduktion: Die Abgabe von Sauerstoff.
(Konzept der Aufnahme / Abgabe von Sauerstoff)

Die modernere Sichtweise ist:
Oxidation: Eine Abgabe von Elektronen führt zur Oxidation des abgebenden Teilchens.
Reduktion: Eine Aufnahme von Elektronen führt zur Reduktion des aufnehmenden Teilchens.
(Konzept der Elektronenübergabe)

Eine dritte mögliche Sichtweise ist:
Oxidation: Die Erhöhung der Oxidationsstufe (Oxidationszahl) ist eine Oxidation.
Reduktion: Die Verringerung der Oxidationsstufe (Oxidationszahl) ist eine Reduktion.
(Konzept der Oxidationsstufen)

LG von der Waterkant

Moin,

hä? Wieso solltest du für etwas bezahlen, was du nicht mitgemacht hast?

Okay, wenn deine Lehrkraft nach Absprache mit der Klasse (bzw. den Eltern der Schülerschaft) die Karten vorher besorgt (und das Geld ausgelegt) hat, dann könnte man vielleicht schon eher darüber reden, dass dann auch alle bezahlen müssen, wenn sie quasi ihre Chance des Widerspruchs nicht genutzt haben und jetzt die Vorkasse bereits ausgelegt worden ist.

Aber das scheint ja nicht der Fall gewesen zu sein?! Das wäre auch höchstens bei einer Klassenreise (oder einem Ausflug der ganzen Schule) üblich.
Ein Kinobesuch ist doch eher so organisiert, dass man an dem Tag, an dem man ins Kino geht, direkt vor Ort bezahlt. Schon, weil es ja in dieser Jahreszeit immer möglich ist, dass jemand krank wird.

Und wenn du noch dazu die ganze Woche krank warst, wird die Forderung deiner Lehrkraft noch unverständlicher?!

Du warst krank. Du warst nicht dabei. Du hast den Film nicht gesehen. Du musst nicht dafür zahlen... So einfach ist das.

LG von der Waterkant

Moin,

deine Frage wäre direkt lustig, wenn sie einen nicht gleichzeitig so traurig stimmte.

Du behauptest, dass alle Lehrer unfair seien (übrigens: nur die Männer oder meinst du alle Lehrkräfte?).

Aber egal. Merkst du nicht, dass eine so pauschale Verallgemeinerung selbst unfair ist, weil mitnichten ALLE Lehrkräfte unfair sind. Ich kenne viele, die es nicht sind.

Du hast offenbar mit den Lehrkräften an deiner Schule Probleme. Ja, es könnte durchaus sein, dass an deiner Schule tatsächlich alle Lehrkräfte unfaire Menschen sind.

Andererseits verrätst du uns ja nicht, was vorgefallen ist. Deshalb ist es aus meiner Perspektive im Moment auch möglich, dass nicht alle Lehrkräfte unfair sind, sondern du die Quelle für den Ärger bist. Wenn alle dich oder die Situation anders sehen als du dich selbst oder die Situation siehst, dann fragt man sich schon, ob wirklich alle anderen die Situation falsch behandeln oder nur eine Person, nämlich du!?

Wie gesagt, ohne zu wissen, was dich dazu treibt, so eine verallgemeinernde Frage zu stellen, ist es nicht möglich, nur dir zuzustimmen.

Aber nach meiner eigenen Erfahrung „überleben” die meisten Schülerinnen und Schüler in der Schule nur, weil ihnen die Lehrkräfte immer wieder wohlwollend entgegen kommen. Richtig hart wird es für die Schülerschaft erst, wenn eine Lehrkraft gerecht wird!

Denn dann müsstest du für eine gute Beurteilung in jedem Unterricht immer glänzend vorbereitet sein, dich ständig selbständig am Unterrichtsgeschehen beteiligen, natürlich immer alle Materialien mitbringen oder Hausaufgaben gemacht haben. Du dürftest nicht zu spät kommen, nie unkonzentriert sein oder gar den Unterricht stören usw. usf.

Mal ehrlich, wäre das wirklich der bessere Schulalltag? Ich glaube das nicht. Aber wenn die Lehrkräfte mehr oder weniger oft über solche Schwächen seitens der Schülerschaft hinwegsehen (können) und euch trotzdem noch ganz passable Noten geben, warum können dann Schüler wie du nicht auch großzügig die Schwächen der einen oder anderen Lehrkraft hinnehmen?

Okay, es gibt natürlich auch Lehrkräfte, die wirklich unfair oder, oder oder sind. Doch wenn du es mit solchem Lehrpersonal zu tun hast, kann ich nur sagen: Augen zu und durch. Du wirst dein ganzes Leben lang mit Idioten zu tun haben.

Und wie gesagt, ohne weitere Informationen ist es ja immer noch möglich, dass du der... bist.

LG von der Waterkant

Moin,

das erklärt die Erkenntnis: »similia similibus solvuntur« (lateinisch für „Gleiches löst sich in Gleichem.”).

Eine Biomembran besteht zu ganz wesentlichen Anteilen aus einer Doppellipidschicht. Diese Doppellipidschicht ihrerseits setzt sich zum größten Teil aus Phospholipiden zusammen. Die Phospholipide wiederum bestehen aus zwei Fettsäuren, die mit einem Glycerin-Grundkörper verestert sind, an dem außerdem noch ein Phosphatrest gebunden ist.

Dadurch entsteht ein kleiner hydrophiler („wasserliebender”), aber lipophober („fettabweisender”) Teil (der sogenannte „Kopf”) und ein größerer hydrophober („wasserabweisender”), aber lipophiler („fettliebender”) Teil (der sogenannte „Schwanz”).

Tja, und da der hydrophobe, aber lipophile Schwanz größer ist und sich die Schwänze von verschiedenen Phospholipiden aneinander legen, entsteht eine Doppelschicht von Schwänzen, die alle kein Wasser mögen.

Doppellipidschicht: Rot sind die hydrophilen Köpfe, grau-weiß die hydrophoben Schwänze.

Die Schwänze bestehen aus relativ langen Kohlenwasserstoffketten. Die Bindungen zwischen den Kohlenstoffatomen in diesen Ketten sind völlig unpolar, die zwischen Kohlenstoffatomen und Wasserstoffatomen nahezu unpolar.

Ionen sind nun aber geladene Teilchen. Solche Teilchen sind hydrophil und lipophob. Sie lösen sich gut in polaren Lösungsmitteln wie Wasser, aber schlecht bis gar nicht in lipophilen Lösungsmittel wie Ölen oder Alkanen...

Weil also die Schwänze fettähnlich bzw. wie hydrophobe Lipide sind, können geladene Ionen nicht durch sie hindurch, weil sie sich in den Kohlenwasserstoffketten nicht lösen lassen.

Andere Lipide können durch die Membran, weil sie zu den Schwänzen lösungstechnisch passen.

Wasser ist ein polares Lösungsmittel mit polaren Bindungen. Eigentlich sollte man erwarten, dass auch Wasser deshalb nicht durch die Membran kommen sollte. Aber das Wassermolekül ist so klein, dass es die Membran eben doch durchdringen kann. Die echten elektrischen Ladungen an einem Ion verhindern das aber, da die Ionen zusätzlich zu ihrer Ladung auch noch von einer Hydrathülle (einer Hülle aus Wassermolekülen) umgeben sind. Die Ladung und die Hydrathülle um die Ionen machen es ihnen in der Regel unmöglich, die Doppellipidschicht einfach so zu überwinden.

Deshalb können solche Ionen die Membran nur mit Hilfe von Ionenkanälen, Carriern oder Ionenpumpen überwinden.

Alles klar?

LG von der Waterkant

Moin,

das ist das D-Gluconsäure-Molekül.
Begründung: Du musst dir zunächst das höchst-oxidierte C-Atom (das ist die Carboxy-Gruppe; –COOH rechts) gedanklich in einer senkrecht stehenden C-Kette oben vorstellen. Dann musst du das von dieser Carboxy-Gruppe am weitesten entfernte chirale Zentrum des Moleküls suchen. Das ist hier C5 (mit der OH-Gruppe mit dem schwarz ausgemalten Keil).
Und jetzt musst du in Gedanken so auf das Molekül schauen, dass das C-Atom auf dich zukommt. Dann liegt die OH-Gruppe auf der rechten Seite. Rechts: also D...

Die Fischer-Projektion zu diesem Molekül sieht so aus:

Wie du siehst, liegt in der Fischer-Projektion die OH-Gruppe am zweiten C-Atom von unten (das ist C5, wenn du von oben zählst) auf der rechten Seite. Darum ist das die D-Gluconsäure.

LG von der Waterkant

Moin,

einerseits kannst du - wie ThomasJNewton bereits schrieb - im Internet unter den Stichworten „strukturisomere” und „c3h6o” nachschauen, was dir die Suchmaschine deiner Wahl dazu ausspuckt, zum Beispiel:

Grundsätzlich kannst du durch Probieren auch auf etliche eigene Lewisformeln kommen. Dazu gehst du folgendermaßen vor:

1. Du schreibst alle beteiligten Atome in Lewisschreibweise hin.
2. Dazu schreibst du das Elementsymbol hin und gruppierst die Valenzelektronen um das Symbol (eins links davor, eins darüber, eins rechts daneben, eins unterhalb, dann ein zweites links davor, ein zweites darüber usw.) bis alle verteilt sind.
3. Die gepaarten Valenzelektronen um das Elementsymbol verbindest du zu einem Strich (nicht-bindendes oder freies Elektronenpaar).
4. Wenn du das für alle Atome gemacht hast, die in der Summenformel genannt sind, verknüpfst du nun alle noch ungepaarten Elektronen (die einzelnen Punkte am Elementsymbol), die noch übrig sind miteinander und zwar so, dass alle aufgeführten Atome am Ende in einem Molekül verbunden sind.
5. Jetzt malst du das noch ein bisschen schöner hin. Dann hast du eine Strukturformel erstellt und versuchst, die Atome auf eine andere Art und Weise miteinander zu verknüpfen. Das machst du so lange, bis dir keine weitere Variante mehr einfällt.

So kommst du auf mindestens neun Varianten, zum Beispiel diese:

Was du mit dieser Methode nicht erfassen kannst, sind Stereoisomere, die bei dreidimensionalen Molekülen ihre Bindungspartner vor oder hinter der Papierebene haben. Das heißt, dass du im oberen Bild die Varianten 16088-62-3 und 15448-47-2 nicht auseinanderhalten könntest.

Auch nicht unterscheidbar wären für dich 57642-95-2 und 57642-96-3, weil das E/Z-Isomere bzw. cis/trans-Isomere sind, die mit der vereinfachten Strukturformel in Lewisschreibweise in der rechtwinkligen Variante nicht unterscheidbar sind.

Ansonsten gilt: Augen zu und durch. Erfahrungen sammeln. Üben, üben, üben...

LG von der Waterkant

Moin,

die Dichte von 7,8 g/ccm verrät dir, dass 1 ccm die Masse 7,8 g hat (denn es sind ja 7,8 Gramm pro Kubikzentimeter).

Nun hast du einen Würfel mit insgesamt 18 ccm... Was wiegt der dann wohl? - Eben:

18 ccm • 7,8 g/ccm = 140,4 g

Antwort:
Ein Würfel mit einem Volumen von 18 Kubikzentimetern und einer Dichte von 7,8 Gramm pro Kubikzentimeter hat eine Masse von 140 Gramm.

So! Und jetzt du!

Kantenlänge (Würfel 1): 2 cm
Volumen ist Kante mal Kante mal Kante (Höhe • Breite • Tiefe).
Masse (Würfel 1): 62,4 g
Dichte = Masse ÷ Volumen

Das gleiche noch einmal für Würfel 2...

Werte untereinander und mit der Dichte von Eisen (7,8 g/ccm) vergleichen und eine Antwort auf die Frage geben, ob es sich beide Male um Eisenwürfel handelt?!

In Aufgabe 3 sollst du diesmal mit der Dichte von Nickel das Volumen ausrechnen, dass ein Nickelwürfel mit einer Masse von 63 g hat.

Gegeben:
Masse (Nickelwürfel): 63 g
Dichte (Nickel): 9 g/ccm

Gesucht:
Volumen (Nickelwürfel): ? ccm

Ansatz:
63 g ÷ V [ccm] = 9 g ÷ 1 ccm

Die Umstellung der Gleichung nach dem Volumen V [ccm] überlasse ich jetzt erst einmal dir.

LG von der Waterkant

Moin,

das Brom-Atom ist relativ groß. Wenn nun zwei Bromatome in einem Brom-Minimolekül miteinander verbunden sind, kann es passieren, dass sich die Elektronendichte im Molekül kurzzeitig etwas verschiebt. Das heißt, dass sich dann die vielen Elektronen in der Hülle des großen Atoms Brom plötzlich zufällig stärker an einer Seite befinden und nicht mehr gleichmäßig in der Hülle verteilt sind.

Diese Verschiebung der Elektronendichte ist nur sehr kurz. Das kannst du dir so vorstellen, als würden die Elektronen in der Hülle hin- und herschwappen.

Na ja, und dann kann es eben passieren, dass dabei ein temporärer Dipol entsteht, also ein Dipol mit kurzer Lebensdauer. Aber der Dipolmoment reicht aus, um eine elektrophile Addition an einer C=C-Doppelbindung auszulösen.

LG von der Waterkant

Moin,

Fe²⁺, Fe³⁺, Cu²⁺, Cu⁺, Zn²⁺, Ti⁴⁺

LG von der Waterkant

Moin,

an der Anzahl der gebundenen Wasserstoff-Atome.

Salzsäure (HCl): ein Wasserstoff – einwertig,
Salpetersäure (HNO₃): ein Wasserstoff – einwertig,
Kohlensäure (H₂CO₃): zwei Wasserstoffe – ein- oder zweiwertig,
Schwefelsäure (H₂SO₄): zwei Wasserstoffe – ein- oder zweiwertig,
Phosphorsäure (H₃PO₄): drei Wasserstoffatome – ein-, zwei- oder dreiwertig...

Aber der Begriff der „Wertigkeit” ist kein besonders gutes Konzept. Aber wenn ihr das so benutzt, was soll man machen, nicht wahr?

LG von der Waterkant

Moin,

man schreibt ja auch nicht 0₂ bzw. 2 0^–, sondern O₂ bzw. 2 O^2–. Das sind erstens keine Nullen (0), sondern ein O (in Großbuchstaben), aber vor allem entstehen aus einem Sauerstoffminimolekül (O₂) nicht zwei einfach negativ geladene Oxid-Anionen, sondern zwei zweifach negativ geladene Oxid-Anionen (O^2–)! Dementsprechend brauchst du dafür auch nicht nur zwei Elektronen (2 e^–), sondern vier.

Der Zusammenhang, den du nicht verstehst, ist folgender: Elementarer Sauerstoff (also das Element Sauerstoff, ohne anderen Bindungspartner) tritt nicht in einzelnen Atomen auf, sondern üblicherweise in zwei Atomen, die über Atombindungen miteinander verbunden sind (es gibt vom Element Sauerstoff auch noch eine dreiatomige Variante, das Ozon, aber das interessiert hier nicht).

Das bedeutet, dass die kleinsten Teilchen vom Element Sauerstoff zweiatomige Minimoleküle sind. Das drückt man mit dem Index, also der tiefgestellten „2” hinter dem Elementsymbol (O) aus: O₂.

Wenn nun dieses „Doppelpack” aus zwei Sauerstoffatomen vier Elektronen erhält, dann bekommt jedes Sauerstoffatom zwei Elektronen davon, die es in seine Hülle aufnimmt. Dadurch trennen sich die beiden bis dahin miteinander verbundenen Sauerstoffatome und werden zu zwei voneinander unabhängigen (also nicht mehr verbundenen) Oxid-Anionen (2 O^2–).
Vorher miteinander verbundene ungeladene Sauerstoffatome (1 Teilchen!), nachher zwei unabhängige (also nicht mehr miteinander verbundene) Sauerstoff-Ionen (2 Teilchen).

Das kannst du in folgendem Reaktionsschema darstellen:

O₂ + 4 e^– → 2 O^2–

LG von der Waterkant

Moin,

im Prinzip schon. Trinkalkohol (Ethanol) siedet früher als Wasser.

ABER: Alkohol und Wasser bilden sogenannte azeotrope Gemische. Das bedeutet, dass du die beiden Flüssigkeiten allein durch Destillation (Trennung durch Erhitzen unter Ausnutzung verschiedener Siedetemperaturen) nicht vollständig trennen kannst.
Wenn der Alkohol ab 78°C siedet, ist auch das Wasser bereits so warm, dass immer ein kleiner Teil des Wassers mit dem Alkoholdampf mitgerissen wird. Das führt dazu, dass du Alkohol und Wasser allein durch Destillation nur soweit trennen kannst, dass im verbleibenden Gemisch etwa 5% Wasser und 95% Alkohol enthalten sind. Dieses Verhältnis behältst du grundsätzlich auch bei mehrfacher Destillation bei. Diese führt vielleicht zu einem Verhältnis von 4% Wasser und 96% Alkohol (reines Ethanol).

Wenn du noch reineren Alkohol haben willst (99,5%), musst du chemische Mittel zusetzen, etwa über Calciumoxid oder wasserfreiem Calciumchlorid destillieren. Oder Benzen (Benzol), Cyclohexen oder Toluol zusetzen und dann destillieren. Der Zusatz führt dazu, das ein anderes azeotropes Gemisch entsteht, wobei dann beispielsweise das Benzen-Wasser-Gemisch schon bei etwa 65°C siedet und das Wasser entfernt. Aber das ist etwas knifflig und die Zusatzstoffe nicht ganz unbedenklich...

Fazit:
Mit einer einfachen Destillation bekommst du reinen Alkohol hin (maximal 96%ig). Mit chemischen Hilfsmitteln bekommst du reinsten Alkohol hin (99,5%ig).
Mit verschiedenen Kniffen kannst du das bis zum absoluten Alkohol hinbekommen (99,9%ig).

LG von der Waterkant

Moin,

nein, das ist ein bisschen anders...

• Wenn zwei Allele eines Gens beide dominant sind, drückt sich das im Phänotyp durch Kodominanz aus.
• Wenn zwei Allele eines Gens beide rezessiv sind, drückt sich das im Phänotyp durch eine unvollständige Dominanz aus.
• Wenn ein Allel eines Gens dominant, das andere Allel rezessiv ist, setzt sich das dominante Alle im Phänotyp durch.

Kodominanz und unvollständige Dominanz sind BEIDE intermediäre Ausprägungen.

LG von der Waterkant

Moin,

du erkennst chemische Reaktionen an zwei Kennzeichen:

• Es findet eine Stoffveränderung statt UND
• es findet ein Energieumsatz statt.

Dabei benötigt jede chemische Reaktion eine Art „Anschubser”, eine Aktivierungsenergie.

Aber nachdem du die Reaktion in gang gebracht hast (durch die Aktivierungsenergie) gibt es nun noch chemische Reaktionen, die danach „freiwillig” weiterlaufen, weil bei ihrem Energieumsatz Energie freigesetzt wird, die dann die Reaktion am Laufen hält. Solche Reaktionen, bei denen Energie freigesetzt wird, bezeichnet man als „exotherme” oder „exergonische” Reaktionen.

Du merkst dir: Exotherm – Energie wird freigesetzt.

Und dann gibt es solche chemischen Reaktionen, bei denen musst du auch nach der Aktivierung permanent Energie hinzufügen, damit die Reaktion weiterläuft. Solche chemischen Reaktionen, bei denen du ständig Energie zum Ablauf der Reaktion hinzufügen musst, nennt man „endotherme” Reaktionen.

Du merkst dir: Endotherm – Energie muss hinzugefügt werden.

Beispiele:

Das Verbrennen von Holz. Das ist eine exotherme Reaktion. Nachdem du das Holz angezündet hast (Aktivierungsenergie), brennt es von alleine weiter. Dabei wird Energie in Form von Wärme und Licht freigesetzt.

Das Backen von Brot. Das ist eine endotherme Reaktion. Du musst nach der Aktivierung auch ständig weiter Energie (in Form von Ofenwärme) in den chemischen Vorgang stecken, damit aus dem rohen Teig am Ende ein leckeres Brot mit einer dunklen Kruste wird. Hörst du auf, den Ofen warm zu halten, wird das Brot nicht fertig gebacken...

So! Nachdem das geklärt ist (hoffe ich?!), können wir an deine Graustein-Blaustein-Aufgabe herangehen.

Wenn du zu Graustein Wasser hinzufügst, verändert sich der Graustein und wird zu Blaustein. Dabei wird eine Menge Wärmeenergie freigesetzt.
Wenn du den ersten Teil dieser Antwort aufmerksam gelesen und verstanden hast, weißt du, dass es sich bei der Reaktion von Graustein mit Wasser zu Blaustein um eine exotherme Reaktion handelt.

Wenn du aber den Blaustein wieder zum Graustein machen willst, musst du das zuvor vom Graustein aufgenommene Wasser wieder austreiben. Das erreichst du, indem du den Blaustein ständig mit einer Brennerflamme erhitzt. Das heißt, dass du ständig zum Blaustein Energie zufügst. Im Laufe dieses Vorgangs wird dann der Blaustein wieder zum Graustein, wobei auch Wasserdampf entsteht (das ausgetriebene Wasser). Da du dafür ständig Energie in Form der Brennerflamme zufügen musst, ist die Umwandlung von Blaustein zu Graustein eine endotherme Reaktion.

Mit anderen Worten: Du kannst diese Reaktionen (Graustein zu Blaustein und Blaustein zu Graustein) immer wieder hin und her ablaufen lassen. Chemische Reaktionen sind (im Prinzip) umkehrbar. Bei der Umwandlung von Graustein zu Blaustein musst du Wasser hinzufügen und es wird Energie freigesetzt (exotherme Reaktion). Wohingegen du Energie in den Blaustein stecken musst, damit dieser das Wasser wieder freigibt. Das ist dann eine endotherme Reaktion.

Das kannst du auch durch Wortgleichungen ausdrücken:

1. Graustein und Wasser reagieren in einer exothermen Reaktion zu Graustein.
2. Blaustein wird durch Erhitzen zu Graustein, wobei in einer endothermen Reaktion das aufgenommene Wasser wieder abgegeben wird.

Wenn du die Begriffe „Graustein” und „Blaustein” durch Kupfersulfat (Graustein) bzw. Kupfersulfatpentahydrat (Blaustein) ersetzt, kannst du dir dazu auch einen Film auf YouTube anschauen:

https://www.youtube.com/watch?v=Ebu7N6nAmZY

Alles klar?

LG von der Waterkant

Moin,

du möchtest, dass ich mein Wissen mit dir teile?! Aber du bist weder bereit, selbst etwas beizutragen, noch überhaupt eine anständig formulierte Frage zu stellen. Deine Ausrede, dass du dich in der Materie nicht auskennst, mag für den ganzen chemischen Teil ja zutreffen, aber das gilt nicht dafür, dass du dir wenigstens die Mühe hättest machen können, anständig um Hilfe zu bitten („Chemie?” ist dazu nicht geeignet!). Ich hoffe es wundert dich nicht, dass seit zwei Tagen niemand hilfreich antwortet.

So! Genug geschimpft. Nach der Belehrung gibt's noch etwas Hilfreiches (aber ein bisschen musst du auch mitmachen, das sage ich gleich vorab...).

Zu a)

Glycerintripalmitat ist ein Fett. Es besteht aus einem Glycerin-Grundkörper (ein dreiwertiger Alkohol) und drei Fettsäuren, die daran verestert sind. Ein Ester bildet sich also, wenn eine alkoholische Hydroxygruppe (–OH) auf eine (Carbon-)Säure (–COOH) trifft und beide unter Abspaltung von Wasser miteinander verknüpft werden (Kondensationsreaktion).

Merke:
Alkohol und Säure ergibt Ester und Wasser.

R¹–OH + HO–C(=O)–R² ⇌ R¹–O–C(=O)–R² + H₂O
(R¹ und R² sind irgendwelche Kohlenwasserstoff-Reste; –O–C(=O)– ist die Esterbrücke des Esters)

Im Falle des Glycerintripalmitats ist es dreimal die gleiche Fettsäure, nämlich Palmitinsäure:

Halbstrukturformel:
CH₃–CH₂–CH₂–CH₂–CH₂–CH₂–CH₂–CH₂–CH₂–CH₂–CH₂–CH₂–CH₂–CH₂–CH₂–COOH

Halbstrukturformel (zusammengefasst):
CH₃-(-CH₂-)₁₄-COOH

Summenformel:
C₁₆H₃₂O₂

Glycerin (Propan-1,2,3-triol) ist ein dreiwertiger Alkohol. Er hat eine Kette aus drei Kohlenstoffatomen, wobei an jedem der drei Kohlenstoffatome eine Hydroxygruppe (–OH) gebunden ist (drei Hydroxygruppen: dreiwertiger Alkohol).

Wenn ein Ester mit Hilfe von Natriumhydroxid (NaOH, „Ätznatron”) reagiert, wird er dauerhaft gespalten. Das bezeichnet man auch als alkalische Verseifung. Dabei werden die Fettsäuren wieder vom Glycerin-Grundkörper getrennt, so dass du am Ende das Glycerin und die Natriumsalze der Fettsäuren vorliegen hast (in diesem Fall also dreimal Natriumpalmitat).

Dieses letzte Bild ist die Antwort auf die Aufgabe a).

All das hättest du auch schon mal alleine herausfinden können, das wäre nicht allzu schwer gewesen...

Zu b)

Wie du an der Reaktionsgleichung sehen kannst, brauchst du 3 x NaOH, um die drei Veresterungen am Glycerintripalmitat zu spalten (zu verseifen). Wenn du die Summenformel des Glycerintripalmitats aufstellst, kommst du auf

C₅₁H₉₈O₆

(wenn ich mich nicht verzählt habe; überprüfe das, indem du alle Cs, Hs und Os in der Halbstrukturformel zusammenzählst...)

Dann lautet also dein Ansatz für diese Reaktion

C₅₁H₉₈O₆ + 3 NaOH → ...

Du weißt, dass du 250 g C₅₁H₉₈O₆ einsetzt (siehe Aufgabentext).

Nun brauchst du die Formel

m [g] = n [mol] • M [g/mol]

Sie besagt, dass sich die Masse m eines Stoffes aus dem Produkt der Stoffmenge n und der molaren Masse M ergibt.

In diesem Fall ist die Masse des Glycerintripalmitats bekannt (250 g). Auch die molare Masse M kannst du leicht ermitteln, indem du die Massen aller beteiligten Atomsorten addierst (51 • 12 u + 98 • 1 u + 6 • 16 u = ?).

Wenn du das gemacht hast, kannst du ausrechnen, wie groß deine Stoffmenge an eingesetztem Glycerinpalmitats ist:

n [mol] = m [g] ÷ M [g/mol]

Das machst du jetzt einmal...

Mit der berechneten Stoffmenge n kannst du dann die Masse an benötigtem „Ätznatron” berechnen.
Das machst du folgendermaßen. Du siehst an dem Reaktionsschema, dass du für ein Glycerintripalmitat-Molekül 3 x Natriumhydroxid brauchst, nicht wahr. Na ja, dann brauchst du für so und so viel Mol des Stoffes auch die dreifache Stoffmenge an Natriumhydroxid, verstehst du?

Dementsprechend benutzt du einerseits die berechnete Stoffmenge n, verdreifachst sie und berechnest mit dieser und der molaren Masse von Natriumhydroxid die Masse des Natriumhydroxids. Die molare Masse M non Natriumhydroxid ist

NaOH: 23 u + 16 u + 1 u = 40 u
M_(NaOH) = 40 g/mol

Der Ansatz ist also

m_(NaOH) = 3 • n • 40 g/mol

Das berechnest du jetzt erst einmal selbst. Poste deine Ergebnisse im Kommentar, dann schaue ich da drauf und korrigiere, falls noch nötig...

Zu c)

Auch das versuchst du bitte erst einmal alleine herauszufinden. Stichworte sind hier „Wasserhärte” und „schwer lösliche Salze”...

Zu d)

Der oben beschriebene Pullunder war aus Schurwolle. Schurwolle ist ein Naturprodukt und besteht aus (frisch geschorenen) Tierhaaren. Was damit bei zu hohen Temperaturen, schlecht aufgelöster Seife und Rubbeln und Wringen (Schleudergang der Waschmaschine) passiert, steht im Text. Warum das passiert, kannst du leicht selbst ermitteln (Suchmaschine deiner Wahl im Internet). Dazu brauchst du mich nicht...

So, ich hoffe, das hat dir ein bisschen weitergeholfen. Bei so vielen unterschiedlichen Aufgaben kannst du schwerlich erwarten, dass sie jemand für dich vollständig bearbeitet. Ein bisschen guten Willen und Mitarbeit musst du schon bereit sein aufzubringen, findest du nicht?!
Wenn du dir unsicher bist, kannst du deine Ergebnisse - wie gesagt - im Kommentar posten. Dann schaue ich mir das noch einmal an und helfe noch einmal, falls noch nötig...

LG von der Waterkant

Moin,

eine Base ist ein Stoff oder ein Teilchen, das ein Proton (H⁺) aufnehmen kann. Als Beispiele für eine Base nehmen wir einmal Natriumhydroxid (NaOH). Natriumhydroxid ist unter normalen Bedingungen ein salzartiger Feststoff. Oder Ammoniak (NH₃). Ammoniak ist unter normalen Bedingungen ein Gas.

Eine Lauge erhältst du, wenn du eine Base in Wasser löst. Dann werden im Wasser entweder Hydroxid-Anionen (OH^–) freigesetzt oder gebildet.
Im Falle des Natriumhydroxids werden die Hydroxid-Anionen freigesetzt:

NaOH_(s) --[H₂O]--> Na⁺_(aq) + OH^–_(aq)

Im Falle des Ammoniaks werden die Hydroxid-Anionen im Wasser gebildet:

NH_3(g) + H₂O_(l) → NH₄⁺_(aq) + OH^–_(aq)

Aber wie auch immer, sobald im Wasser die Hydroxid-Anionen in der Überzehl auftreten, erhältst du eine basische (alkalische) Lösung. Das erkennst du am sogenannten pH-Wert. Eine basische (alkalische) Lösung hat (streng genommen) einen pH-Wert, der größer als 7 ist. Aber normalerweise spricht man von einer basischen (alkalischen) Lösung, wenn der pH-Wert 8 oder größer ist.

Zusammenfassung:
Base: ein Stoff oder Teilchen, das Protonen aufnehmen kann.
Lauge: eine Base in Wasser gelöst.
Basische (alkalische) Lösung: eine wässrige Lösung mit Hydroxid-Anionen und mit einem pH-Wert von größer 7 (8).

Ich hoffe, das war jetzt verständlich genug?!

LG von der Waterkant

Moin,

schau: das Hydrogenchlorid (HCl) ist unter normalen Bedingungen ein Gas. Es besteht auf Teilchenebene aus Molekülen, wobei ein Wasserstoff-Atom an ein Chlor-Atom über eine einzelne Elektronenpaarbindung verbunden ist.

Wasser (H₂O) ist unter normalen Bedingungen eine Flüssigkeit. Auch die kleinsten Teilchen von Wasser sind Moleküle, wobei hier zwei Wasserstoff-Atome jeweils über eine Elektronenpaarbindung mit einem Sauerstoff-Atom verbunden sind.

Wenn du jetzt das gasförmige Hydrogenchlorid in das flüssige Wasser leitest, dann spaltet sich vom Hydrogenchlorid sofort der zuvor gebundene Wasserstoff (–H) in Form eines Protons (H⁺) ab, weil er das bindende Elektronenpaar beim Chlor-Atom lässt. Dadurch hat das ursprünglich ungeladene Chlor-Atom nun ein Elektron mehr bei sich (weil ja das Elektron, das in der Elektronenpaarbindung zuvor dem Wasserstoff-Atom gehörte, nun beim Chlor-Atom verblieben ist). Darum wird aus dem Chlor-Atom dann ein einfach negativ geladenes Chlorid-Anion. Als solches wird es von Wassermolekülen umringt, die eine Hydrathülle um das Ion ausbilden.
Das Proton (H⁺) ist allein nicht existenzfähig. Es wird von einem der freien Elektronenpaare eines Sauerstoff-Atoms im Wassermolekül eingefangen und gebunden. Dadurch entsteht ein einfach positiv geladenes Oxonium-Kation (H₃O⁺). Auch dieses Oxonium-Ion wird von einer Wasserhülle umgeben.

Den ganzen Prozess kannst du auch in der chemischen Formelsprache als Reaktionsschema ausdrücken. Das sieht dann folgendermaßen aus:

HCl_(g) + H₂O_(l) → H₃O⁺_(aq) + Cl^–_(aq)

(Gasförmiges Hydrogenchlorid und flüssiges Wasser reagieren zu in Wasser gelösten Oxonium-Ionen und Chlorid-Ionen.)

Du kannst das aber auch in Lewis-Schreibweise angeben. Dann erhältst du folgendes Bild:

Alles klar?

LG von der Waterkant

Moin,

Spikeman197 hat es schon beantwortet. Aber ich will es dir noch einmal veranschaulichen...

Schau: die Verhältnisformel Fe₂O₃ enthält verschiedene Informationen. Einerseits siehst du, dass es sich um eine Verbindung von einem Metall (Eisen, Fe) und einem Nichtmetall (Sauerstoff, O) handelt. Das sagt dir, dass es sich um eine Ionenverbindung mit Ionenbindungen handelt.
Dann sagen die Indices (das sind die tiefgestellten Zahlen hinter den Elementsymbolen) aus, dass es pro Formeleinheit 2 x Fe-Ionen und 3 x O-Ionen gibt.
Dadurch kommst du darauf, dass dem Salz Eisen(III)-oxid auf zwei Fe³⁺-Ionen drei O^2–-Ionen kommen, weil die Verhältnisformel insgesamt keine Ladung mehr zeigt und 2 x 3+ + 3 x 2– zusammen 0 ergibt.

Somit lässt sich folgendes feststellen:

In der Ionenverbindung Eisen(III)-oxid kommen die Ionen Fe³⁺ und O^2– vor. Dabei kommen auf zwei Fe³⁺-Ionen drei O^2–-Ionen.

Es kommt also darauf an, wonach du konkret fragst.

Fragst du nach den Ionensorten, ist die Antwort Fe³⁺ und O^2–.
Fragst du dagegen nach der Anzahl der Ionensorten pro Formeleinheit, so lautet die Antwort 2 • Fe³⁺ und 3 • O^2–, verstehst du?

Da du in deinem Post nach der Anzahl der Ionen fragst, ist somit die Antwort

2 • Fe³⁺ und 3 • O^2– richtig.

Alles klar?

LG von der Waterkant

Moin,

ja, ja, die Nebengruppenelemente...

Chrom steht im Periodensystem der Elemente (PSE) auf Platz 24. Das bedeutet, dass in Chrom-Atomkernen 24 Protonen sind (Ordnungszahl im PSE = Protonenzahl im Kern der Atome).
Da ein Chrom-Atom elektrisch neutral ist (also keine Ladung hat), müssen diese 24 Protonen (Plusladungen) von genau so vielen Minusladungen (Elektronen in der Hülle) ausgeglichen werden. Darum haben Chrom-Atome auch 24 Elektronen in ihrer Atomhülle.

Soweit, so klar, denke ich.

Was passiert nun, wenn Chrom-Atome zu Ionen werden? Du hast schon angedeutet, dass die Atome von Elementen deshalb Reaktionen eingehen, weil sie in ihren Atomhüllen eine Edelgaskonfiguration erreichen wollen. Das ist deshalb so erstrebenswert, weil die Anzahl und Konstellation der Elektronen in den Hüllen von Edelgasen energetisch besonders stabil sind.
Aber man muss auch beachten, dass die Abgabe oder die Aufnahme von Elektronen mit einem (etwa gleich großen) Energieaufwand verbunden ist. Außerdem liegt auf der Hand, dass es zunehmend schwerer wird, wenn mehr und mehr Elektronen abgegeben oder aufgenommen werden sollen. Im Falle der Elektronenabgabe sollen ja immerhin negative Ladungsträger aus einem zunehmend positiver werdenden Ion entfernt werden. Im Falle der Elektronenaufnahme wird mit jedem Elektron das Ion immer stärker negativ geladen, so dass es immer schwieriger wird, noch ein weiteres Elektron dem Ensemble hinzuzufügen.

Auch das - hoffe ich - ist einleuchtend.

Und nun betrachten wir einmal die Situation eines Chrom-Atoms. Dieses hat - wie bereits erwähnt - 24 Elektronen in seiner Hülle. Die nächstgelegenen Edelgase im PSE zum Chrom sind Argon (mit 18 Elektronen in der Hülle) und Krypton (mit 36 Elektronen in der Hülle). Aber beide Edelgase sind vom Chrom utopisch weit weg. Wenn ein Chrom-Atom eine Edelgaskonfiguration von Argon-Atomen erreichen wollte, müsste es 6 Elektronen abgeben. Für das Erreichen einer Kryptonkonstellation müsste es sogar 12 Elektronen aufnehmen! Beides ist nahezu unmöglich (vor allem die Aufnahme von 12 Elektronen).

Daher muss das Chrom-Atom einen Kompromiss eingehen. Es gibt Elektronen ab und wird zu einem Kation. Wie viele es letztlich abgibt, hängt vom Reaktionspartner bzw. von den Begleitumständen ab.

Konkret ist die Verteilung der Elektronen in einem Chrom-Atom wie folgt:

1s² (2 Elektronen im 1. Hauptenergieniveau)
2s² 2p⁶ (8 Elektronen im 2. Hauptenergieniveau)
3s² 3p⁶ 3d⁵ (13 Elektronen im 3. Hauptenergieniveau)
4s¹ (1 Elektron im 4. Hauptenergieniveau)

oder (selten)

...
3s² 3p⁶ 3d⁴ (12 Elektronen im 3. Hauptenergieniveau)
4s² (2 Elektronen im 4. Hauptenergieniveau)

macht zusammen 2 + 8 + 13 (12) + 1 (2) = 24 Elektronen.

Das „s”, „p” und „d” steht dabei für Unterräume in den Hauptenergieniveaus. Interessant sind nun aber nur die Außenelektronen, die in den 3d-Orbitalen und im 4s-Orbital zu finden sind.

Chrom kann nun 2 Elektronen (die aus 4s) abgeben, wodurch es zu einem zweifach positiv geladenen Chrom-Kation (Cr²⁺) wird. Das ist zum Beispiel im Cromdichlorid (CrCl₂) realisiert.

Chrom kann auch drei Elektronen abgeben und zu einem dreifach positiv geladenen Chrom-Kation werden (Cr³⁺). So liegt es im Chrom(III)-oxid vor (Cr₂O₃).

Es kann vier Elektronen abgeben und zu einem vierfach positiv geladenen Kation werden (Cr⁴⁺), wie es im Crom(IV)-dioxid vorkommt (CrO₂).

Es kann fünf Elektronen abgeben wie im Chrompentafluorid (CrF₅).

Oder es kann schließlich die Oxidationsstufe +VI annehmen wie im Chromtrioxid (CrO₃).

Aber wie auch immer, eine echte Edelgaskonfiguration gibt es beim Chrom nicht. Seine oxidativen Zustände sind daher auch nur mehr oder weniger stabil. Die stabilste Form ist das Chrom(III)- und das Chrom(VI)-Kation...

LG von der Waterkant