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,

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,

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,

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,

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,

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,

ich weiß ja nicht, was du gerechnet hast, um auf 95:187 zu kommen, aber wenn 1 g Mg und 1,56 g F₂ miteinander zu 2,56 g MgF₂ reagieren, dann zeigt das doch, dass die Summe aller Eduktmassen (1,00 g + 1,56 g) komplett reagiert hat, weil ja 2,56 g Produkt heraus kommt (»Gesetz zur Erhaltung der Masse«).

Mit der Formel

m [g] = n [mol] • M [g/mol]

kannst du aus der Masse m (von Magnesium bzw. Fluor) und den jeweiligen molaren Massen (24,305 g/mol für Magnesium bzw. 37,996 g/mol für Fluor) berechnen, wie viel Mol da jeweils reagieren. Das sind in beiden Fällen

0,041 mol.

Das bedeutet wiederum, dass auf 0,041 mol Mg auch 0,041 mol F₂ kommen.

Demnach ist das Verhältnis von Mg : F₂ = 0,041 : 0,041 = 1 : 1. Und deshalb lautet die Verhältnisformel von Magnesiumfluorid auch MgF₂.

Ein Wort noch zu dem restlichen Text in deinem Lösungsvorschlag. Magnesium ist ein Metall. Fluor ist ein Nichtmetall. Wenn ein Metall mit einem Nichtmetall reagiert, kommt eine Ionenverbindung (ein Salz) mit Ionenbindungen heraus. Das bestätigt in diesem Fall auch die Faustregel mit den Elektronegativitätsdifferenzen (3,98 – 1,31 = 2,67; alle EN-Differenzen über 1,8 gehören zu ionischen Bindungen). In einem Salz(kristall) gibt es aber keine Moleküle oder Atome, sondern Ionen (Kationen und Anionen), die sich aus allen Raumrichtungen gegenseitig anziehen, wenn sie entgegengesetzt geladen sind und abstoßen, wenn sie gleich geladen sind. So kommt es, dass ein riesiges Ionengitter entsteht, in dem sich die entgegengesetzt geladenen Ionen umringen. Jedes Ion hat in diesem Kristall einen festen Gitterplatz.

Somit gibt es keine Magnesiumfluorid-Moleküle, in denen auf irgendeine Anzahl von Magnesiumatomen irgendeine Anzahl von Fluoratomen kommen. Es sind nämlich Ionen! Es gibt vielmehr ein (kleinstes) Verhältnis von Magnesium-Kationen (Mg²⁺) zu Fluorid-Anionen (F^–). Und dieses Verhältnis besagt, dass auf ein Magnesium-Kation zwei Fluorid-Anionen kommen. Deshalb lautet die Verhältnisformel des Salzes Magnesiumfluorid MgF₂ (siehe oben).

LG von der Waterkant

Moin,

ein Atom ist ein ungeladenes Teilchen, ein Ion ist ein geladenes Teilchen.

Damit das Atom nach außen ungeladen sein kann, muss es gleich viele positive wie negative Ladungsträger besitzen.
Die positiven Ladungsträger sind die Protonen im Atomkern. Die negativen Ladungsträger sind die Elektronen in der Atomhülle.

Bei einem Atom gibt es nun - wie gesagt - genau so viele positiv geladene Protonen im Kern wie negativ geladene Elektronen in der Hülle. Daher gleichen sich die Plusladungen und die Minusladungen gegenseitig aus, so dass das Atom ungeladen erscheint.

Bei einem Ion herrscht keine gleiche Menge an Plusladungen bzw. Minusladungen im atomaren Teilchen vor. Entweder gibt es mehr Protonen im Kern als Elektronen in der Hülle (dann entsteht ein positiv geladenes Ion, das man auch Kation nennt). Oder es gibt weniger Protonen im Kern als Elektronen in der Hülle (wodurch ein negativ geladenes Ion, ein Anion, entsteht).

Nimm als Beispiel ein Natrium-Atom und ein Chlor-Atom. Das Natriumatom hat 11 Protonen (Plusladungen) in seinem Atomkern. Und es hat - als Atom - auch 11 Elektronen in seiner Atomhülle. Darum ist es als Atom ungeladen (11+ + 11– = 0).

Wenn nun dieses Natriumatom im Verlauf einer chemischen Reaktion ein Elektron aus seiner Hülle an einen Reaktionspartner abgibt, dann hat das verbleibende Teilchen nach der Abgabe nach wie vor 11 Protonen (Plusladungen) im Kern, aber nur noch 10 Elektronen (Minusladungen) in seiner Hülle. Es entsteht daher ein einfach positiv geladenes Ion, ein Natrium-Kation (11+ + 10– = 1+).

Ein Chlor-Atom hat dagegen 17 Protonen (Plusladungen) in seinem Atomkern und 17 Elektronen (Minusladungen) in seiner Hülle. Darum ist auch ein Chloratom elektrisch ungeladen (17+ + 17– = 0).

Wenn nun aber ein Chlor-Atom im Verlauf einer chemischen Reaktion ein Elektron von einem Reaktionspartner aufnimmt, hat es nach der Aufnahme nach wie vor 17 Protonen (Plusladungen) im Kern, aber 18 Elektronen (Minusladungen) in der Hülle. Darum entsteht ein einfach negativ geladenes Chlorid-Anion (17+ + 18– = 1–).

Im Schalenmodell stellst du das alles so dar:

Alles klarer jetzt?

LG von der Waterkant

Moin,

sie sind bei geordnet-geraden Polymerketten größer als bei zufällig geknäuelten.

Das ist eigentlich auch ganz logisch zu verstehen. Die intermolekularen Anziehungskräfte (van-der-Waals-Kräfte oder London-Kräfte) sind induzierte Dipol-Dipol-Wechselwirkungen, das heißt, das bei einem Molekül(abschnitt) zufällig eine Schwankung in der Elektronendichte auftritt, die dann - in der Nähe eines anderen Molekül(abschnitt)s - bei dem anderen Molekül(abschnitt) eine gleichartige Verschiebung der Elektronendichte bewirkt. Dadurch entstehen in beiden Molekül(abschnitten) entgegengesetzt teilgeladene Pole, die sich gegenseitig anziehen.
Es liegt auf der Hand, dass die van-der-Waals-Kräfte umso größer sind, je mehr induzierte Dipole auftreten.
Und wenn du dir nun (möglichst lange) Polymerketten vorstellst, die fein geordnet aneinander liegen und über ihre gesamte Länge van-der-Waals-Kräfte ausbilden können, dann ist das im Vergleich mit einem eher kugelartigen kleinen Bereich des Aneinanderliegens in geknäulten Molekülabschnitten einfach eine viel größere Berührungsfläche, auf der auch viel mehr van-der-Waals-Kräfte wirksam werden können.

Irgendwie logisch, nicht wahr?!

LG von der Waterkant

Moin,

Wasserstoff besteht aus H₂-Minimolekülen. Das bedeutet, das pro Molekül 2 Wasserstoffatome (2 x H) enthalten sind (1 Molekül, 2 Atome).

Jetzt hast du - laut Aufgabe - aber nicht 1 Molekül Wasserstoff, sondern 4 mol. Und 1 Mol, das sind grob 6 • 10²³ Moleküle.

Dementsprechend hast du 4 • 6 • 10²³ = 2,4 • 10²⁴ Moleküle Wasserstoff (wie du ja auch schon selbst berechnet hast).

Doch wenn du jetzt oben noch einmal nachschaust, sind es pro Molekül Wasserstoff 2 Atome...

Daher sind in 2,4 • 10²⁴ Molekülen Wasserstoff 2 • 2,4 • 10²⁴ = 4,8 • 10²⁴ Atome Wasserstoff, verstehst du?

LG von der Waterkant

Moin,

die Vorstellung von Demokrit (und von seinem Lehrer Leukippos) war folgende:

• Atome sind die kleinsten, nicht weiter teilbaren Bausteine der Materie (atomos = unteilbar).
• Diese kleinsten Teilchen der Materie haben verschiedene Formen; es gibt Kugeln, eiförmige, pyramidale, würfelförmige, sternförmige und noch viele anders geformte Gebilde mehr.
• Dementsprechend können die Atome auch unterschiedliche Masse haben.
• Die Atome sind aus einem einzigen „Urstoff”.

Mit dieser Vorstellung erklärten sich Leukippos & Demokrit alle Arten von Materie, denn sie gingen zum Beispiel davon aus, dass ein Stein aus vielen eckigen Atomen bestehen würde, weil er schwer, hart und rau sein kann.
Das Gras ist dagegen auch aus ein paar eckigen Atomformen aufgebaut, hat aber auch etliche rundlich geformte Gebilde in sich, weil es weicher als ein Stein ist, aber dennoch deutlich gespürt werden kann, wenn man es anfasst.
Wasser wiederum besteht zu einem überwiegenden Teil aus rund geformten Atomen, denn es ist weicher und glitschiger als Gras.
Luft ihrerseits besteht vor allem aus runden und sehr leichten Atomen, denn sie ist noch weicher als Wasser und oft kaum zu spüren.
Feuer schließlich hat vor allem spitz geformte Atome (Pyramiden oder Zackensterne), denn es sticht und schmerzt, wenn man es berührt.

Leukippos und Demokrit haben keinerlei Experimente zu ihren Modellvorstellungen gemacht. Ihre Schlussfolgerungen und Annahmen basierten ausschließlich auf Überlegungen und Gedankengebäuden.
Aber das Geniale daran war, dass sie mit einfachen Vorstellungen praktisch die materielle Zusammensetzung ihrer gesamten Umwelt deuten und erklären konnten.

Eines ihrer Hauptprobleme war jedoch, dass Aristoteles von ihrem Atomismus nichts hielt. Aristoteles meinte, dass es ja sein könne, dass wir kein Werkzeug kennen, mit dem man ein Atom nach Leukippos und Demokrit Verstellung teilen könnte, aber das bedeute doch noch lange nicht, dass ein Atom dadurch unteilbar sei. Egal, welche Form ein Atom auch immer haben möge, so Aristoteles weiter, in Gedanken ist diese Form auf jeden Fall weiter teilbar! Somit kann es nichts Unteilbares - und damit auch keine Atome - geben.
Das Dumme war nun, dass Aristoteles ein überaus kluger Kopf war, der vieles, über das er nachdachte und das er ausformulierte, sehr plausibel erklären konnte. Die Leute glaubten ihm. Und deshalb gerieten auch die Atom-Ideen von Leukippos und Demokrit über Jahrhunderte in Vergessenheit...

LG von der Waterkant

Moin,

okay, also fünf bis zehn Minuten...

Na, zunächst fängst du damit an, dass Carbonsäuren die Carboxy-Gruppe (–COOH) als kennzeichnende funktionelle Gruppe besitzen.

Säuren sind Protonendonatoren (Protonenspender, also Teilchen, die Protonen abspalten können). Das könntest du kurz mit einer Darstellung zeigen (Beispiel Ethansäure):

Und dann gehst du zur homologen Reihe der linearen alkanischen Carbonsäuren über. Das ist wie sonst auch: Die Anzahl der Kohlenstoffatome bestimmt den Stammnamen, an den dann nur noch die Endung „-säure” angefügt wird.
Die meisten der (ersten 20) Carbonsäuren haben zusätzlich noch sogenannte Trivialnamen, unter denen sie auch bekannt sind. Die kannst du mit aufzählen...

1 C-Atom: Methansäure („Ameisensäure”)
2 C-Atome: Ethansäure („Essigsäure”)
3 C-Atome: Propansäure („Propionsäure”)
4 C-Atome: Butansäure („Buttersäure”)
5 C-Atome: Pentansäure („Valeriansäure”)
6 C-Atome: Hexansäure („Capronsäure”)
7 C-Atome: Heptansäure („Önanthsäure”)
8 C-Atome: Octansäure („Caprylsäure”)
9 C-Atome: Nonansäure („Pelargonsäure”)
10 C-Atome: Decansäure („Caprinsäure”)
11 C-Atome: Undecansäure
12 C-Atome: Dodecansäure („Laurinsäure”)
13 C-Atome: Tridecansäure
14 C-Atome: Tetradecansäure („Myristinsäure”)
15 C-Atome: Pentadecansäure
16 C-Atome: Hexadecansäure („Palmitinsäure”)
17 C-Atome: Heptadecansäure („Margarinsäure”)
18 C-Atome: Octadecansäure („Stearinsäure”)
19 C-Atome: Nonadecansäure
20 C-Atome: Eicosansäure („Arachinsäure”)

Und dann könntest du noch etwas zu den Eigenschaften der Säuren sagen, zum Beispiel über den Aggregatzustand unter normalen Bedingungen (20°C und 1.013 hPa Luftdruck): C1 bis C9 flüssig, ab C10 fest...
Wasserlöslichkeit: C1 bis C4 in Wasser löslich; C5 bis C8 schlecht in Wasser löslich; C9 bis C10 sehr schlecht in Wasser löslich; ab C11 nahezu unlöslich in Wasser... Hier könntest du darauf eingehen, warum das so ist (Carboxygruppe ist sehr gut wasserlöslich, weil sie polare Bindungen hat und ein Proton abspalten kann, wodurch Ionen entstehen), wohingegen der Alkanrest mit zunehmender Länge immer schlechter wasserlöslich ist (weil er nur unpolare Bindungen besitzt und sich das mit einem polaren Lösungsmittel wie Wasser nicht gut verträgt. Du weißt doch „Similia similibus solvuntur” - was übersetzt bedeutet: „Gleiches löst sich in Gleichem”).
Fettsäuren (Bestandteil von Fetten): ab C4; häufigste gesättigte Fettsäuren sind: C12, C14, C16 und C18.

Das sollte eigentlich reichen. Wenn nicht, könntest du noch auf die bekannteren Säuren eingehen: Ameisensäure (Ameisen verspritzen die ätzende Flüssigkeit zur Feindabwehr), Essigsäure (eine für Menschen wichtige Säure: Essen, Stoffwechsel, Seife...), Buttersäure (Schweiß, bestialischer Gestank), Fettsäuren (Fette)...

Das reicht locker für die angegebene Zeit. Noch ein bisschen ausarbeiten, fertig.

LG von der Waterkant

Moin,

zunächst einmal ist der Begriff „Öltropfen” sehr (zu?) unspezifisch. Dahinter könnten sich immerhin tierische bzw. pflanzliche Öle, ätherische Öle oder sogar Mineralöle verbergen. Welches Öl ist gemeint? Die chemische Zusammensetzung (und damit zum Teil auch die Eigenschaften) sind dann nämlich unterschiedlich.

Tier- bzw. Pflanzenöle sind Fette (fette Öle) und bestehen von daher aus einem Glycerin-Grundkörper (ein dreiwertiger Alkohol) und daran veresterten Fettsäuren. Die Fettsäuren können gesättigt sein (tierische Fette) oder mehr oder weniger oft ungesättigt sein (pflanzliche Fette).

Ätherische Öle sind dagegen oft Terpene (unterschiedliche chemische Stoffgruppen, deren Gemeinsamkeit darin besteht, dass sie auf Isopren-Einheiten zurückgeführt werden können).

Mineralöle sind wiederum Kohlenwasserstoffe verschiedener Länge, die in Ketten- oder Ringform auftreten können und die gesättigt oder ungesättigt sein können.

Allen drei Gruppen gemeinsam ist, dass sie sich in Wasser nicht lösen (es sind alles Lipide).

Aber gehen wir einmal von fetten Ölen (Tier- oder Pflanzenöl) aus...

Wenn du fette Öle ins Wasser bringst, bildet sich bei größeren Mengen auf der Wasseroberfläche eine zweite Phase aus Öl („Fett schwimmt oben!”). Aber in der Aufgabe steht ja, dass ein Öltropfen im Wasser sein soll.
Weil sich Öl und Wasser nicht mischen, bilden sich kugelförmige Mizellen. Das sind winzigste Öltröpfchen im Wasser, bei denen der hydrophile Kopf zum Wasser ausgerichtet ist, während die hydrophoben Schwänze alle dicht beieinander zum Zentrum der Mizelle hin weisen. So entsteht eine Emulsion (heterogene Mischung zweier eigentlich nicht mischbarer Flüssigkeiten).

Ist der Öltropfen etwas größer, bilden sich Liposomen. Das sind kugelförmige Gebilde, bei denen die Fettmoleküle eine äußere und eine innere Hüllschicht bilden. Dadurch entsteht im Zentrum ein Hohlraum, der auch wieder von Wasser ausgefüllt ist.

Die Biomembran besteht nun wieder im Wesentlichen aus einer Doppellipidschicht. Da bilden die Fettmoleküle zwei lange Reihen, wobei die hydrophilen Köpfchen jeweils nach außen ragen, während die hydrophoben Schwänze eine Mittelschicht bilden.

Hier ein Bild dazu:

Du siehst, es kommt auch noch einmal darauf an, wie groß der Öltropfen ist.

Eine Zellmembran unterscheidet sich im Aufbau von einer reinen Doppellipidschicht schon einmal in den Bausteinen. In einer reinen Doppellipidschicht liegen - wie gesagt - Fettmoleküle (Glycerin + Fettsäuren) aneinander.
In einer Biomembran einer Zelle liegen dagegen vor allem Phospholipide aneinander. Der Unterschied zwischen den Lipidmolekülen im Fett und den Phospholipiden besteht darin, dass die Phospholipide mit zwei Fettsäuren UND einer Phosphatgruppe verestert sind. An der Phosphatgruppe kann dann auch noch eine Polysaccharidkette hängen (Glykolipid).

Aber der entscheidende Unterschied zwischen dem Öl und der Zellmembran ist, dass in die Doppellipidschicht der Biomembran auch noch etliche Proteine eingelagert sind (integrale Proteine) bzw. dass Proteine der Membran angelagert sind (periphere Proteine). Es gibt auch Proteine, die die Doppellipidschicht ganz durchdringen (transmembrane Proteine) Auch hierzu ein Bild:

Die Proteine sind unterschiedlicher Natur. Interessant sind in diesem Zusammenhang vor allem diverse Carrier, Kanal- oder Pumpenproteine, denn durch solche Proteine ergeben sich Unterschiede zu den reinen Fettmolekülbarrieren.

• In Mizellen können nur fettlösliche Moleküle gelangen, KEIN Wasser.
• Durch die Wand der Liposomen oder der Doppellipidschicht können natürlich auch fettlösliche Substanzen dringen, aber auch Wassermoleküle können die Seiten wechseln.
• Durch die Zellmembran können dagegen wieder fettlösliche Substanzen und Wasser die Seiten wechseln, aber durch die Proteine darüber hinaus (geregelt) auch noch diverse Ionen, Einfachzucker, Aminosäuren etc. Die letzteren (besonders die Ionen) können die Barrieren von Mizellen, Liposomen oder reinen Doppellipidschichten nicht durchdringen...

Alles klar?

LG von der Waterkant

Moin,

es ist wie in den meisten Fächern wohl auch (,aber irgendwie besonders in Chemie) superstark davon abhängig, wie deine Lehrkraft ist. Hast du eine blöde Lehrkraft erwischt, die menschlich und / oder fachlich schwach ist, kann Chemie zum Alptraum werden.
Hast du dagegen eine fähige Lehrkraft vorne stehen, die in Zusammenhängen denkt, Spezielles vermitteln kann, ohne dabei den Gesamtüberblick aus den Augen zu verlieren und die bei allen passenden Gelegenheiten spannende Experimente einbaut, dann kann Chemie wirklich interessant und leicht zu verstehen sein.

Ich hatte (in der Oberstufe) fachlich und menschlich eine totale Niete: Er stellte sachlich falsche Aufgaben, erklärte schlecht und widersprach anerkannten Definitionen. Einmal regte er sich fürchterlich auf, weil ein Mitschüler ein fachlich zwar denkbares, in der Realität aber unwahrscheinliches Reaktionsschema an die Tafel schrieb (darin kam das Amid-Anion, NH₂^–, vor) und behauptete dann, dass es dieses Teilchen gar nicht gäbe; nachdem wir vorsichtig fragten, warum es nicht möglich ist, was dort angeschrieben wurde, warf er uns den »Hollemann-Wiberg« (ein dickes Lehrbuch der anorganischen Chemie) auf den Tisch und schrie:

„Finden Sie das Teilchen in dem Buch! Wenn's nicht im Hollemann-Wiberg steht, dann gibt's das Teilchen auch nicht!”

Als ich daraufhin zu Hause herausbekam, dass es dieses Teilchen durchaus gibt (allein schon durch die Autoprotolyse im Ammoniak bewiesen), dabei sogar den Namen (Amid-Anion) ermittelte und den Lehrer beim nächsten Treffen noch einmal vorsichtig darauf ansprach, lief er rot an und bedrohte uns mit den Worten:

„Amid-Anionen? Okay, ich gebe Ihnen Amid-Anionen im Abitur! Sie bekommen von mir Aufgaben mit Amid-Anionen, die Sie dann nicht schaffen werden, wenn Sie damit nicht aufhören!"

Mein Gott, was war das für ein Idiot... Und nicht nur fachlich, sondern auch menschlich. Er hatte stets dieselben drei Schüler*innen auf dem Kieker. Die mussten fast immer ran an die Tafel („Doris, kommen'S' doch mal raus...” und wurden fertig gemacht, wenn sie etwas nicht konnten). In vier Semestern mit sechs Stunden pro Woche machten wir insgesamt zwei (!!) Versuche, wobei der eine auch noch von einer Referendarin, die bei ihm kurzzeitig ein paar Unterrichtsstunden übernahm, durchgeführt wurde. Also bei ihm ein Versuch in zig-Stunden Unterricht.

Lustigerweise provozierte gerade das mein eigenes Berufsziel mit, denn es bestärkte mich darin, selbst Chemielehrer werden zu wollen und sei es nur, um Idioten wie den „auszugleichen”.

Ich will nicht angeben, aber meine Chemiekurse waren und sind voll; Schüler*innen wählen unser naturwissenschaftliches Profil an, weil ein Kollege und ich darin unterrichten und meine Schüler*innen bestätigen mir so gut wie immer, dass sie meinen Chemieunterricht sehr gut und verständlich fänden.
Vielleicht habe ich den Groll gegen meinen eigenen Chemielehrer ja tatsächlich dahingehend kanalisiert, dass ich einen gewissen Ausgleich in den Kompetenzen hergestellt habe?!

Fazit: Chemieunterricht hängt sehr stark von der Lehrkraft ab, die ihn erteilt. Wenn du offenbar (wie ich) einen der Idioten erwischt hast, dann tut es mir sehr leid für dich. Vor allem, weil ich selbst jeden Schultag miterlebe, dass es der Schülerschaft auch Spaß machen kann...

LG von der Waterkant

Moin,

ich weiß zwar nicht, was ihr unter „Blaustein” und „Graustein” versteht, aber im zweiten von dir eingestellten Bild ist doch ein schematisches Reaktionsschema dargestellt:

Graustein (s) + Wasser (l) → Blaustein (s) Wärmeenergie

Das bedeutet, dass Wärmeenergie freigesetzt wird, wenn du Graustein mit Wasser zu Blaustein reagieren lässt, nicht wahr?

Deine Aufgabe (3.1) ist nun, ein Experiment vorzuschlagen, mit dem du aus Blaustein wieder Graustein machen kannst. Du sollst also die Reaktion im Grunde umkehren!
Und jetzt darfst du dreimal raten, wie du das Ganze umkehren kannst?!

Wenn bei der Hinreaktion (Graustein zu Blaustein) Wärmeenergie freigesetzt wird, dann musst du für die Umkehrung der Reaktion (Blaustein zu Graustein) offenbar Wärmeenergie hineinstecken. Logisch, oder?

Also wäre eine Idee, den Blaustein über einer Brennerflamme zu erhitzen.

Und wenn du das in einem Reagenzglas machst, sollte sich der Blaustein zu Graustein umwandeln, wobei diesmal aber Wasserdampf ausgetrieben wird:

Blaustein --[erhitzen]--> Graustein + Wasser

Du erwartest also als Beobachtungen (Aufgabe 3.2) dass sich einerseits der Blaustein zu Graustein wandelt und dass an der Öffnung des Reagenzglases Wasserdampf aufsteigt bzw. sich Wassertröpfchen am Reagenzglasrand absetzen (weil der Wasserdampf dort kondensiert).

Die Ausarbeitung dieses Experiments (Skizze und Durchführung) überlasse ich jetzt mal dir...

Übrigens gibt es in der Chemie tatsächlich ein passendes Experiment dazu, nämlich die reversible Umwandlung von Kupfersulfat und Wasser in Kupfersulfatpentahydrat:

CuSO_4(s) + H₂O_(l) ⇌ CuSO₄ • 5 H₂O_(s) // Wärmeenergie

Festes (weiß-graues) Kupfersulfat und flüssiges Wasser reagieren zu (blauem) Kupfersulfatpentahydrat. Bei der Hinreaktion wird viel Wärmeenergie freigesetzt (exotherme Reaktion). Für die Rückreaktion muss Wärmeenergie aufgewendet werden (endotherme Reaktion).

Und ein Video auf YouTube gibt's dazu auch:

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

LG von der Waterkant

Moin,

nö, existiert nicht...

Das Reaktionsschema stimmt auch nicht. Es sieht so aus:

3 NH₄HCO₃ + C₆H₈O₇ → 3 H₂O + 3 CO₂↑ + C₆H₅O₇(NH₄)₃

Die Zitronensäure „drückt” den Hydrogencarbonat-Anionen jeweils ein Proton auf. Dadurch entsteht (theoretisch) Kohlensäure. Aber gemäß der Erlenmeyer-Regel ist Kohlensäure nicht stabil (zwei OH-Gruppen am selben Kohlenstoffatom), so dass das Molekül in Wasser und Kohlenstoffdioxid zerfällt.
Da Kohlenstoffdioxid den Reaktionsraum als Gas verlässt, steht es für eine vermeintliche Rückreaktion nicht mehr zur Verfügung. Somit bleiben im Reaktionsgemisch am Ende nur Wasser und Ammoniumcitrat übrig...

LG von der Waterkant

Moin,

ja, nach den aktuell gültigen (FIDE-)Regeln, beginnt die Partei, die die weißen Steine führt, eine Schachpartie.

Das war nicht immer so! Noch beim ersten internationalen Schachturnier in London 1851 (Sieger Adolf Anderssen vor Marmaduke Wyvill, Elijah Williams und Howard Staunton...) durfte sich der Anziehende aussuchen, ob er lieber mit den weißen oder den schwarzen Steinen die Partie beginnen wollte.

Im 19. Jahrhundert wurde es dann allmählich immer üblicher, dass Weiß die Partie begann.

Das erste Turnier, in dem das verbindlich vorgeschrieben wurde, war London 1883 (Sieger Johannes Zukertort vor Wilhelm Steinitz, Joseph Blackburne und Michail Tschigorin...).

Heutzutage werden die Schachregeln von der FIDE, der internationalen Föderation aller Schachspielenden, festgelegt. Dort heißt es in Artikel 1.1: »... [Die Partei] mit den weißen ... [Steinen] beginnt die Partie.«

Insofern stimme ich deinen Zitaten zu, sofern du dich auf Schachpartien nach den FIDE-Regeln beziehst...

LG von der Waterkant

Moin,

na, du sollst zuerst eine andere Basenfolge als in der Abbildung 1B aufschreiben und dann zu dieser neuen Reihenfolge die komplementäre Folge einzeichnen, damit ein DNA-Doppelstrang entsteht.

In Abbildung 1B siehst du doch (von oben nach unten) die Basenfolge G A C T eines einzelnen DNA-Strangs, nicht wahr?

Und diese Folge veränderst du jetzt, wie es dir gefällt, zum Beispiel C A T G oder A G T C. Du könntest die Reihenfolge auch verlängern, zum Beispiel C G T A A C G G G...

Wenn du das gemacht hast, suchst du die komplementären Basen zu deiner Reihenfolge. Dabei musst du nur darauf achten, dass Base A mit Base T gepaart wird, Base C mit Base G, Base G mit Base C und Base T mit Base A.

Wenn du also zum Beispiel die oben vorgeschlagenen Basenfolgen nimmst, dann ergäben sich folgende DNA-Doppelstränge:

C - G
A - T
T - A
G - C

oder

A - T
G - C
T - A
C - G

oder (die verlängerte Folge)

C - G
G - C
T - A
A - T
A - T
C - G
G - C
G - C
G - C

Alles klar?

Na, dann denk dir mal schön was Eigenes aus (oder schreib eines der gebrachten Beispiele ab)...

LG von der Waterkant

Moin,

A zeigt dir ein Axon ohne Myelinscheide (eine marklose Nervenfaser), bei der es also eine kontinuierliche Erregungsleitung gibt. Dort gibt es viele Aktionspotenziale hintereinander (zeitliche Summation).

D zeigt dir eine Elektrode am Zellsoma in der Nähe der Synapse, die zum Axon A gehört. Das Oszilloskop zeigt hier eine Hyperpolarisation (niedrigere Millivolt-Werte als im Ruhepotenzial). Daraus kannst du schließen, dass Axon A zu einer sogenannten hemmenden Synapse gehört, die am Zellsoma also inhibitorische postsynaptische Potenziale (IPSPs) auslöst.

B ist ein myelinummanteltes Axon (eine markhaltige Nervenfaser), bei der es daher zu einer saltatorischen Erregungsleitung kommt. Auch hier wurden mehrere Aktionspotenziale hintereinander abgefeuert, wie man am Oszilloskop sehen kann (zeitliche Summation).

C zeigt eine weitere Elektrode im Zellsoma. Hier ist auf dem Oszilloskop zu sehen, dass es zu einer sich aufbauenden Depolarisation an der Somamembran kommt. Das bedeutet, dass Axon B zu einer erregenden Synapse führt, die am Soma erregende postsynaptische Potenziale (EPSPs) auslöst.

Die IPSPs der hemmenden Synapse und die EPSPs der erregenden Synapse breiten sich jetzt über das Soma aus und gelangen so zum Axonhügel der Nervenzelle.

Dort steckt eine dritte Elektrode im Zellsoma (E). Das Oszilloskop zeigt, dass hier eine Hyperpolarisation, gefolgt von einer kleinen (unterschwelligen) Depolarisation ankommt. Das kommt durch die räumliche Summation der IPSPs und EPSPs zustande.

Auf jeden Fall führt die räumliche Summation der Signale dazu, dass am Axonhügel der betrachteten Zelle die Erregung nicht ausreicht, um ein Aktionspotenzial auszulösen. Und genau das zeigt dann auch die Ableitung des Signals am Axon, denn das Oszilloskop-Bild bei F zeigt kein Signal (Ruhepotenzial).

Alles klar?

LG von der Waterkant

Moin,

ähhh?! Für die Steuerung von biochemischen Prozessen ist doch die Kenntnis oder das Begreifen derselben nicht die Voraussetzung!?

Ein Otto-Verbrennungsmotor weiß auch nicht, wieso er funktioniert, obwohl er im Normalfall ganz prima funktioniert...

Dass das menschliche Gehirn AUCH noch unterrichtet werden kann und dann solche Zusammenhänge versteht oder benennt, ist doch nur ein „Bonus” der Entwicklung unserer Geisteskraft. Es geht auch ohne, wie alle Lebewesen ohne eine solche Erkenntnismöglichkeit beweisen (unter anderem auch alle menschlichen Vorfahren, die das noch nicht wussten). Mit anderen Worten: Die Kenntnis und Benennung ist keine notwendige Bedingung für die Steuerung der Vorgänge.

LG von der Waterkant