Moin,

kann es doch gar nicht!? Kupfer tritt in den (positiven) Oxidationsstufen +I, +II, +III oder +IV auf.

Zugegeben, die Oxidationsstufe +III ist selten und die Oxidationsstufe +IV ist extrem selten, aber die kommen vor...

Doch du meinst wahrscheinlich, warum Kupferionen vor allem als Cu^+- bzw. (noch häufiger) als Cu^2+-Ionen auftreten.

Das hat mit dem Feinbau der Elektronenhülle von Kupferatomen zu tun. Die Hauptenergieniveaus (Schalen) der Atom-Elektronenhülle sind nämlich in der Regel noch in Unterniveaus aufgeteilt. Diese Unterniveaus sind Aufenthaltsräume, in denen man die Elektronen mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit auch antrifft. Solche Räume bezeichnet man als Orbitale. Davon gibt es in jedem Hauptenergieniveau 1 kugelsymmetrisches s-Orbital. Ab dem zweiten Hauptenergieniveau (der L-Schale) gibt es zusätzlich noch drei p-Orbitale und ab dem dritten Hauptenergieniveau (der M-Schale) stehen theoretisch noch zusätzlich fünf d-Orbitale zur Verfügung (die allerdings erst ab der vierten Schale, der N-Schale, auch genutzt werden). In jedes dieser Orbitale passen maximal zwei Elektronen...

Und bei Kupfer ist es nun so, dass sich die 29 Elektronen in einem Atom im Grundzustand wie folgt verteilen:

K-Schale: 2 Elektronen im s-Orbital
L-Schale: 2 Elektronen im s-Orbital plus 6 Elektronen in den drei p-Orbitalen
M-Schale: 2 Elektronen im s-Orbital plus 6 Elektronen in den drei p-Orbitalen plus 10 Elektronen in den fünf d-Orbitalen
N-Schale: 1 Elektron im s-Orbital

Macht zusammen (2 + 10 + 18 + 1 =) 29 Elektronen.

Eigentlich ist das 4s-Orbital energetisch etwas günstiger als die fünf 3d-Orbitale, so dass man gemäß der Energieregel zur Besetzung von Atomorbitalen erwarten würde, dass die Besetzung dieser Orbitale so sein sollte:

2 Elektronen im 4s-Orbital und nur 9 Elektronen in den fünf 3d-Orbitalen. Aber außer der Energieregel gibt es bei der Besetzung der Orbitale noch eine Regel, die besagt, dass bei energetisch ähnlichen Orbitalen (also solchen, die sich in ihrem Energiegehalt nur etwas unterscheiden) voll- und halbbesetzte Orbitale energetisch günstiger sind, als zum Beispiel ein vollbesetztes und ein „irgendwie” besetztes.
Tja, und bei der Besetzung 4s^1 plus 3d^10 hast du ein halbbesetztes 4s-Orbital und vollbesetzte 3d-Orbitale. Dagegen hättest du bei der Besetzung 4s^2 plus 3d^9 zwar ein vollbesetztes (energetisch etwas günstigeres) 4s-Orbital, aber die 3d-Orbitale sind weder voll- noch halbbesetzt, sondern sie sind „irgendwie” besetzt.

Warum diese langen Ausführungen? - Nun, im Grunde hast du mit der Besetzung der Orbitale den Schlüssel in der Hand, um zu verstehen, warum es einfach positiv und zweifach positiv geladene Kupferkationen gibt.

Bei den einfach positiv geladenen Kupferkationen (Cu^+) hat das Kupferatom im Verlauf einer Reaktion sein einzelnes Elektron aus dem halbbesetzten 4s-Orbital abgegeben. Danach hat es noch unter anderem 10 Elektronen in den fünf 3d-Orbitalen, also ein vollständig besetztes drittes Hauptenergieniveau. Das ist stabil.

Aber im Verlauf einer Reaktion wird ja immer zuerst etwas Aktivierungsenergie aufgewendet. Und wenn man einem Kupferatom im Grundzustand minimal Energie zuführt, überführt es häufig 1 Elektron aus den 3d-Orbitalen in das energetisch günstigere 4s-Orbital. In diesem Zustand sind dann also zwei Elektronen im äußeren 4. Hauptenergieniveau. Und die kann das Atom als seine Valenzelektronen abgeben, wodurch ein zweifach positiv geladenes Kupferkation (Cu^2+) entsteht...

Das ist die Erklärung dafür, dass Kupfer vorwiegend Cu^+- oder Cu^2+-Ionen bildet.

LG von der Waterkant

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Moin,

die blaue Blüte enthält einerseits einen pH-Farbindikator (als Farbstoff), andererseits ein basisches Zellmilieu.

Das basische Zellmilieu sorgt dafür, dass der pH-Farbindikator eine (in diesem Fall) blaue Farbe besitzt.

Auf dem Ameisenhügel werden (hoffentlich) noch Ameisen herumlaufen. Wenn sich Ameisen bedroht oder gestört fühlen, dann verspritzen sie oft Ameisensäure. Ameisensäure ist, wie der Name schon sagt, eine Säure. Wenn die Blüte mit genügend Säure bespritzt wurde, färbt die Säure den pH-Farbindikator (in diesem Fall) rot.

LG von der Waterkant

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Moin,

  • die (in katalytischen Mengen zugesetzte) Schwefelsäure protoniert die Hydroxygruppe des Ethanols
  • die protonierte Hydroxygruppe bildet nun als Wasser eine hervorragende Abgangsgruppe (ganz im Gegensatz zur Hydroxygruppe zuvor)
  • das Abspalten von einem Molekül Wasser führt zu einem Carbokation
  • dort lagert sich das Bromid-Anion an; es entsteht Bromethan
  • Bromethan hat eine wesentlich niedrigere Siedetemperatur als Ethanol (oder gar Natriumbromid), weshalb du plötzlich ein Destillat erhältst
  • am Ende gibt das abgespaltete Wassermolekül ein Proton ab (Regeneration des Katalysators Schwefelsäure); das entstehende Hydroxid-Anion ist nun das Gegenion zum Natriumkation
  • das ist insgesamt eine SN1-Reaktion:

H2SO4 ---> HSO4^– + H^+
(Säuredissoziation)
CH3–CH2–OH + H^+ ---> CH3–CH2^+ + H2O
(langsamer, geschwindigkeitsbestimmender Schritt)
CH3–CH2^+ + Br^– ---> CH3–CH2–Br
(schneller Schritt)
H2O + Na^+ ---> NaOH + H^+
H^+ + HSO4^– ---> H2SO4
(Regeneration des Säurekatalysators)

LG von der Waterkant

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Moin, Anna...

Bitte entschuldige meine Antwort auf deine vorherige Frage. Ich war von den Unverschämtheiten einer anderen Userin in diesem Forum genervt und das hast du zum Teil abbekommen. Bitte verzeih.

Dafür bekommst du jetzt auch eine (hoffentlich) hilfreichere Antwort:

Wie du ja bereits anhand meiner anderen Antwort gemerkt hast, ist es ein Riesenunterschied, ob du von Kalium oder von Kaliumionen sprichst. Das eine ist das Metall, das andere Bestandteil von Mineralstoffen (also salzartigen Verbindungen). Gleiches gilt dann auch für Magnesium.

Doch diesen Fehler machen viele. Es ist üblich, dass man zum Beispiel folgendes hört: »Muskelkrämpfe? - Dann brauchst du Magnesium!«
Streng genommen ist das natürlich schwachsinniger Blödsinn, weil einem nicht das Metall Magnesium fehlt, sondern eventuell Magnesiumsalze.
Sogar in recht brauchbaren Fachtexten findet man diese Art Fehler. Da wird dann beispielsweise eine Natriumionen-Kaliumionen-Pumpe kurzerhand zu einer Natrium-Kalium-Pumpe. Auch das ist fachlich nicht korrekt.
Pingelig? Ja, mag sein. Aber andererseits ist es nun einmal ein großer Unterschied, ob du vom Alkalimetall Kalium oder von dessen Ionen sprichst.
Und selbst wenn du das bei anderen hörst und sie nicht korrigieren möchtest (zum Beispiel weil es deine Lehrkraft ist und sie rachsüchtig oder kritikunfähig ist), dann weißt du ab jetzt für dich, dass in solchen Fällen die Fachsprache schlampig angewendet wurde...

Doch nun zu deiner eigentlichen Frage:

Magnesiumkationen (Mg^2+) braucht der (menschliche) Körper für...

  • ... die Muskeltätigkeit; hier ist das Kation der natürliche Gegenspieler der Calciumionen. Die Calciumionen sorgen für das Anspannen von Muskeln, die Magnesiumionen dementsprechend für die Entspannung von Muskeln (darum sagt man auch oft, dass einem Magnesiumionen fehlen könnten, wenn man unter häufigen Muskelkrämpfen leidet).
  • ... einen ausgeglichenen Elektrolythaushalt. Bei Magnesiumionenmangel steigt zum Beispiel die Durchlässigkeit für Natrium-, Kalium- oder Calciumionen an den Membranen von Nerven- oder Muskelzellen. Das steigert dann auch die Erregbarkeit und kann zu Muskelkrämpfen führen.
  • ... den osmotischen Wert von Zellen. Die Magnesiuionen tragen dazu bei, dass die Zellen eine bestimmte Konzentration an Ladungen halten kann. Da Magnesiumkationen zweifach positiv geladen sind, wohingegen zum Beispiel Natriumkationen nur einfach positiv geladen sind, bräuchte man von den Natriumionen zwei, um auf die gleiche Ladung zu kommen, die von nur einem Magnesiumkation erbracht wird. Das hat für osmotische Vorgänge Relevanz, weil der osmotische Wert nicht von der Ladung als solcher, sondern von der Anzahl gelöster Teilchen abhängt.
  • ... den Aufbau eines robusten, gesunden Knochens. Auch hier sind nicht nur Calciumionen, sondern eben auch Magnesiumionen wichtig.
  • ... einen guten Energiestoffwechsel. Für die allermeisten Energiestoffwechselvorgänge sind Magnesiumkationen wichtig, weil sie den körpereigenen Energieträger Adenosintriphosphat (ATP) aktivieren.
  • ... die Aktivierung bestimmter Enzyme. Von etwa 300 Enzymen ist mittlerweile bekannt, dass sie Magnesiumkationen zur Aktivierung benötigen. Manche davon sogar als sogenannte Co-Faktor (also ohne Magnesiumkation funktionieren solche Enzyme gar nicht.

Kaliumionen (K^+) braucht der (menschliche) Körper für...

  • ... das Funktionieren von Nerven- und Muskelzellen. So funktioniert zum Beispiel eine Nervenzelle (stark vereinfacht gesagt) so, dass zuerst Natriumionen von außen nach innen einströmen und dann Kaliumionen von innen nach außen strömen. Dabei verändert sich jeweils das Membranpotenzial, so dass auf diese Weise elektrische Signale entstehen und weitergeleitet werden können. Eine Natriumionen-Kaliumionen-Pumpe sorgt dann dafür, dass die Natriumionen wieder aus der Zelle hinaus und die Kaliumionen wieder in die Zelle hinein befördert werden, damit die Nervenzelle bereit für das nächste Signal wird.
  • ... die Homöostase des Blutes. Damit ist (vereinfacht gesagt) gemeint, dass der Kaliumionenspiegel im Blut innerhalb eines ziemlich engen Spielraums gleichgehalten werden muss. Zu viel oder zu wenig Kaliumionen im Blut sorgen für Herzrhythmusstörungen oder sogar für einen Herzstillstand (das ist letztlich auch die tödliche Wirkung bei einer Hinrichtung mittels einer Todesspritze). Um den Kaliumionenspiegel zu erhöhen, werden die Kaliumionen in den Zellen des Körpers genutzt. Um ihn zu verringern, werden Kaliuimonen in Körperzellen verschoben. So kann - je nach Bedarf - der Kaliumionenspiegel im Blut relativ konstant gehalten werden.
  • ... die Pufferung von bestimmten Säure-Base-Gleichgewichten.
  • ... einen ausgewogenen Wasser-Elektrolyt-Haushalt.

Ich hoffe, ich habe meine klugscheißerische Antwort auf deine erste Frage hiermit wieder etwas gut gemacht.

LG von der Waterkant

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Moin, Moin!

Sind sie doch gar nicht?!

Im Gegenteil: Wenn du Kalium zu dir nehmen würdest, käme es in deinem Mund sofort zu einer äußerst heftigen Reaktion. Das Kalium würde in Verbindung mit dem Wasser aus dem Speichel in deinem Mund wahrscheinlich sogar anfangen zu brennen! Und die stürmische Entwicklung des Wasserstoffs (der unter Umständen durch das brennende Kalium auch gleich in einer Knallgasreaktion zu Wasser weiterreagieren würde) könnte dazu führen, dass dir regelrecht die F resse explodiert. Aber selbst wenn das nicht passiert, das Reaktionsprodukt Kalilauge (und die entsteht auf jeden Fall!) würde deinen Mund-Rachenraum aufs schwerste verätzen. Ich rate daher dringend davon ab, deinem Körper Kalium zuzuführen!

Magnesium reagiert dagegen mit Wasser (aus dem Speichel in deinem Mund) wesentlich langsamer. Das entstehende Magnesiumhydroxid ist auch sehr viel schlechter wasserlöslich, so dass die ätzende Wirkung nicht ganz so verheerend wäre. Der entstehende Wasserstoff wird sich auch nicht entzünden. Aber Platz braucht er dennoch...

Fazit:
Magnesium oder Kalium braucht der Körper nicht. Im Gegenteil, die Aufnahme von Kalium wäre sogar äußerst schädlich.

LG von der Waterkant

P.S.
Was der Körper allerdings in unterschiedlichen Dosierungen benötigt, sind Magnesiumkationen oder Kaliumkationen. Aber danach hast du ja nicht gefragt...

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  • Ja, gibt es...
  • Findet kaum statt...
  • Ist einfach aufzustellen...
  • Kann ich...
  • Kenne ich...
  • Findet man in den richtigen Büchern...
  • Findet man im Internet...

Jetzt habe ich mir mit meiner Antwort schon wesentlich mehr Mühe gegeben als du mit deiner... Uups, ich wollte gerade Frage schreiben, aber so etwas hast du ja eigentlich gar nicht formuliert. Sagen wir: Ich habe mir bereits mehr Mühe gemacht als du mit deinem Post...

Wenn die von dir erhoffte Antwort noch nicht dabei gewesen sein sollte, dann liegt das vielleicht an deiner völlig unzureichenden Genauigkeit, was du eigentlich von uns willst. Aber nein, es liegt vor allem an meinem schlechten, boshaften Charakter (sorry, Aszendent Skorpion; ich kann manchmal einfach nicht aus meiner Haut)...

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Moin,

es gibt einfache Ionen, die aus Atomen hervorgehen, indem ein Atom (mindestens) ein Elektron abgibt, während ein anderes Atom (mindestens) ein Elektron aufnimmt. Das kennst du schon...

Daneben gibt es aber auch (noch viel mehr) zusammengesetzte Ionen. Sie gehen sehr häufig aus Säure-Base-Reaktionen hervor. Darum hilft es sehr, wenn man die Formeln der dazu gehörenden Säuren (oder seltener Basen) kennt, weil man dann anhand der Formel nachvollziehen kann, wie das Säurerest-Anion entsteht...

Wichtige anorganische Säuren sind in diesem Zusammenhang

  • Salzsäure (HCl) - Säurerest: Chlorid-Anion Cl^–, durch Abgabe von einem H^+
  • Hypochlorige Säure (HOCl) - Säurerest: Hypochlorit-Anion ClO^–, durch Abgabe von einem H^+
  • Chlorige Säure (HO2Cl) - Säurerest: Chlorit-Anion ClO2^–, durch Abgabe von einem H^+
  • Chlorsäure (HO3Cl) - Säurerest: Chlorat-Anion ClO3^–, durch Abgabe von einem H^+
  • Perchlorsäure (HO4Cl) - Säurerest: Perchlorat-Anion ClO4^–, durch Abgabe von einem H^+
  • Salpetersäure (HNO3) - Säurerest: Nitrat-Anion NO3^–, durch Abgabe von einem H^+
  • Schweflige Säure (H2SO3) - Säurerest 1: Hydrogensulfit-Anion HSO3^–, durch Abgabe von nur einem H^+
  • Schweflige Säure (H2SO3) - Säurerest 2: Sulfit-Anion SO3^2–, durch Abgabe beider H^+
  • Schwefelsäure (H2SO4) - Säurerest 1: Hydrogensulfat-Anion HSO4^–, durch Abgabe von nur einem H^+
  • Schwefelsäure (H2SO4) - Säurerest 2: Sulfat-Anion SO4^2–, durch Abgabe beider H^+
  • Kohlensäure (H2CO3) - Säurerest 1: Hydrogencarbonat-Anion HCO3^–, durch Abgabe von nur einem H^+
  • Kohlensäure (H2CO3) - Säurerest 2: Carbonat-Anion CO3^2–, durch Abgabe beider H^+
  • Phosphorsäure (H3PO4) - Säurerest 1: Dihydrogenphosphat-Anion H2PO4^–
  • Phosphorsäure (H3PO4) - Säurerest 2: Hydrogenphosphat-Anion HPO4^2–
  • Phosphorsäure (H3PO4) - Säurerest 3: Phosphat-Anion PO4^3–...

Bei den wesentlichen organischen Säuren ist die Carboxygruppe (–COOH) die entscheidende Komponente, zum Beispiel

  • Methansäure (Ameisensäure, HCOOH) - Säurerest: Formiat-Anion HCOO^–
  • Ethansäure (Essigsäure, CH3–COOH) - Säurerest: Acetat-Anion CH3–COO^–
  • ...

Bei den Basen brauchst du eigentlich nur das Kation des Ammoniaks zu kennen:

  • Ammoniak (NH3) - Ammonium-Kation NH4^+, durch Aufnahme von einem H^+

Und nun geht es bei der Salzbildung wie bei den einfachen Ionen auch: die Ladungen von Kationen und Anionen müssen sich gegenseitig in ihren Wirkungen kompensieren (aufheben).

Beispiele:

  • Magnesiumnitrat: Mg(NO3)2
  • Natriumcarbonat: Na2CO3
  • Aluminiumhydrogenphosphat: Al2(HPO4)3
  • Calciumacetat: Ca(OOC–CH3)2
  • Ammoniumsulfat: (NH4)2SO4

Was nun deine Frage nach SO3^2– oder SO2^2– angeht, so ist die Schweflige Säure (H2SO3) nicht isolierbar, sondern nur in wässriger Lösung existent. Ihre Salze, die Sulfite oder Hydrogensulfite sind dagegen isolierbar.
Anders ist das bei der Sulfoxylsäure (Hyposchweflige Säure, H2SO2). Sie ist unter normalen Bedingungen (20°C, 1 bar Luftdruck) instabil und disproportioniert in Schwefel und Schwefeldioxid. Auch ihre Salze sind instabil. Deshalb wirst du im Regelfall damit nichts zu tun bekommen...

Nun fragst du dich vielleicht, woher du das wissen sollst?! Tja, das ist so ein Fall, wo man auf die Erfahrung bauen muss. Da du diese noch nicht zu haben scheinst, kann ich dir nur raten, so etwas auswendig zu lernen. Fang doch am besten mit der Liste der oben genannten Säuren (und der einen Base) an...

LG von der Waterkant

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Moin,

  • Teilchen werden oxidiert, wenn (mindestens) ein Elektronen abgegeben wird
  • Teilchen werden reduziert, wenn (mindestens) ein Elektron aufgenommen wird
  • die Oxidation und die Reduktion sind Teilprozesse eines Vorgangs, den man Redoxreaktion nennt
  • Atome von unedleren Metallen befreien (in einer freiwillig ablaufenden Redoxreaktion) Kationen von edleren Metallen, indem sie Elektronen abgeben (wodurch sie oxidiert) und dadurch selbst zu Kationen werden; die Kationen des edleren Metalls nehmen diese Elektronen auf (wodurch sie reduziert werden) und dadurch werden sie selbst zu Atomen
  • Kupfer ist unedler als Silber
  • Silberkationen liegen normalerweise als einfach positiv geladene Kationen vor
  • Kupferkationen können als einfach oder zweifach positiv geladene Kationen vorliegen

Oxidationsteilgleichung: Cu ---> Cu^+ + e^–
Reduktionsteilgleichung: Ag^+ + e^– ---> Ag
----------------------------------------------------------------------
Redoxgleichung: Cu + Ag^+ ---> Cu^+ + Ag

oder

Oxidationsteilgleichung: Cu ---> Cu^2+ + 2 e^–
Reduktionsteilgleichung: Ag^+ + e^– ---> Ag I•2
---------------------------------------------------------------------------
Redoxgleichung: Cu + 2 Ag^+ ---> Cu^2+ + 2 Ag

LG von der Waterkant

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Moin,

was ist daran nicht zu verstehen? Es steht doch alles da!?

Ein Ökosystem ist keine geschlossenes System (deshalb die gepunktete Begrenzungslinie).

In einem Ökosystem findest du (für gewöhnlich) Produzenten (grüne Pflanzen und / oder C-autotrophe Bakterien), Konsumenten (Pflanzenfresser, Tierfresser verschiedener Ordnung, Allesfresser) und Destruenten (Mikroorganismen, Pilze, Bakterien).

Und du hast in Ökosystemen diverse Stoff- und Energieflüsse, die an Biomasse gebunden sind (rote Pfeile), Wärmeenergie sein können (gelbe Pfeile) oder sonstige Stoffflüsse (hellblaue Pfeile).

Ein typischer Stoff- und Energiefluss wäre zum Beispiel:

  • Sonne schickt Wärme und Licht ins Ökosystem
  • grüne Pflanze macht damit Fotosynthese und baut dabei aus den energiearmen anorganischen Stoffen Wasser und Kohlenstoffdioxid den energiereichen organischen Stoff Zucker auf (und nebenbei entsteht auch noch Sauerstoff)
  • mit Hilfe der Energie im Zucker und aufgenommenen Mineralien aus dem Boden können die Pflanzen weitere organische Substanzen wie Aminosäuren, Proteine, DNA-Bausteine, DNA... aufbauen und so wachsen und gedeihen
  • davon profitieren Lebewesen, die nicht in der Lage sind, sich über die Fotosynthese selbst zu ernähren
  • sie sind Konsumenten; es beginnt mit den Pflanzenfressern, die ihre zum Leben nötigen Stoffe daraus beziehen, dass sie die Pflanzen, in denen diese Stoffe enthalten sind, verdauen
  • dann folgen die Tiere, die Pflanzenfresser fressen und verdauen; auch sie holen sich die Stoffe zum Überleben, die nun in den Pflanzenfressern waren
  • dann gibt es die Tiere, die Tiere fressen und verdauen, die zuvor Pflanzenfresser fraßen und verdauten... (Konsumenten verschiedener Ordnungen; es entsteht eine Nahrungskette)
  • irgendwann sterben nicht gefressene Produzenten(teile) oder Konsumenten(teile) und werden zu totem organischen Material (abgefallenen Blätter, Äste, Leichen...)
  • dieses tote organische Material wird von Destruenten (Pilzen, Bakterien, andere Mikroorganismen) genutzt, um zu überleben
  • dabei zersetzen sie das Material, so dass unter anderem auch Mineralstoffe enstehen
  • diese gelangen in die Erde und können wieder von Pflanzen aufgenommen werden, so dass alles von vorne beginnt...

Weitere Energieflüsse sind zum Beispiel, dass alle Lebewesen Wärmeenergie an die Umgebung abstrahlen (auch über die Grenzen des Ökosystems hinaus).

Weitere Stoffkreisläufe wären in diesem Zusammenhang beispielsweise der Kohlenstoffkreislauf, der Stickstoffkreislauf oder der Phosphorkreislauf...

Und schließlich sind sowohl Zu- als auch Abwanderungen aller drei Organismengruppen möglich (grüne Schlangenlinienpfeile).

Sag mal selbst, war das wirklich so schwer zu verstehen?

LG von der Waterkant

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Moin,

Alkohole der homologen Reihe bestehen aus einer hydrophilen Hydroxygruppe (–OH) und einem hydrophoben kettenförmigen Kohlenwasserstoffrest (–R).

Die Hydroxygruppe ist hydrophil (wasserliebend), weil sie genau wie Wassermoleküle polare Bindungen und am Sauerstoffatom freie Elektronenpaare hat. Dadurch ist die Hydroxygruppe genau wie Wassermoleküle in der Lage, Wasserstoffbrückenbindungen auszubilden.
Nach dem Grundsatz „similia similibus solventur” (Gleiches löst sich in Gleichem) löst sich deshalb also eine Hydroxygruppe gut in Wasser, weshalb man sie als hydrophil bezeichnet.

Ganz anders sieht das beim Kohlenwasserstoffrest aus. Hier sind alle Bindungen zwischen den Kohlenstoffatomen bzw. zwischen den Kohlenstoff- und den Wasserstoffatomen (nahezu) unpolar. Auch verfügen weder die Wasserstoff- noch die Kohlenstoffatome über freie Elektronenpaare. Das bedeutet, dass sich der gesamte Kohlenwasserstoffrest nicht gut in Wasser lösen lässt. Er ist hydrophob (wasserabweisend).

Wenn nun der Rest nicht allzu lang ist (wie es bei Methanol, Ethanol und n-Propanol der Fall ist), dann überwiegt die Hydrophilie der Hydroxygruppe den hydrophoben Charakter des Kohlenwasserstoffrestes.
Wenn aber der Rest länger wird (ab n-Butanol), macht sich der hydrophobe Anteil des Moleküls immer stärker bemerkbar.

Wenn du so willst, ist das Alkoholmolekül bis n-Propanol ähnlich wie ein Wassermolekül, bei dem ein Wasserstoffatom durch einen Kohlenwasserstoffrest ersetzt wurde, während es ab n-Butanol eher wie ein Kohlenwasserstoff ist, bei dem ein Wasserstoffatom durch eine Hydroxygruppe ersetzt wurde...

LG von der Waterkant

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Moin,

das ist ein Wachstums- oder auch Aufschaukelungs- sowie ein Regelkreis.

Das Pluszeichen bezieht sich dabei auf eine gleichsinnige Aussage, also

je mehr..., desto mehr...
oder
je weniger..., desto weniger...

Ein Minuszeichen bezieht sich dagegen auf eine gegensätzliche Aussage, etwa

je mehr..., desto weniger...
oder
je weniger..., desto mehr...

Dann solltest du solche Kreisläufe zweimal durchspielen. In diesem Fall also

Je größer die Dichte der Beutepopulation ist, desto häufiger ist der Kontakt zwischen Räubern und Beute möglich und desto häufiger wird dann auch ein Beutefang erfolgen.

Vereinfacht: je mehr Beutetiere, desto mehr Kontakt zum Räuber, desto mehr Beutefang.

Je häufiger der Kontakt zwischen Beutetieren und Räubern ist und je häufiger der Beutefang erfolgt, desto größer wird die Sterberate der Beutetiere.

Bis hierher, waren es immer gleichsinnige Aussagen, weshalb an den Pfeilen ein Plussymbol zu sehen ist. Doch nun:

Je höher die Sterberate der Beutetiere ist, desto kleiner wird die Dichte der Beutepopulation.

Dies ist eine gegensätzliche Aussage (größer - kleiner). Deshalb ist an dieser Aussagenbeziehung am Pfeil ein Minuszeichen.

Nun kommt der zweite Durchlauf:

Je kleiner die Dichte der Beutepopulation wird, desto seltener kommt es zum Kontakt zwischen Räubern und Beute (gleichsinnige Aussage) und umso seltener wird ein Beutefang erfolgen (noch einmal eine gleichsinnige Aussage; deshalb gilt nach wie vor das Pluszeichen am Pfeil).

Je seltener ein erfolgreicher Beutefang erfolgt, desto kleiner wird die Sterberate der Beutetiere sein.

Wieder gleichsinnig, immer noch ein Plussymbol.

Doch nun wieder:

Je kleiner die Sterberate der Beutetiere ist, desto größer wird die Dichte der Beutetierpopulation.

Das ist eine gegensätzliche Aussagenverknüpfung, weshalb immer noch das Minussymbol richtig ist...

Ein Kreislauf, der einerseits (mindestens) ein Plussymbol und (mindestens) ein Minussymbol enthält, bezeichnet man als Regelkreis.

Der untere Kreislauf ist ein Aufschaukelungs- oder Wachstumskreis:

Je mehr Kontakt zwischen Räubern und Beute möglich ist und je größer der Jagderfolg ist, desto größer kann die Geburtenrate der Jäger sein.
Je größer die Geburtenrate ist, desto größer wird die Dichte der Räuberpopulation werden.
Je größer die Dichte der Räuberpopulation wird, desto mehr Kontakt zwischen Räubern und Beutetieren wird möglich sein und desto größer wird der Jagderfolg werden.

Doch nun wissen wir bereits, dass die Dichte der Beutepopulation in einem Regelkreis-Verhältnis steht. Deshalb gehen wir auch den unteren Kreislauf ein zweites Mal durch. Diesmal mit dem Anfang:

Je geringer der Kontakt zwischen Räubern und Beutetieren ist, desto geringer wird der Jagerfolg sein und um so geringer wird die Geburtenrate des Räubers sein.
Je geringer die Geburtenrate des Räubers wird, desto geringer wird die Dichte der Räuberpopulation werden.
Und je kleiner die Dichte der Räuberpopulation wird, desto geringer werden Kontakte und Jagderfolge werden...

Dem ganzen System könntest du auch noch einen übergeordneten Regelkreis überstülpen, indem du einen Pfeil von der Dichte der Beutepopulation zur Dichte der Räuberpopulation einzeichnest und mit einem Pluszeichen versiehst. Dann zeichnest du einen weiteren Pfeil von der Dichte der Räuberpopulation zur Dichte der Beutepopulation ein und versiehst diesen Pfeil mit einem Minuszeichen. Gelesen würde dieser Regelkreis (zwei Durchläufe!) folgendermaßen:

Je größer die Dichte der Beutepopulation, desto größer die Dichte der Räuberpopulation (gleichsinnig, daher Plus).
Je größer die Dichte der Räuberpopulation, desto kleiner die Dichte der Beutepopulation (gegensätzlich, deshalb Minus).
Je kleiner die Dichte der Beutepopulation, desto kleiner die Dichte der Räuberpopulation (wieder gleichsinnig, deshalb immer noch Plus).
Und je kleiner die Dichte der Räuberpopulation, desto größer die Dichte der Beutepopulation (erneut gegensätzlich, weshalb das Minussymbol immer noch gerechtfertigt ist).

Das wäre doch eine schöne zur Übung ergänzende Erweiterung in einer Klausur...

Alles klar?

LG von der Waterkant

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Moin,

ein Alkylrest leitet sich von einem Kohlenwasserstoff ab. Dabei ist der Alkylrest der Teil eines Moleküls, der übrig bleibt, wenn du einen Wasserstoff des Grundmoleküls weg lässt:

Aus Methan CH4 (Grundmolekül, vollständiger Kohlenwasserstoff) wird unter Weglassen eines Wasserstoffs die Gruppierung –CH3, also ein Alkylrest, den man (in Anlehnung an das Grundmolekül) Methyl-Rest nennt (Methan minus H gleich Methyl).

Aus Ethan CH3–CH3 wird nach dem Weglassen eines Wasserstoffs ein Ethylrest.

Aus Ethen CH2=CH2 wird nach dem Weglassen eines Wasserstoffs ein Ethenylrest.

Aus Benzen (Benzol) wird nach dem Weglassen eines Wasserstoffs ein Benzylrest (= Phenylrest) usw.

Das, was ich hier salopp als „Weglassen” umschrieben habe, hat den Hintergrund, dass Alkylreste durch das fehlende Wasserstoffatom eine offene Bindung haben. Das bedeutet, dass solche Alkylreste mit irgend einem anderen Molekülteil verbunden sind. Sie sind also sogenannte Substituenten...

Alles klar?

LG von der Waterkant

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Moin,

weil die Elektronegativitätsunterschiede zwischen Sauerstoff und Wasserstoff in der Hydroxygruppe zu einer polaren Bindung führen. Das bedeutet, dass das bindende Elektronenpaar in solchen Bindungen zum Sauerstoffatomrumpf hin verschoben ist. Dadurch erhält der Sauerstoff eine negative Teilladung (Partialladung), während der Bindungspartner, von dem das bindende Elektronenpaar weggezogen wird, partiell positiv geladen ist. Und das kommt wiederum daher, dass ein Elektronenpaar immerhin aus negativen Ladungsträgern besteht. Werden sie zu einem der beiden Bindungspartner hin verschoben, ist die Elektronendichte um diesen Bindungspartner höher und dieser dadurch etwas negativer teilgeladen.

Der Elektronegativitätsunterschied zwischen Kohlenstoff und Wasserstoff ist dagegen kaum der Rede Wert und bewegt sich innerhalb natürlicher Schwankungen der Elektronendichte um einen Atomrumpf. Das führt dazu, dass das bindende Elektronenpaar quasi in der Mitte zwischen dem Kohlenstoff- und dem Wasserstoffatomrumpf liegen bleibt. Keine Verschiebung der Bindungselektronen, keine polare Bindung.

Alles klar?

LG von der Waterkant

P.S.
Solltest du nicht wissen, was Elektronegativität ist, dann nimm diese Definition zur Kenntnis:
»Unter Elektronegativität versteht man die relative Stärke, mit der ein Atomrumpf ein bindendes Elektronenpaar zu sich heran zieht.«
Sauerstoff hat eine EN von etwa 3,5
Wasserstoff von 2,2 und
Kohlenstoff von 2,5...

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Moin,

wie du vielleicht weißt, brennen nur Gase mit einer sichtbaren Flammenerscheinung. Na ja, und wenn du die Brennstoffe n-Hexan oder n-Pentan in einem offenen Gefäß in der Nähe einer brennenden Kerze stehen lässt, reicht die Raumtemperatur aus, um die Flüssigkeiten verdunsten zu lassen. Verdunsten ist der Aggregatzustandswechsel von flüssig zu gasförmig unterhalb der Siedetemperatur.
Irgendwann hast du also einen gasförmigen Brennstoff (n-Hexan oder n-Pentan), der an ein brennende Kerze kommt. Dort entzündet sich das Gas und fängt selbst an zu brennen. Da die Spur des Gases zu dem Gefäß mit der Flüssigkeit führt, läuft die Flamme in Richtung Flüssigkeit.

Aber du irrst dich, wenn du schreibst, dass später die ganze Flüssigkeit brennt, denn mit Flamme brennen - wie eingangs schon gesagt - nur Gase. Aber das brennende Gas auf der Flüssigkeit sorgt mit seiner Hitze dafür, dass nun immer schneller die Flüssigkeit gasförmig wird. Darum sieht es so aus, als würde die Flüssigkeit brennen. In Wahrheit brennt auch hier der gasförmig gewordene Brennstoff über der Flüssigkeit...

LG von der Waterkant

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Moin,

ja, ja, das alte Lied...

Nach Brönsted / Lowry sind Säuren Protonendonatoren, also Teilchen, die Protonen abspalten und auf einen Reaktionspartner übertragen können.

Nach Lewis sind Säuren Elektronenpaarakzeptoren, also Teilchen, die ein Elektronenpaar anlagern oder aufnehmen können.

Wenn du das genauer ansiehst, dann stellst du einerseits fest, dass es bei diesen Definitionen einmal um Protonen, das andere Mal um Elektronenpaare geht (also nicht wie du bis jetzt gedacht hast, beide Male um Protonen). Und andererseits kannst du feststellen, dass im typischen Säurefall beide das gleiche bedeuten:

Salzsäure (HCl) kann ein Proton (H^+) abgeben und auf einen Reaktionspartner übertragen:

HCl + H2O ---> H3O^+ + Cl^–

Salzsäure ist also eine Säure im Sinne von Brönsted und Lowry...

Aber in dem Momoent, wo das Proton das Chloratom verlässt, bleibt letzteres als Chlorid-Anion zurück. Wieso wird in diesem Fall aus einem Chloratom ein Chlorid-Anion? Eben, weil das Wasserstoffatom das bindende Elektronenpaar beim Chloratom zurück lässt, wenn es als Proton (H^+) das Molekül verlässt. Oder anders ausgedrückt: Das Chloratom ist ein Elektronenpaarakzeptor:

H–Cl ---> H^+ + ICl^–
(Es ist nur das ehemals bindende Elektronenpaar eingezeichnet)

Das Chloratom im HCl-Molekül ist also eine Säure im Sinne von Lewis.

Die Lewis-Säure-Base-Theorie ist umfassender als die Brönsted / Lowry-Säure-Base-Theorie, weil mit Lewis auch solche Teilchen als Säure aufgefasst werden können, bei denen Protonen gar nicht vorkommen, zum Beispiel Aluminiumchlorid AlCl3...

LG von der Waterkant

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Moin,

na, da kennst du ja bereits alle Faktoren...

Allgemein lässt sich sagen, dass...

  • ... eine gesteigerte Lichtintensität auch die Fotosyntheserate steigert.
  • ... ein gesteigerter Kohlenstoffdioxidgehalt auch die Fotosyntheserate steigert.
  • ... eine Temperaturerhöhung die Fotosyntheserate steigert.
  • ... ohne Wasser keine Fotosynthese möglich ist.
  • ... ohne Chlorophyll (Blattgrün in Chloroplasten) keine Fotosynthese möglich ist.

Aber das alles hat auch Grenzen. Zum einen gibt es Licht-, Halbschatten- und Schattenpflanzen. Gerade letztere sind sehr empfindlich, wenn die Lichtintensität zu groß wird. Auch die beiden anderen Pflanzentypen steigern ihre Fotosyntheserate nicht immer weiter, wenn die Lichtintensität zunehmend steigt. Irgendwann erhöhen selbst Lichtpflanzen ihre Rate nicht mehr. Ab einer bestimmten Lichtmenge sind nämlich alle Chloroplasten vollauf beschäftigt, so dass eine weitere Steigerung der Lichtintensität nichts mehr bringt.

Gleiches gilt auch für den Kohlenstoffdioxidgehalt. Anfangs gilt, dass je mehr Kohlenstoffdioxid angeboten wird, auch umso mehr Fotosynthese betrieben werden kann. Aber irgendwann ist auch damit Schluss, weil alle Chloroplasten auf Hochtouren laufen.

Bei der Temperatur spielt die sogenannte RGT-Regel (Reaktionsgeschwindigkeits-Temperatur-Regel) eine Rolle. Sie besagt, dass eine Temperaturerhöhung um 10 K (10°C) zu einer Verdoppelung bis Verdreifachung der Reaktionsgeschwindigkeit führt. Da auch die Fotosynthese eine Stoffwechselreaktion ist, gilt für sie ebenfalls die RGT-Regel. Aber weil an diesem Prozess Enzyme beteiligt sind und diese als Proteine hitzeempfindlich sind, kann auch die Temperatur nicht beliebig erhöht werden, ohne dass die Fotosyntheserate dabei nicht irgendwann nicht mehr zu steigern ist (am Ende sogar stark abfällt, weil die Enzyme kaputt gehen).

Dass ohne Wasser oder Chlorophyll keine Fotosynthese möglich ist, liegt auf der Hand. Und natürlich erfolgt mehr Fotosynthese, wenn es mehr Chloroplasten (mit ihrem Chlorophyll) gibt. Aber beim Wasser ist relativ schnell eine ausreichende Versorgung erreicht, wonach eine weitere Steigerung des angebotenen Wassers nichts mehr bringt.

LG von der Waterkant

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Moin,

korrekt.

Weniger Schreibarbeit hast du, wenn du in all den Fällen, wo „AA” oder „Aa” möglich ist, einfach „A?” schreibst. Aber deins stimmt natürlich auch...

LG von der Waterkant

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Moin,

Fremdwörter sind Glückssache, was? Soweit ich dein Wort (natürlich absichtlich falsch) interpretiere, ist eine Patenogenese sogar ausschließlich bei Menschen möglich. Kein anderes Lebewesen hat nämlich - soweit mir bekannt - eine Gottheit erdacht, bei der man im Verlauf einer Taufe zum Paten werden kann (Patenogenese = Paten werden).

Solltest du allerdings die Form einer ungeschlechtlichen Fortpflanzung meinen, die man „Parthenogenese” nennt, dann nein, die gibt es beim Menschen bislang nicht. Nachgewiesen ist diese Form zwar bei etlichen Tieren wie

  • Rädertierchen (Rotatoria, Rotifera)
  • Bärtierchen (Familie Eciniscidae)
  • Fadenwürmern (Nematoda)
  • vielen Insekten, zum Beispiel einigen Rüsselkäfern, Gespenstheuschrecken, der Großen Sägeschrecke, den meisten Fransenflüglern oder auch Hautflüglern, bei denen aus unbefruchteten haploiden Eiern Männchen entstehen, aus befruchteten jeweils Weibchen, Gallmücken der Gattungen Miastor, Heteropeza und Henria sowie bei dem Käfer Micromalthus debilis im Rahmen einer Pädogenese (Neotonie)
  • sehr vielen Milbenarten (Spinnentiere)
  • einigen weiteren Spinnentieren, zum Beispiel bei Skorpionen der Familie Buthidae (Tityus serrulatus)...
  • Krebsen, insbesondere bei Cladocera, Daphnia oder dem Marmorkrebs (Procambarus fallax)
  • Schnecken, etwa aus der Familie der Thiaridae (z.B. Melanoides tuberculata...)
  • manchen Echsen, zum Beispiel bei dem australischen Gecko Heteronotia binoei oder dem Komodowaran oder dem Jungferngecko
  • vier Schlangenarten, nämlich der Wassermokassinotter, dem Nordamerikanischen Kupferkopf, der Blumentopfschlange oder - selten - beim Tigerpython
  • fünf Haiarten: Weißgepunkteter Bambushai, Schaufelnasenhammerhai, Kleiner Schwarzspitzenhai, Kalifornischer Schwellhai und dem Zebrahai
  • Rochen, zum Beispiel beim Schmalzahn-Sägerochen
  • ein paar Vögeln, zum Beispiel bei Truthühnern

aber darunter ist der Mensch nicht zu finden.

Obwohl... War da nicht mal so eine Geschichte, wo eine menschliche Jungfrau - ich glaube sie hieß Maria - unbefleckt einen Sohn geboren haben soll?! Boah-ey! Das wäre dann ein wahres Meisterstück an Parthenogenese gewesen, wo doch bei dieser Form der Vermehrung zumindest bei Wirbeltieren bisher nur Klone der Mutter (also Weibchen) entstanden sind. Aber Maria soll ja wohl einen Sohn gehabt haben...
(Und an alle, die mich jetzt belehren wollen, dass diese Geschichte wahrscheinlich auf einem Übersetzungsfehler biblischer Texte beruht, wo angeblich aus dem hebräischen „eine junge Frau” kurzerhand eine „Jungfrau” gemacht wurde, das weiß ich. Aber erzählt das mal den Katholiken oder Fundamentalchristen).

Du siehst, es ist bisher beim Menschen noch nicht vorgekommen. Das soll aber nicht heißen, dass es nicht vorkommen könnte. Erstens gibt es nach meiner Erfahrung in der Biologie nichts, was es nicht gibt, und zweitens ist das Klonen von Lebewesen ja jetzt schon möglich. Warum dann nicht auch eine Parthenogenese (obwohl Eier der Frauen haploid sind; man müsste also zunächst einmal die zweite meiotische Teilung unterbinden, was vielleicht mit Giften wie Colchizin ginge). Und natürlich müsste man sich über sämtliche ethischen Regeln bezüglich Versuchen am Menschen hinwegsetzen. Aber auch das ist von skrupellosen Mitmenschen ja schon hinlänglich bekannt geworden.

LG von der Waterkant

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Moin,

wenn sie die genotypische Ausstattung B B hat, ist sie homozygot, bei der genotypischen Ausstattung B b ist sie heterozygot.

In beiden Fällen hat Sabines Mutter selbst braune Augen (weil sie mindestens einmal das dominante Gen für diese Augenfarbe besitzt).

Vererben kann Sabines Mutter bei homogener Ausstattung nur braune Augen (weil ihre Keimzellen auf jeden Fall ein B abbekommen).
Wenn sie dagegen eine heterogene Ausstattung hat, kann sie sowohl braune Augen vererben (Weitergabe von Allel B) oder blaue Augen (Weitergabe von Allel b).

LG von der Waterkant

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