Ionen – die neusten BeitrĂ€ge

Warum finden die E2 Reaktion so statt?

Also warum genau entsteht nicht das rechte Produkt (hatte das bei mir so als Ergebnis notiert)

Dh ich dachte das Methoxid Ion nimmt sich das Proton an Stelle 2, wo auch Brom als Substituent ist. Ich habe mal in der Vorlesung aufgeschnappt, dass dieser Übergangszustand im 180 Grad Winkel zu Brom stattfindet. In der Sesselkonformation sieht man ja, dass Brom da axial steht, kann man daraus dann direkt auch schließen, dass das Proton genommen wird, was ebenfalls axial steht? (Damit 180Grad Winkel gegeben ist)

Das Wasserstoffatom an Stelle 2 beim Brom ist ja Ă€quatorial und damit dann ausgeschlossen dafĂŒr? An Stelle 1 ist das Wasserstoffatom auch Ă€quatorial ausgerichtet. Das nĂ€chstgelegene axiale H ist an Stelle 3.

Habe ich das richtig verstanden, oder stimmt das nicht?

Könnte mir noch jemand erklÀren, warum es unbedingt auch in Trans-Stellung liegen muss? Und ist es in trans Stellung in Bezug auf den Substituenten Brom?

Ach und warum genau geht Brom ab und nicht die Methylgruppe? E2 kann ja auch an einem tertiÀren C Atom stattfinden (also bei der Methylgruppe) Liegt es vielleicht daran, dass Br^- eine bessere Abgangsgruppe ist?

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Aluminium kann "Flammen" bzw. Plasma blau fÀrben

Weiter unten ist ist eine kurze Zusammenfassung, falls jemand nicht so viel lesen möchte.

Viele hier wissen sicher, dass einige chemische Elemente Flammen fĂ€rben können. Natrium sorgt zum Beispiel fĂŒr gelbe Flammen, Kupfer fĂŒr grĂŒne. Aber dass Aluminium eine typische Farbe erzeugt, davon hört man normalerweise nicht.

Wie FlammenfÀrbung funktioniert

Durch die WĂ€rme einer Flamme können die Außenelektronen der Atome in einen angeregten Zustand versetzt werden. Nach kurzer Zeit fallen sie wieder in den Ausgangszustand zurĂŒck und geben dabei Energie in Form von Licht ab. Die WellenlĂ€nge (=Farbe) des Lichts hĂ€ngt davon ab, zu welchem Element die Elektronen gehören.

Um eine Flamme zu fĂ€rben, muss man dafĂŒr sorgen, das genug von dem farbgebenden Element stark genug erhitzt wird. Normalerweise benutzt man dazu ein Salz, (z.B. Kupfersulfat), da Salze meist flĂŒchtiger sind als die Elemente an sich. Es ist deshalb einfacher, mit Kupfersulfat ausreichend Kupferionen in eine Flamme zu befördern als z.B. mit einem StĂŒck Kupferdraht.

Und Aluminium?

Alumnium erscheint in dieser Hinsicht zuerst mal ziemlich langweilig. HÀlt man das Metall in eine Flamme, passiert nichts spannendes. Auch Aluminiumchlorid erzeugt keine spezielle FlammenfÀrbung, zumindest habe ich damit nichts zusammengebracht. Nicht mal im internet finde ich was dazu.

Hier kommt jetzt aber der Begriff "Plasma" ins Spiel :D

Plasma ist Im Grunde Gas, bei dem zumindest ein Teil der Atome in ionisierter Form vorliegt, also in Elektronen und Ionen aufgespalten wurde. Eigentlich passiert das auch bei gewöhnlichen Flammen einer Verbrennung schon zu einem kleinen Teil und deshalb (habe ich gerade erst herausgefunden) können auch diese schon als Plasma bezeichnet werden.

Elektrisch erzeugtes Plasma

Man kann Plasma aber auch auf andere Arten erzeugen, zum Beispiel elektrisch. Weil Plasma freie bewegliche LadungstrÀger (Elektronen und Ionen) besitzt, kann es elektrischen Strom leiten. Deshalb kann man auch einen Stromfluss durch dieses Plasma nutzen, um elektrisch in ihm WÀrme zu erzeugen und es dadurch dauerhaft im Plasmazustand zu halten. Das funktioniert in etwa wie die WÀrmeerzeugung in einem Toaster.

Anders als ein Toaster kann Plasma aber nicht durch zu hohe Eingangsleistung kaputt gehen, es ist ja nur "heiße Luft". Deshalb kann man Plasma elektrisch mit extrem hoher Leistung versorgen und es dadurch mit Leichtigkeit auf eine Temperatur von mehreren 1000°C bringen. Elektrisch erzeugtes Plasma, das sich zwischen (mindestens) zwei Elektroden spannt, die es mit Energie versorgen, bezeichnet man ĂŒbrigens als Lichtbogen.

Durch diese hohe Temperatur kann der Anteil an ionisierten Teilchen deutlich höher sein und es ist auch generell einfacher, Ionen eines beliebigen Elements zu erzeugen. Sogar elementarem Kupfer kann man dabei ein schönes GrĂŒn entlocken.

Was ich euch aber zeigen wollte, ist ein Lichtbogen mit Aluminiumelektroden. Das heiße Plasma hat direkten Kontakt mit den Elektroden und erhitzt diese dadurch sehr stark. Durch die enorme Hitze entstehen genug Aluminiumionen, dass tatsĂ€chlich die "geheime" Flammenfarbe dieses Metalls sichtbar wird: Blau!

Die Energie wurde hier durch unsere Photovoltaikanlage bereitgestellt. Diese gibt um die 500V aus und kann im Kurzschluss bis zu 20A (oder so, weiß nicht mehr genau) bereitstellen. Das Licht ist ĂŒbrigens extrem hell. Der Raum sieht im Foto dunkel aus, ist aber eigentlich recht stark beleuchtet. Die Kamera dreht nur die Belichtung sehr weit runter, damit das Bild nicht komplett weiß ist.

Kurzfassung

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Manche Elemente können im ionisierten Zustand (=Atome in Elektronen und Ionen zerlegt) ein Licht mit einer bestimmten Farben erzeugen, z.B. erzeugt Natrium gelbes Licht. Erreichen kann man die Ionisation mit hoher Temperatur, z.B. in einer Flamme.

Aluminium zeigt in einer gewöhnlichen Flamme keine charakteristische FÀrbung. Mit dem Plasma eines elektrisch erzeugten Lichtbogen kann man aber eine deutlich stÀrkere Ionisation erzielen, wodurch Aluminium ein sehr intensives blaues Licht erzeugt.

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Noch ein Beispiel. Die Spannungsquelle war hier eine am Netz betriebene Zusammenschaltung von mehreren Hochspannungstrafos aus Mikrowellen ("MOT-Stack"). Die Spannung war da höher als bei der PV-Anlage, dadurch konnten die Lichtbögen deutlich lÀnger sein.

Im ausgeschaltenen Zustand habe ich die AusgĂ€nge des MOT-Stacks mit einem dĂŒnnen Aluminiumdraht kurzgeschlossen. Beim Einschalten ist der Draht(durch den Stromfluss und dadurch entstehende Hitze) geschmolzen und hat einen Lichtbogen ĂŒber die ganze DrahtlĂ€nge hinweg gezĂŒndet.

Macht euch keine Sorgen wegen dem ganzen Kram im Hintergrund xD

Super, das wurde mal wieder deutlich lÀnger als geplant. Wenn ich mal schreibe, dann hör ich einfach nicht mehr auf...

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Wie kommt man auf die R- und S- Konfiguration?

Also die linke Zeichnung nennt man nach IUPAC ja cis-1,2-Dimethylcyclobutan, weil beide Substituenten nach ,,vorne’‘ zeigen. Jedoch kann man nach dieser R und S Konfiguration die beiden Substituenten an den Stellen 1 und 2 auch als R oder S klassifizieren (so wie ich es verstanden habe)

Der erste Schritt ist da ja die ChiralitĂ€tszentren zu finden und das ist fĂŒr meine Zeichnung ja am 1. und 2. C-Atom vom Cyclobutan. Wie man in dem 2. Foto sieht, muss man dann die PrioritĂ€ten der Bindungspartner bestimmen und die Richtung in der man zĂ€hlt entscheidet ĂŒber R oder S.

Wo liegt bei mir der Fehler? H hat ja meistens die niedrigste PrioritÀt, dann schaut man weiter. Die anderen Bindungspartner sind ja alles C-Atome, und da muss man dann um einen Schritt immer weiterschauen.

Ich habe da gedacht, dass das eine C ja mit 2 weiteren C und 1 H verbunden ist (PrioritÀt 1), das andere mit 1 C und 2H (PrioritÀt 2) und das andere C mit 3H verbunden ist (PrioritÀt 3)

ZĂ€hlt die Nummer 4 nicht mit in die ZĂ€hlrichtung? Weil das wĂŒrde fĂŒr meine Skizze (Bild 1) und die ErklĂ€rung (Bild 2) ja dann keinen Kreis ergeben. Warum zĂ€hlt man das H anscheinend nicht mit?Ich habe es ja mit einem durchgezogenen Strich gemalt, aber im 2. Bild ist es gestrichelt. Liegt es daran? Und woher weiß ich immer, dass es gestrichelt sein muss?

Vielen Dank schon mal fĂŒr Antworten, falls welche kommen werden :)

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Fachliche Frage zur Zellatmung?

Ich schreibe in KĂŒrze mein Abitur im Fach Biologie und mir sind einige Unstimmigkeiten hinsichtlich der Zellatmung aufgefallen, bei denen mir weder mein Lehrer noch jegliche Quellen im Internet oder in FachbĂŒchern helfen konnten. Falls sich jemand mit dieser Thematik auskennt, wĂ€re ich fĂŒr eine Antwort dankbar. Wer sich mit Zellbiologie nicht auskennt, kann mit meiner Frage wahrscheinlich recht wenig anfangen, da die Frage ziemlich ins Detail geht.


Also, mir sind ein paar Probleme hinsichtlich der Bilanzen und der Reaktionsgleichung aufgefallen. In den meisten Quellen wird immer davon gesprochen, dass in der Zellatmung 6 WassermolekĂŒle frei werden, dabei handelt es sich um die Nettogleichung.
In der Bruttogleichung wird oft davon gesprochen, dass sechs WassermolekĂŒle im Verlauf verbraucht werden und zwölf insgesamt entstehen, woraus sich die 6 MolekĂŒle in der Nettogleichung ergeben. Aber wie kommen diese 6 und 12 MolekĂŒle zustande.

In Folge der Reaktion mit der Enolase in der Glykolyse entstehen pro GlucosemolekĂŒl zwei H2O-MolekĂŒle, außerdem entstehen in der Atmungskette insgesamt 12 H2O pro Glucose, da die sechs O2-MolekĂŒle mit H+-Ionen und den 24 Elektronen aus dem zuvor entstandenen NADH+H* und FADH2 zu 12 Wasser reduziert werden. Also entstehen insgesamt 14 WassermolekĂŒle.
Auf der anderen Seite werden im Citratzyklus ingesamt 4 WassermolekĂŒle pro Glucose verbraucht.
Dies summiert sich also zu 10 (4 verbraucht, 14 entstanden) WassermolekĂŒlen, was in der gesamten Reaktionsgleichung allein schon wegen des Massegesetzes keinen Sinn macht.

Also wie hÀngt das alles zusammen? Kann mir da irgendjemand weiterhelfen oder mich eventuell an Experten weiterleiten, an die ich mich wenden könnte?

Biochemie, Ionen, MolekĂŒle, Reaktion, chemische Reaktion, Reaktionsgleichung

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