Vorbereitung auf die Chemiearbeit – Lösung der Übungsaufgaben

Wie die meisten hier wissen sollten, schreiben wir Dienstag die Chemiearbeit. Frau Schrecke hat uns dazu ein paar Übungsaufgaben gemailt und ich wollte jetzt einfach mal ein Post mit den Lösungen dazu machen. Also falls die Aufgaben schon wer von euch gemacht hat, der kann sie unter die Kommentare schreiben und ich werde sie dann ergänzen. Ich habe mir die Aufgaben schonmal angeguckt, aber noch nicht Richtig zu Papier gebracht, deshalb werde ich einfach zu jeder Aufgabe eine kleine Vermutung aufstellen.

Hier die gestellten Aufgaben:

Aufgabe 2: Vielfältige Oxidationsprodukte der Propanole

2.1 Planen Sie ein Experiment, bei dem sowohl Propan-1-ol zu Propanal als auch Propan-2-ol zu

Propanon umgesetzt werden können. Geben Sie die Durchführung und die zu erwartenden

Beobachtungen an. Deuten Sie diese mit Reaktionsgleichungen.

2.2 Propan-1-ol lässt sich mit sehr starken Oxidationsmitteln (wie einer Kaliumpermanganatlösung)

direkt zu Propansäure umsetzen. Je nach Reaktionsmilieu, d.h. bei unterschiedlichen pHWerten

wird Kaliumpermanganat unterschiedlich reduziert (M3).

Formulieren Sie für einen der in M3 angegebenen pH-Bereiche die zugehörige Redoxreaktion.

M3

Im sauren Milieu (pH < 7) reagieren die Permanganationen (MnO4

-) zu Mn2+-Ionen. Die zuvor violette

Lösung entfärbt sich.

Im neutralen Milieu (pH =7) reagieren die Permanganationen (MnO4

-) zu Mangandioxid (MnO2).

Dieser fällt als brauner Niederschlag (Braunstein) aus.

Im alkalischen Milieu (pH >7) reagieren die Permanganationen (MnO4

-) zu Manganationen

(MnO4

2-). Die zuvor violette Lösung färbt sich grün.

Aufgabe 1

Die  vier isomeren Alkanole mit der Summenformel C₄H₁₀O werden jeweils mit heißem, schwarzem Kupfer(II)-oxid versetzt. Dazu erhitzt man eine Kupferdrahtnetzrolle bis zur Rotglut und taucht diese rasch in die zu untersuchenden Alkanole ein.

1. 1. Zeichnen Sie die Konstitutionsformeln der vier isomeren Alkanole und benennen Sie diese nach der IUPAC-Nomenklatur. Geben Sie an, ob es sich bei dem jeweiligen Alkohol um einen primären, sekundären oder tertiären Alkohol handelt.

1. 1. Stellen Sie die Reaktionsgleichung für die Synthese des schwarzen Kupfer(II)-oxids aus den Elementen auf und geben Sie Oxidationszahlen aller beteiligten Atome an.

1. 1. Formulieren Sie die Reaktionsgleichungen für die Reaktion aller unter 1.1 gefundenen isomeren Alkanole mit Kupfer(II)-oxid unter Verwendung von Strukturformeln und unter Angabe aller sich bei diesem chemischen Vorgang ändernden Oxidationszahlen. Benennen Sie die jeweiligen Reaktionsprodukte nach der IUPAC-Nomenklatur.

1. 1. Erklären Sie an einer unter 1.3 aufgestellten Reaktionsgleichung den Begriff Redoxreaktion.

1. 1. Die Oxidierbarkeit der Alkohole macht man sich zunutze bei dem früher angewendeten Alcotest zur Kontrolle des Alkoholkonsums unter Verwendung von angesäuertem gelborangen Kaliumdichromat (K₂Cr₂O₇).

Beschreiben Sie die Durchführung und Beobachtung beim Alcotest.

1. 1. Formulieren und benennen Sie die Reaktionsgleichung für die Reaktion von Methanol mit Dichromat-Ionen (Teilgleichungen und Gesamtgleichung) und geben Sie alle sich ändernden Oxidationszahlen an. Benennen Sie das Oxidationsprodukt des Methanols nach IUPAC.

Aufgabe 2

Geplant ist die Synthese von 2-Methylpropan-2-ol (2-Methyl-2-propanol).

1. 1. 1. Wie könnte man 2-Methylpropan-2-ol aus einem Halogenalkan herstellen? Geben Sie den Namen des Ausgangsstoffes nach der IUPAC-Nomenklatur an und stellen Sie die Reaktionsgleichung unter Verwendung von Strukturformeln auf.

1. 1. 1. Benennen Sie den Reaktionstyp für die Synthese unter 2.1. Stellen Sie den Reaktionsmechanismus für diese Reaktion auf und erläutern Sie die einzelnen Schritte.