Isododecan in der Mascara
AFB I–IIWasserfeste Mascara enthält oft Isododecan als flüchtiges Lösungsmittel. Sein IUPAC-Name ist 2,2,4,6,6-Pentamethylheptan: eine Kette aus sieben C-Atomen mit zwei Methylgruppen an C2, einer an C4 und zwei an C6.
- Ordne jedem C-Atom der Hauptkette (C1 bis C7) seine Einteilung zu.
- Berechne aus der Einteilung aller C-Atome die Zahl der H-Atome und gib die Summenformel an.
- Erläutere am Vergleich mit Dodecan (C₁₂H₂₆, unverzweigt), was die Einteilung über die Form des Moleküls verrät.
Hinweise
Hinweis zu Aufgabe a)
Hinweis zu Aufgabe b)
Hinweis zu Aufgabe c)
Erwartungshorizont
Erwartungshorizont zu Aufgabe a)
C1 primär, C2 quartär, C3 sekundär, C4 tertiär, C5 sekundär, C6 quartär, C7 primär.
Erwartungshorizont zu Aufgabe b)
p = 7, s = 2, t = 1, q = 2 → \(n_\text{H} = 3\cdot7 + 2\cdot2 + 1\cdot1 = 26\); \(\ce{C12H26}\), Probe \(2\cdot12+2 = 26\).
Erwartungshorizont zu Aufgabe c)
Dodecan hat nur 2 primäre und 10 sekundäre C-Atome, keine Verzweigung. Isododecan hat drei Verzweigungsstellen (2 quartär, 1 tertiär) und 7 CH₃-Gruppen: Es ist stark verzweigt und kompakt, obwohl beide dieselbe Summenformel haben.
Rätsel um verzweigte Alkane
AFB II–IIIIn einem Chemie-Wettbewerb werden Alkane nur über die Einteilung ihrer C-Atome beschrieben.
- Ermittle das Alkan \(\ce{C6H14}\) mit vier primären und zwei tertiären C-Atomen und gib seinen Namen an.
- Entwickle ein Alkan \(\ce{C7H16}\), das genau ein quartäres und genau ein tertiäres C-Atom besitzt, und benenne es.
- Weise nach, dass in jedem verzweigten oder unverzweigten Alkan (ab Ethan) gilt: p = t + 2q + 2.
Hinweise
Hinweis zu Aufgabe a)
Hinweis zu Aufgabe b)
Hinweis zu Aufgabe c)
Erwartungshorizont
Erwartungshorizont zu Aufgabe a)
Zwei benachbarte CH-Gruppen mit je zwei CH₃: (CH₃)₂CH–CH(CH₃)₂ = 2,3-Dimethylbutan.
Erwartungshorizont zu Aufgabe b)
2,2,3-Trimethylbutan: C2 quartär, C3 tertiär. Es ist das einzige C₇H₁₆-Isomer mit dieser Einteilung.
Erwartungshorizont zu Aufgabe c)
Jede C–C-Bindung wird von beiden Partnern gezählt: \(p + 2s + 3t + 4q = 2(n-1) = 2(p+s+t+q) - 2\). Umformen ergibt \(p = t + 2q + 2\). Beispiel Isododecan: 1 + 2·2 + 2 = 7 primäre C ✓.
