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Hydrophil und lipophil

Zehn Übungen dazu, was sich mit Wasser und was sich mit Heptan mischt.

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Übungsaufgaben

Zehn interaktive Übungen von AFB I bis AFB III. Jede Übung gibt dir sofort Rückmeldung; bei Schwierigkeiten helfen die gestuften Tipps, die Erklärung nach dem Prüfen zeigt den typischen Fehler.

A1
Überwiegend lipophil
AFB I

Welche Stoffe sind überwiegend lipophil?

Mehrere Antworten sind richtig. Markiere alle zutreffenden und klicke dann auf „Prüfen“.
Lipophil sind Stoffe mit großen Kohlenwasserstoffanteilen. Zucker hat viele OH-Gruppen, Methanol eine OH-Gruppe bei nur einem C-Atom — beide sind hydrophil, Kochsalz besteht aus Ionen.
A2
Stimmt's? — Fünferserie
AFB I

Fünf Behauptungen über Löslichkeit.

5 Aussagen nacheinander. Eine falsche Einschätzung reicht — dann startest du die Serie mit „Neue Runde“ neu.
Aussage 1 von 5

Mischbarkeit folgt aus den Kräften, die Lage der Phasen aus der Dichte — zwei getrennte Fragen.
A3
Lückentext mit Wortbank
AFB I

Setze die Fachbegriffe ein — ein Wort bleibt übrig.

Wort anklicken, dann Lücke anklicken (oder umgekehrt) — mit Tab und Enter geht es genauso. Ein Klick auf eine gefüllte Lücke legt das Wort zurück.

Zwischen Wassermolekülen wirken starke . Zwischen Wasser- und Heptanmolekülen wären nur schwache möglich. Heptan ist deshalb und bildet mit Wasser zwei . Welche Schicht oben liegt, bestimmt die .

„Elektronenpaarbindungen“ passt nicht: Sie wirken innerhalb der Moleküle und bleiben beim Mischen unverändert.
Zwei Lücken fragen nach Kräften zwischen Molekülen.
Der Ablenker beschreibt Bindungen im Molekül.
A4
Wasser, Heptan oder beides?
AFB I

Worin löst sich der Stoff bzw. womit mischt er sich bei 20 °C?

Ziehe jede Karte in den passenden Korb — oder wähle sie mit Enter aus und drücke dann die Ziffer des Korbs (0 legt sie zurück).
1nur in Wasser
2nur in Heptan
3in beiden
Methanol ist mit Wasser unbegrenzt mischbar, mit Heptan bei 20 °C kaum: Die OH-Gruppe überwiegt den winzigen Methylrest. Propan-2-ol hat einen größeren lipophilen Teil und mischt sich mit beiden.
A5
H-Brücken zählen
AFB I

Mit wie vielen Wassermolekülen kann ein einzelnes Methanolmolekül (CH₃–OH) höchstens gleichzeitig H-Brücken bilden?

Rechne selbst und trage das Ergebnis ein — Enter prüft direkt.
Das H der OH-Gruppe bildet eine H-Brücke zu einem Wassermolekül; jedes der zwei freien Elektronenpaare am O nimmt eine H-Brücke von einem Wassermolekül an: 1 + 2 = 3.
Zähle getrennt: stark δ+ geladene H-Atome und freie Elektronenpaare am O.
Die H-Atome der CH₃-Gruppe zählen nicht.
A6
Warum sich Heptan nicht löst
AFB II

Bringe die Erklärung in eine logische Reihenfolge.

Ziehe die Karten in die richtige Reihenfolge — mit der Tastatur: ↑/↓ verschiebt, Shift+↑/↓ wechselt nur den Fokus.
1Wassermoleküle sind über starke H-Brücken miteinander verbunden.
2Heptanmoleküle sind unpolar und können keine H-Brücken bilden.
3Zum Mischen müssten H-Brücken zwischen Wassermolekülen gelöst werden.
4Als Ersatz entstünden nur schwache Van-der-Waals-Kräfte zu Heptan.
5Die Wassermoleküle bleiben unter sich: Es bilden sich zwei Phasen.
Die Erklärung beginnt bei den Kräften im reinen Stoff und fragt dann, was beim Mischen gewonnen oder verloren würde.
A7
Rechenkette: Scheidetrichter
AFB II

In einem Scheidetrichter werden 50 mL Wasser (ρ = 1,00 g/mL) und 30 mL Heptan (ρ = 0,68 g/mL) geschüttelt.

Rechne die Kette Schritt für Schritt: Erst wenn ein Schritt stimmt, wird der nächste freigeschaltet. Enter prüft.
  1. Masse des Wassers g
  2. Masse des Heptans g
  3. Gesamtmasse g
  4. Volumen der oberen Phase mL
m = ρ · V: 0,68 g/mL · 30 mL = 20,4 g. Oben liegt Heptan, weil seine Dichte kleiner ist — nicht wegen der kleineren Masse.
m = ρ · V
Die obere Phase ist die Flüssigkeit mit der kleineren Dichte.
A8
Begriffe verbinden
AFB II

Verbinde jeden Begriff mit seiner Bedeutung.

A9
Fehlersuche im Protokoll
AFB IIMix

Sechs Sätze aus einem Versuchsprotokoll — drei sind falsch.

In diesem Text stecken Fehler. Klicke genau die falschen Zeilen an — die richtigen musst du stehen lassen.
Typischer Fehler: Aus „H und O im Molekül“ auf H-Brücken schließen. Es braucht ein H-Atom direkt am O-Atom.
A10
Hydrophil oder lipophil?
AFB IIITrick

Schätze aus dem Molekülbau ab, wie sich der Stoff verhält.

Wähle für jede Zeile eine Stufe: 1 = stark hydrophil, 2 = überwiegend hydrophil, 3 = ausgewogen, 4 = überwiegend lipophil, 5 = stark lipophil. Mit der Tastatur: Tab zur Zeile, ←/→ zwischen den Stufen, Enter setzt.
1 = stark hydrophil5 = stark lipophil
Ethandiol, HO–CH₂–CH₂–OH
Methanol, CH₃–OH
Propan-2-ol, CH₃–CH(OH)–CH₃
Diethylether, C₂H₅–O–C₂H₅
Tetrachlormethan, CCl₄
Trick: CCl₄ hat vier polare C–Cl-Bindungen, ist aber tetraedrisch symmetrisch und damit kein Dipol — es ist stark lipophil. Diethylether hat zwar ein O-Atom, aber keine OH-Gruppe und zwei Ethylreste.
Zähle OH-Gruppen und vergleiche mit der Zahl der C-Atome.
Polare Bindungen allein machen noch keinen Dipol — denke an den Bau.