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Übungen: Polyolefine bis Polyether

Gruppen erkennen, Einheiten abgrenzen, Namen durchschauen — zehn Übungen zur Ordnung der Kunststoffe.

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Übungsaufgaben

Zehn Übungen von AFB I bis AFB III — jede gibt dir sofort Rückmeldung, bei Schwierigkeiten helfen zwei gestufte Tipps.

A1
Familien nach Verknüpfung
AFB I

Ordnen Sie die Kunststoffe der passenden Klasse zu.

Ziehe jede Karte in den passenden Korb — oder wähle sie mit Enter aus und drücke dann die Ziffer des Korbs (0 legt sie zurück).
1Polyester
2Polyamid
3Polyether
Maßgeblich ist die Gruppe in der Hauptkette: –CO–O– (Ester), –CO–NH– (Amid) oder –O– zwischen zwei C-Atomen (Ether).
Ansatz: Welche Monomere stecken jeweils dahinter?
Weiter: PTHF = Polytetrahydrofuran, –[O–(CH₂)₄]ₙ–.
A2
Stimmt's? — Klassen
AFB I

Nennen Sie jeweils, ob die Aussage zutrifft.

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

Klassen erkennt man an der Verknüpfungsgruppe der Hauptkette.
Ansatz: Wo steht das Carbonyl-C?
Weiter: Seitenkette oder Hauptkette?
A3
Heteroatome in der Hauptkette
AFB I

Geben Sie alle Kunststoffe an, deren Hauptkette Heteroatome enthält.

Mehrere Antworten sind richtig. Markiere alle zutreffenden und klicke dann auf „Prüfen“.
PVC, PS und PTFE tragen Cl, C₆H₅ bzw. F nur als Substituenten — ihre Hauptkette ist eine reine C-Kette aus der Polymerisation.
Ansatz: Schau nur auf die Kette, nicht auf die Seitengruppen.
Weiter: Polymerisate von Ethen-Derivaten haben reine C-Ketten.
A4
Gruppe erkennen
AFB II

Bestimmen Sie zu jedem Hauptkettenausschnitt die Kunststoffklasse.

Klicke links einen Eintrag an und dann rechts den passenden — es entsteht eine Verbindungslinie. Mit der Tastatur: Enter zum Auswählen, ↑/↓ zum Wandern.
O- und N-Atome direkt am Carbonyl-C zählen: O (Ester), N (Amid), O + O (Carbonat), N + O (Urethan); kein Carbonyl-C, aber O (Ether).
Ansatz: Beginne mit dem Carbonyl-C.
Weiter: Welche Nachbarn hat es?
A5
Polyaddition formulieren
AFB II

Formulieren Sie die Bildung eines Polyurethans aus Hexamethylendiisocyanat (HDI) und Butan-1,4-diol.

Setze den Bauplan von links nach rechts zusammen. Ein Klick legt den Baustein auf den nächsten freien Platz, ein Klick im Bauplan legt ihn zurück. Enter funktioniert genauso.
Bei der Polyaddition wird nichts abgespalten — die Summenformel der Wiederholeinheit ist die Summe beider Monomere. Ohne NH ist es ein Polyester.
Ansatz: Wird Wasser frei?
Weiter: Das N des Isocyanats bleibt in der Kette.
A6
Rechenkette: Polyurethan
AFB II

Ein lineares Polyurethan aus HDI (\(\ce{C8H12N2O2}\)) und Butan-1,4-diol (\(\ce{C4H10O2}\)) hat \(M = 51\,662\,\text{g/mol}\). Berechnen Sie (Endgruppen vernachlässigt):

Rechne die Kette Schritt für Schritt: Erst wenn ein Schritt stimmt, wird der nächste freigeschaltet. Enter prüft.
  1. \(M\)(Wiederholeinheit) = g/mol
  2. Zahl der Wiederholeinheiten =
  3. Masse HDI für 1,00 kg Polymer = g
M = 168,20 + 90,12 = 258,32 g/mol — ohne Abzug von Wasser, weil bei der Addition nichts abgespalten wird. 51 662 : 258,32 = 200; 1000 g · 168,20 : 258,32 ≈ 651 g.
Ansatz: Beide Monomermassen addieren.
Weiter: Massenanteil HDI in der Wiederholeinheit.
A7
Mix mit 6.1.3/6.1.4: Wie entstanden?
AFB II

Ordnen Sie jeden Kunststoff der Reaktion zu, durch die er hergestellt wird.

Setze in jeder Zeile das passende Kreuz — hier ist es genau eins pro Zeile. Enter setzt und löscht.
KunststoffPoly­meri­sationPoly­konden­sationPoly­addition
Poly­vinyl­chlorid
Polyamid 6.6
Polyurethan
Poly­ethylen­tere­phthalat
Polystyrol
Poly­carbonat (aus Bis­phenol A + Phosgen)
Reine C-Kette → Polymerisation; Nebenprodukt (H₂O, HCl) → Polykondensation; Urethan ohne Nebenprodukt → Polyaddition. Beim PC wird HCl abgespalten.
Ansatz: Entsteht ein Nebenprodukt?
Weiter: Phosgen COCl₂ gibt Cl ab.
A8
Fehlersuche: Kunststoff-Steckbriefe
AFB III

Überprüfen Sie die Steckbriefe und markieren Sie die falschen Zeilen.

In diesem Text stecken Fehler. Klicke genau die falschen Zeilen an — die richtigen musst du stehen lassen.
Namen täuschen: Entscheidend ist immer die Verknüpfungsgruppe der Hauptkette.
Ansatz: Prüfe jede Zeile an der Gruppe, nicht am Namen.
Weiter: Drei Zeilen sind falsch.
A9
Unbekanntes Polyamid
AFB III

Ein Polyamid enthält \(w(\ce{N}) = 7{,}10\,\%\); jede Wiederholeinheit enthält genau ein N-Atom. Ermitteln Sie die molare Masse der Wiederholeinheit in g/mol.

Rechne selbst und trage das Ergebnis ein — Enter prüft direkt.
\(M = \dfrac{14{,}01\,\text{g/mol}}{0{,}0710} \approx 197{,}3\,\text{g/mol}\) — passt zu \(\ce{-[NH-(CH2)11-CO]_{n}-}\), also Polyamid 12 (\(\ce{C12H23NO}\)). Fehlerquelle: 7,10 statt 0,0710 einsetzen.
Ansatz: w(N) = M(N) : M(Einheit).
Weiter: Nach M(Einheit) auflösen.
A10
Trickaufgabe: Namen, die täuschen
AFB III

Erläutern Sie, warum die Namen einiger Kunststoffe in die Irre führen.

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

Polyethylenglykol klingt nach Polyethen, ist aber ein , weil O-Atome die Hauptkette verbinden. trägt OH-Gruppen, ist aber weder Polyether noch Polyester, sondern ein Vinylpolymer: Die OH-Gruppen sitzen in der . Polyethylenterephthalat ist trotz „ethylen“ kein , sondern ein .

„Polyamid“ ist ein Ablenker. Der Name nennt oft nur die Monomere — die Klasse ergibt sich erst aus der Verknüpfung.
Ansatz: Wo sitzen die Heteroatome?
Weiter: PET: Ethandiol + Terephthalsäure.