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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
Stimmt's? — Stoffklassen
AFB INennen Sie jeweils, ob die Aussage zutrifft.
Fünf Aussagen nacheinander. Eine falsche Einschätzung reicht — dann startest du die Serie mit „Neue Runde“ neu.
Endung und Gruppe gehören zusammen: -ol Hydroxy, -al Aldehyd, -on Keto, -säure Carboxy.
Ansatz: Achten Sie auf die Endung des Namens.
Weiter: Beim Alkanol zählen die C-Nachbarn des C-Atoms mit der OH-Gruppe.
A2
Gruppe und Endung
AFB IOrdnen Sie jeder funktionellen Gruppe die Namensendung bzw. -bildung ihrer Stoffklasse zu.
Klicke links einen Eintrag an und dann rechts den passenden — es entsteht eine Verbindungslinie. Mit der Tastatur: Enter zum Auswählen, ↑/↓ zum Wandern.
Halogenatome erscheinen nicht als Endung, sondern als Vorsilbe mit Positionsnummer (2-Chlorpropan).
Ansatz: Die Endung verrät die Gruppe mit der höchsten Priorität.
Weiter: Halogene werden immer vorangestellt.
A3
Formeln sortieren
AFB IOrdnen Sie die Halbstrukturformeln nach ihrer funktionellen Gruppe ein.
Ziehe jede Karte in den passenden Korb — oder wähle sie mit Enter aus und drücke dann die Ziffer des Korbs (0 legt sie zurück).
1Hydroxygruppe
2Carbonylgruppe (Aldehyd/Keton)
3Carboxygruppe
–CHO ist die Kurzschreibweise der Aldehydgruppe, –CO– in der Kette die Ketogruppe; –COOH dagegen ist Carboxy.
Ansatz: –COOH und –CHO unterscheiden sich nur um ein O-Atom.
Weiter: Ethan-1,2-diol hat zwei Hydroxygruppen, Oxalsäure zwei Carboxygruppen.
A4
Siedetemperaturen ordnen
AFB IIVergleichen Sie die Siedetemperaturen: Ordnen Sie von der niedrigsten zur höchsten.
Ziehe die Karten in die richtige Reihenfolge — mit der Tastatur: ↑/↓ verschiebt, Shift+↑/↓ wechselt nur den Fokus.
1Ethan (−89 °C)
2Ethanal (20 °C)
3Ethanol (78 °C)
4Ethansäure (118 °C)
Ethan: nur Van-der-Waals; Ethanal: zusätzlich Dipol-Dipol; Ethanol: Wasserstoffbrücken; Ethansäure: doppelte Wasserstoffbrücken (Dimere).
Ansatz: Welche Kräfte wirken zusätzlich zu Van-der-Waals-Kräften?
Weiter: Wasserstoffbrücken sind stärker als Dipol-Dipol-Kräfte.
A5
Gruppen in Naturstoffen
AFB IIAnalysieren Sie die Moleküle und kreuzen Sie alle enthaltenen funktionellen Gruppen an.
Setze alle zutreffenden Kreuze — in manchen Zeilen passen mehrere. Enter setzt und löscht.
| Molekül | –OH | –CHO | Keto | –COOH |
|---|---|---|---|---|
| Glucose (offen) | ||||
| Fructose (offen) | ||||
| Citronensäure | ||||
| Brenztraubensäure | ||||
| Glycerin |
Zucker tragen viele Hydroxygruppen und eine Carbonylgruppe: Glucose am Kettenende (Aldose), Fructose in der Kette (Ketose).
Ansatz: Citronensäure: drei COOH-Gruppen und eine OH-Gruppe.
Weiter: In der Brenztraubensäure CH₃–CO–COOH steckt neben der COOH-Gruppe noch ein C=O in der Kette.
A6
Oxidationswege
AFB IIBeschreiben Sie mit den passenden Begriffen die Oxidation der Propanole.
Wort anklicken, dann Lücke anklicken (oder umgekehrt) — mit Tab und Enter geht es genauso. Ein Klick auf eine gefüllte Lücke legt das Wort zurück.
Propan-1-ol wird zunächst zu und bei weiterer Oxidation zu oxidiert. Propan-2-ol ist ein Alkanol und reagiert zu . 2-Methylpropan-2-ol lässt sich dagegen oxidieren, ohne das Kohlenstoffgerüst zu spalten.
„Propan“ passt nirgends: Bei der Oxidation bleibt die Kettenlänge erhalten, aber die Oxidationszahl des C-Atoms steigt.
Ansatz: Primär → Aldehyd → Säure.
Weiter: Ein tertiäres C-Atom trägt kein H-Atom, das abgegeben werden könnte.
A7
Mix: Carboxygruppe als Säure
AFB IIEthansäure hat pKS = 4,75. Berechnen Sie für eine Lösung mit \(c_0 = 0{,}10\,\text{mol/L}\) Schritt für Schritt (Näherung schwache Säure, Kapitel 3).
Rechne die Kette Schritt für Schritt: Erst wenn ein Schritt stimmt, wird der nächste freigeschaltet. Enter prüft.
- \(c(\ce{H3O+})\) = mmol/L
- pH =
- Protolysegrad α = %
\(c(\ce{H3O+}) = \sqrt{K_S \cdot c_0} = \sqrt{10^{-4{,}75}\cdot 0{,}10}\,\text{mol/L} \approx 1{,}33\,\text{mmol/L}\); pH = 2,88; nur 1,3 % der Moleküle sind protolysiert.
Ansatz: \(K_S = 10^{-\text{p}K_S}\).
Weiter: α = c(H₃O⁺) / c₀ · 100 %.
A8
Fehlersuche im Protokoll
AFB IIIÜberprüfen Sie die Notizen und markieren Sie die falschen Zeilen.
In diesem Text stecken Fehler. Klicke genau die falschen Zeilen an — die richtigen musst du stehen lassen.
Häufigster Fehler: „enthält O“ wird mit „bildet Wasserstoffbrücken“ gleichgesetzt — entscheidend ist ein H-Atom an O (oder N, F).
Ansatz: Prüfen Sie jede Aussage über zwischenmolekulare Kräfte.
Weiter: Drei Zeilen sind falsch.
A9
Wasserlöslichkeit abschätzen
AFB IIISchätzen Sie die Löslichkeit in Wasser bei 20 °C ab.
Wähle für jede Zeile eine Stufe: 1 = unlöslich, 2 = schwer löslich, 3 = mäßig löslich, 4 = gut löslich, 5 = unbegrenzt mischbar. Mit der Tastatur: Tab zur Zeile, ←/→ zwischen den Stufen, Enter setzt.
1 = unlöslich5 = unbegrenzt mischbar
Hexan
Hexan-1-ol (≈ 6 g/L)
Butan-1-ol (≈ 70 g/L)
Methanol
Ethansäure
Je länger der unpolare Rest, desto geringer die Löslichkeit — bis sechs C-Atome dominiert zunehmend der lipophile Teil.
Ansatz: Kurze Ketten + OH/COOH: mit Wasser mischbar.
Weiter: Ab etwa vier C-Atomen nimmt die Löslichkeit deutlich ab.
A10
Trickaufgabe: Keton oder nicht?
AFB IIIEntscheiden Sie, welche Verbindungen zur Stoffklasse der Alkanone gehören.
Mehrere Antworten sind richtig. Markiere alle zutreffenden und klicke dann auf „Prüfen“.
Alle sechs enthalten C=O. Alkanon heißt aber: C=O zwischen zwei C-Atomen. In Säure und Ester hängt am Carbonyl-C ein O-Atom, im Propanal ein H-Atom.
Ansatz: Schauen Sie auf beide Nachbarn des Carbonyl-C-Atoms.
Weiter: Ein Ring stört nicht: Cyclohexanon hat C=O zwischen zwei C-Atomen.