Chemie Klausurfragen

a) Die Reaktion der Essigsäure (CH₃COOH) mit Natronlauge (NaOH) ist eine Neutralisationsreaktion bei der ein Salz (Natriumacetat) und Wasser entstehen:

CH₃COOH + NaOH → CH₃COONa + H20

1. Essigsäure: Eine schwache Säure, die Protonen (H2) abgeben kann.

2. Natronlauge (): Eine starke Base, die Hydroxid-Ionen (OH-) liefert.

3. Reaktion: Das Hydroxid-Ion (OH-) neutralisiert das Proton der Essigsäure, wodurch das Salz Natriumacetat (CH₃COONa) und Wasser (H₂O) entsteht

Ein konjugiertes Säure-Base-Paar besteht aus einer Säure und ihrer konjugierten Base, die sich nur durch ein Proton (H⁺) unterscheiden.

Im Beispiel gibt Essigsäure (CH₃COOH) ein Proton ab, und das verbleibende Acetat-Ion (CH₃COO⁻) ist die konjugierte Base.

Titration

Titration ist ein Verfahren, bei dem die Konzentration einer unbekannten Lösung durch Zugabe einer Lösung mit bekannter Konzentration (Maßlösung) ermittelt wird, bis die chemische Reaktion vollständig abgeschlossen (stöchiometrischen Verhältnis 1:1)

Neutralisation

Bei einer Neutralisation reagieren eine Säure und eine Base miteinander, wobei Wasser und ein Salz entstehen. Der pH-Wert der Lösung nähert sich dabei dem neutralen Bereich (pH 7), wenn gleiche Stoffmengen an Säure und Base vorliegen.

geg.: Natriumlauge (NaOH)

c = 0,1 mol/ l

V = 250 ml - in Liter umrechnen = 0,25 l

1 Liter der Lösung enthält 0,1 mol/ l NaOH

ges.: Masse in g

1. Wieviel Mol enthält 0,25 Liter?

   m = c • V = 0,1 mol/ l • 0,25 l = 0,025 mol

2. Molmasse von NaOH

   Na: 23 + O: 16 + H: 1 = Mr 40

   Molmasse von NaOH ist 40 mol/ g

3. Masse in g ausrechen

   m (masse) = n (Molanzahl) • M (Molare masse Mr)

   m = 0,025 mol • 40 mol/ g

   m = 1 g

Herstellung der NaOH-Lösung:

• 1,0 g NaOH wird auf der Waage abgewogen

• Das NaOH wird in einem Becherglas mit einer kleinen Menge destillierten Wassers aufgelöst

• Messkolben wird auf genau 250 ml mit Wasser aufgefüllt

• Anschließend wird die Lösung gründlich gemischt, um eine homogene 0,1 M Natronlauge zu erhalten.

Asparaginsäure hat im Vergleich zu Glycin eine zusätzliche Carboxylgruppe (-COOH) in der Seitenkette, die ebenfalls ein Proton abgeben kann. Die beiden Carboxylgruppen (eine in der Hauptkette, eine in der Seitenkette) und die Aminogruppe (NH₂) führen zu drei unterschiedlichen pKs -Werten.

Der isoelektrische Punkt (pI) ist der pH-Wert, bei dem die Aminosäure elektrisch neutral ist (Zwitterion).

Glycin hat zwei pKs-Werte: 2,35 (Carboxylgruppe) und 9,78 (Aminogruppe). Der pI wird berechnet als Mittelwert der beiden pKs-Werte:

Asparaginsäure hat drei pKs-Werte: 1,99, 3,90 und 9,90. Der pI ergibt sich aus dem Mittelwert der pKs-Werte der beiden sauren Gruppen (1,99 und 3,90):

Der isoelektrische Punkt (pI) ist der pH-Wert, bei dem eine Aminosäure nach außen hin elektrisch neutral ist, d.h. sie liegt als Zwitterion vor, mit gleich vielen positiven und negativen Ladungen.

Zwitterionen sind Moleküle, die sowohl eine positive als auch eine negative Ladung besitzen, aber insgesamt elektrisch neutral sind.

In Aminosäuren führt der Protonentransfer zwischen der Aminogruppe und der Carboxylgruppe dazu, dass das Molekül als Zwitterion vorliegt.

3-Hydroxybutansäure

C4H8O3

Die Struktur setzt sich zusammen aus:

• 4 Kohlenstoffatomen (C)

• 8 Wasserstoffatomen (H)

• 3 Sauerstoffatomen (O)

C₆H₆O

C5H12O

C8H16

C4H8O2

C₂H₇N

2 Kohlenstoffatome (C₂), 7 Wasserstoffatome (H₇) und 1 Stickstoffatom (N).

C₈H₁₈

• Octan ist ein gesättigter Kohlenwasserstoff, was bedeutet, dass alle Bindungen Einfachbindungen sind

• 8 Kohlenstoffatome sind durch Einfachbindungen miteinander verbunden

• Jedes Kohlenstoffatom ist mit ausreichend Wasserstoffatomen verbunden, um die Oktettregel zu erfüllen

C₆H₁₂O

C₅H13N

C₄H₆O₃

C₄H₉NO₃

C₆H₁₂O

1. 3-Hydroxybutansäure: Hat eine Doppelbindung in der Carboxylgruppe (C=O), die durch eine \sigma-Bindung und eine \pi-Bindung entsteht. Die Kohlenstoffkette ist sp³-hybridisiert und enthält keine weiteren Doppelbindungen.

2. Phenol: Der Benzolring enthält ein delokalisiertes \pi-System aus Doppelbindungen, das durch die sp²-Hybridisierung der Kohlenstoffatome entsteht. Diese p-Orbitale überlappen und verteilen die Elektronen über den gesamten Ring.

3. Cyclooctan: Enthält nur \sigma-Bindungen, da es keine Doppelbindungen gibt, und alle Kohlenstoffatome sind sp³-hybridisiert. Der gesättigte Kohlenstoffring bildet eine rein tetraedrische Geometrie.

Im Ethen (C₂H₄) wird durch Promotion ein Elektron des Kohlenstoffs angeregt, wodurch eine sp²-Hybridisierung entsteht: Drei -Orbitale bilden σ-Bindungen (zwei mit Wasserstoff, eine mit dem anderen Kohlenstoff). Die verbleibenden p-Orbitale der Kohlenstoffe überlappen seitlich und erzeugen eine π-Bindung, die die Doppelbindung vervollständigt. So besteht die Doppelbindung aus einer σ- und einer π-Bindung.

Kohlenstoffdioxid (CO₂) als Beispiel:

Die Kohlenstoffatome durchlaufen eine Promotion, sodass vier Bindungselektronen verfügbar sind. Diese Elektronen werden sp-Hybridisiert, wodurch zwei sp -Orbitale entstehen, die σ-Bindungen mit den Sauerstoffatomen bilden. Die verbleibenden p -Orbitale des Kohlenstoffs und der Sauerstoffe überlappen seitlich und bilden zwei π-Bindungen, wodurch die zwei Doppelbindungen entstehen.

1. Orbitale: Regionen, in denen sich Elektronen mit hoher Wahrscheinlichkeit aufhalten. sp² und sp³ bezeichnen unterschiedliche Mischungen (Hybridisierungen) von s- und p-Orbitalen.

2. Hybridisierung: Der Prozess, bei dem Atomorbitale (s und p) zu neuen Hybridorbitalen (sp² oder sp³) kombiniert werden, um Bindungen zu ermöglichen.

3. Promotion: Ein Elektron wird auf ein höheres Energieniveau gehoben, um zusätzliche Bindungen einzugehen. Dies passiert in Atomen wie Kohlenstoff, um genug unpaarige Elektronen für kovalente Bindungen bereitzustellen.

4. σ-Bindung/ Sigma-Bindung: Direkt, stark, erlaubt Rotation. ist eine chemische Bindung, bei der die Elektronen symmetrisch entlang der Achse zwischen zwei Atomen verteilt sind, wie ein Zylinder. Sie ist die stärkste Bindungsart, ermöglicht Rotation und bildet die Grundlage von Einfach-, Doppel- und Dreifachbindungen.

5. π-Bindung ist eine chemische Bindung zwischen zwei Atomen, die durch die senkrechte Überlappung ihrer p- oder im Fall von Übergangsmetallen d-Orbitale, zustande kommt. Im Gegensatz zur σ-Bindung ist die π-Bindung nicht rotationssymmetrisch. Pi-Bindung: Seitlich, schwächer, verhindert Rotation

Eine Einfachbindung besteht nur aus einer Sigma-Bindung.

• Eine Doppelbindung besteht aus einer Sigma- und einer Pi-Bindung.

• Eine Dreifachbindung besteht aus einer Sigma- und zwei Pi-Bindungen.

1. Na⁺: Natriumion

2. K⁺: Kaliumion

3. Ca²⁺: Calciumion

4. NH₄⁺: Ammoniumion

1. Cl⁻: Chloridion

2. SO₄²⁻: Sulfation

3. NO₃⁻: Nitrat

4. CO₃²⁻: Carbonat

1. NaCl: Natriumchlorid (Kochsalz)

2. CaCO₃: Calciumcarbonat

3. K₂SO₄: Kaliumsulfat

4. NH₄Cl: Ammoniumchlorid

1. HCl: Salzsäure

2. H₂SO₄: Schwefelsäure

3. HNO₃: Salpetersäure

4. CH₃COOH: Essigsäure

1. Kationen: Positiv geladene Ionen, die Elektronen abgegeben haben.

2. Anionen: Negativ geladene Ionen, die Elektronen aufgenommen haben.

3. Salze: Verbindungen, die aus Kationen und Anionen bestehen und in der Regel ionisch gebunden sind. Ionische Verbindungen.

4. Säuren: Verbindungen, die in wässriger Lösung Protonen (H⁺) abgeben können und oft einen sauren Geschmack haben. Protonendonoren oder elektrophile Verbindungen

1. NaCl – Natriumchlorid

2. S²⁻– Sulfid-Ion

3. NO₃⁻ – Nitrat-Ion

4. HPO₄²⁻ – Hydrogenphosphat-Ion

5. K₂SO₄ – Kaliumsulfat

1. NH₄⁺ – Ammonium-Ion

2. CO₃²⁻ – Carbonat-Ion

3. Mg(OH)₂ – Magnesiumhydroxid

4. CaCl₂ – Calciumchlorid

5. HCO₃⁻ – Hydrogencarbonat-Ion

1. Fe₂O₃ – Eisen(III)-oxid

2. CuSO₄ – Kupfersulfat

3. PO₄³⁻ – Phosphat-Ion

4. H₂SO₄ – Schwefelsäure

5. ClO₄⁻ – Perchlorat-Ion

1. Ba(NO₃)₂ – Bariumnitrat

2. LiOH – Lithiumhydroxid

3. AgNO₃ – Silbernitrat

4. ZnS – Zinksulfid

1. NH₃: Ammoniak (Ammoniak ist wie Ammonium, nur ohne H⁺)

2. NH₄⁺. Ammonium

3. HPO₄²⁻: Hydrogenphosphat

4. HCOO⁻: Formiat

5. HCOOH: Ameisensäure

6. CH₃COOH: Essigsäure

7. CH₃COO⁻: Acetat-Ion

8. HCl: Salzsäure

9. CaCO₃: Calciumcarbonat

1. Chlor hat die Elektronenkonfiguration [Ne] 3s² 3p⁵

2. Gasförmiges Chlor kommt als Cl₂-Molekül vor. Moleküle, das aus zwei Chloratomen bestehen.

   Die Oxidationszahl (OZ) ist eine rechnerische Zahl, die angibt, wie viele Elektronen ein Atom in einer Verbindung im Vergleich zum neutralen Zustand aufgenommen oder abgegeben hat.

3. Chlor kann die z.B. Oxidationszahlen

   -1 Natriumchlorid (NaCl)

   +1 Hypochlorit (NaClO)

   +5 in Chlorat (NaClO₃)

1. Fluor hat die Elektronenkonfiguration 1s² 2s² 2p⁵.

2. Gasförmiges Fluor kommt als F₂-Molekül vor.

3. Fluor hat in Verbindungen immer die Oxidationszahl -1.

1. Elektronenkonfiguration von Brom

   1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁵

2. Brom kommt in seiner elementaren Form als Br₂-Molekül vor (in flüssigem Zustand bei Raumtemperatur).

3. Brom kann z.B. die Oxidationszahlen

   • -1 Natriumbromid (NaBr)

   • +5 Natriumbromat (NaBrO₃)

1. Elektronenkonfiguration von Iod:

   1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p⁵

2. Iod kommt in seiner elementaren Form als I₂-Molekül vor (fest bei Raumtemperatur, sublimiert zu violettem Gas)

3. Iod kann die Oxidationszahlen

   • -1 Kaliumiodid (KI)

   • +7 Natriumperiodat (NaIO₄)

1. 0,1 M Salzsäure

   • 1.HCl ist eine starke Säure, die in wässriger Lösung vollständig dissoziiert. Daher entspricht die Konzentration der H+-Ionen der Konzentration der HCl-Lösung, also H+= 0,1 mol/L

     pH = - log (0,1) =1

   • Ergebnis: Der pH-Wert der 0,1 M Salzsäure beträgt 1

   • Weitere Starke Säuren: Salpetersäure (HNO₃), Perchlorsäure (HClO₄), (HI), Bromwasserstoffsäure (HBr)

2. 0,05 M Schwefelsäure (Schwefelsäure ist eine starke Säure, aber sie gibt zwei H+-lonen ab, also [H⁺] = 2 × [H₂SO₄]

   (H+] = 2 × 0, 05 = 0,1 M

   pH = -log[H⁺]

   pH = -log(0,1) = 1

   pH ≈ 1,3 Der pH-Wert der 0,05 M Schwefelsäure beträgt ca. 1,3

3. 0,1 M Natronlauge: 0,1 M NaOH: Natronlauge ist eine starke Base, also |OH-] = 0,1M.

   Berechne zuerst den pOH:

   pOH = - log (0,1) = 1

   die Summe des pH-Werts und des pOH-Werts in einer wässrigen Lösung ist immer 14 (Gleichgewichtskonstante von Wasser)

   Dann den pH-Wert:

   pH = 14-1=13

   pH ≈ 13

Für die Berechnung des pH-Wertes von Lösungen gibt es 4 wichtige Formeln. Für eine saure Lösung wird direkt der pH-Wertberechnet. Für eine alkalische Lösung wird zuerst der pOH-Wert berechnet

pH = - log[H+]

Den pOH-Wert kann man in den pH-Wert umformen, indem man rechnet: pH = 14 - pOH

1. Ammoniumchlorid ist Salz von HCI (starke Salzsäure) und schwache Base NH3 dissoziiert im Wasser in Ammoniumionen (NH₄⁺) und Chloridionen (Cl⁻)

1. Reaktionsgleichung:

NH₄⁺ + H₂O ⇌ NH₃ + H₃O⁺

1. 0,1 M Essigsäure: pH ≈ 2,88

   1. Dissoziationsgleichung der Essigsäure:

   CH₃COOH ⇌ CH₃COO⁻ + H⁺

   2. Anfangs- und Gleichgewichtskonzentrationen:

   Zu Beginn haben wir:

   • [CH₃COOH] = 0,1 M

   • [CH₃COO⁻] = 0 M

   • [H⁺] = 0 M

   Im Gleichgewicht:

   • [CH₃COOH] = 0,1 - x M

   • [CH₃COO⁻] = x M

   • [H⁺] = x M

   3. Säuredissoziationskonstante Ka:

   Die Dissoziationskonstante von Essigsäure ist Ka = 1,8 × 10⁻⁵.

   Die Gleichung für Ka lautet:

   Ka = ([CH₃COO⁻][H⁺]) / [CH₃COOH]

   Setzen wir die Gleichgewichtskonzentrationen ein:

   1,8 × 10⁻⁵ = (x * x) / (0,1 - x)

   Da x sehr klein ist, nehmen wir an, dass 0,1 - x ≈ 0,1. Die Gleichung vereinfacht sich zu:

   1,8 × 10⁻⁵ = x² / 0,1

   4. Lösen der Gleichung nach x:

   x² = (1,8 × 10⁻⁵) * 0,1 = 1,8 × 10⁻⁶

   x = √(1,8 × 10⁻⁶) = 1,34 × 10⁻³ M

   5. Berechnung des pH-Werts:

   Der pH-Wert ist:

   pH = -log(1,34 × 10⁻³) ≈ 2,87

   Ergebnis: Der pH-Wert einer 0,1 M Essigsäurelösung beträgt etwa 2,87.

2. 0,01 M Natronlauge: pH ≈ 12

   • Natronlauge (NaOH) ist eine starke Base und dissoziiert vollständig in Wasser: NaOH → Na⁺ + OH⁻

   • Da NaOH vollständig dissoziiert, ist die Konzentration der Hydroxidionen [OH⁻] gleich der Konzentration der Natronlauge. Also:

     [OH⁻] = 0,01 M

   • Der pOH-Wert wird durch die Konzentration der Hydroxidionen berechnet:

     pOH = -log[OH⁻]

     pOH = -log(0,01) = 2

   • Berechnung des pH-Werts: Der pH-Wert und der pOH-Wert sind durch die Beziehung verbunden:

     pH + pOH = 14

     Also:

     pH = 14 - pOH

     pH = 14 - 2 = 12

   Ergebnis: Der pH-Wert einer 0,01 M Natronlauge-Lösung beträgt 12.

3. 0,5 M Zitronensäure: pH ≈ 1,5

• Ethansäure (CH₃COOH) = 1 Eine schwache Säure, Dissoziation geringer

• Bromessigsäure (BrCH₂COOH) = 2

• Difluoressigsäure (F₂CHCOOH) = 3

• Salzsäure (HCl) = 4 Starke Säure, die in Wasser vollständig dissociiert.

• Essigsäure (CH₃COOH) = 1 schwächste

• Ameisensäure (HCOOH) = 2

• Chloressigsäure (ClCH₂COOH) = 3

• Salzsäure (HCl) = 4 stärkste

• Ethansäure (CH₃COOH) = 1 (schwach)

• Formiansäure (HCOOH) = 2

• Chloroessigsäure (ClCH₂COOH) = 3

• Salpetersäure (HNO₃) = 4

• Schwefelsäure (H₂SO₄) = 5 (stark)

• Ethansäure (CH₃COOH) = 1

• Formiansäure (HCOOH) = 2

• Bromessigsäure (BrCH₂COOH) = 3

• Chloroessigsäure (ClCH₂COOH) = 4

• Difluoressigsäure (F₂CHCOOH) = 5

• Salzsäure (HCl) = 6

• Salpetersäure (HNO₃) = 7

• Schwefelsäure (H₂SO₄) = 8

Bromierung ist eine chemische Reaktion, bei der ein oder mehrere Bromatome (Br) in ein Molekül eingebaut werden. Diese Reaktion kann auf verschiedene Weise ablaufen, je nach Art der Verbindung, die bromiert wird.

Bei der Bromierung von Anilin (C₆H₅NH₂) entstehen hauptsächlich zwei Produkte:

• Ortho-Bromanilin (2-Bromanilin)

  Struktur: C₆H₄(Br)(NH₂)

  Grund: Die Aminogruppe (-NH₂) aktiviert den Benzolring und ermöglicht eine ortho-Substitution.

• Para-Bromanilin (4-Bromanilin)

  Struktur: C₆H₄(Br)(NH₂)

  Grund: Ebenso begünstigt die Aminogruppe die para-Substitution.

• Meta-Substitution: Meta-Bromanilin ist in der Regel nicht signifikant, da die Aminogruppe die ortho- und para-Positionen bevorzugt aktiviert. (Aminogruppe aktiviert ortho- und para-Positionen durch Elektronendonierung)

Ortho-Substitution: Neuer Substituent direkt neben der ursprünglichen Gruppe (1,2).

Para-Substitution: Neuer Substituent gegenüber der ursprünglichen Gruppe (1,4)

Bei der Chlorierung von Anilin (C₆H₅NH₂) entstehen bevorzugt ortho- und para-Chloranilin:

1. ortho-Chloranilin: Chlor befindet sich am 2. C-Atom des Rings.

   Struktur:

   Summenformel: 2-Chloranilin (C₆H₄ClNH₂)

2. para-Chloranilin: Chlor befindet sich am 4. C-Atom des Rings.

   Struktur:

   1. Summenformel: 4-Chloranilin (C₆H₄ClNH₂)

3. Grund: Die Aminogruppe (-NH₂) ist ein elektronenschiebender Substituent und dirigiert die Chlorierung bevorzugt in die ortho- und para-Position aufgrund der Aktivierung dieser Positionen

Bei der Nitrierung von Toluol (C₆H₅CH₃) entstehen bevorzugt ortho- und para-Nitrotoluol, weil die Methylgruppe (-CH₃) ein elektronenschiebender Substituent ist, der die Elektronendichte an den ortho- und para-Positionen des Aromaten erhöht.

Hauptprodukte:

1. 2-Nitrotoluol (Nitrogruppe in ortho-Position, am 2. C-Atom)

   Struktur:

   Summenformeln: C₆H₄(NO₂)CH₃

2. 4-Nitrotoluol (Nitrogruppe in para-Position, am C-Atom)

   Struktur:

   Summenformeln: C₆H₄(NO₂)CH₃

3. Grund: Die Methylgruppe aktiviert die ortho- und para-Positionen, was die Bildung dieser isomeren Produkte begünstigt.

MnO + 2H⁺ → Mn²⁺ + H₂O

• Oxidation und Reduktion:

  Oxidation: Mangan im Mangan(II)-oxid (MnO) wird von der Oxidationsstufe +2 auf +2 in Mn²⁺ reduziert.

  Reduktion: Die Wasserstoffionen (H⁺) werden zu Wasser (H₂O) reduziert.

• Redoxpaar:

  Reduktionsmittel: MnO wirkt als Oxidationsmittel, da es Elektronen abgibt.

  Oxidationsmittel: H⁺ fungiert als Elektronenakzeptor.

• Elektronentransfer:

  Der Elektronentransfer führt zu den Produkten Mn²⁺ und H₂O.

In dieser Redoxreaktion wird Mangan(II)-oxid in saurer Lösung zu Mangan(II)-ionen und Wasser reduziert. Solche Reaktionen sind charakteristisch für chemische Veränderungen, bei denen sich die Oxidationszahlen der Reaktanten ändern.

Zn + 2H⁺ → Zn²⁺ + H₂

In dieser Reaktion wird Zink oxidiert (gibt Elektronen ab) und die Wasserstoffionen (H⁺) werden reduziert zu Wasserstoffgas (H₂).

1. Ammoniumchlorid (NH₄Cl) ist ein Salz, das in Wasser gut löslich ist. Das Löslichkeitsprodukt (K_sp) beschreibt die Gleichgewichtszustände von schwer löslichen Salzen und ist hier nicht relevant, da NH₄Cl vollständig in Lösung geht.

2. Wenn vor der Zugabe von NH₃ Ammoniumchlorid hinzugefügt wird, fällt kein Niederschlag aus, weil die Lösung vollständig gesättigt ist und die Ionen (NH₄⁺ und Cl⁻) in ausreichender Konzentration vorhanden sind, um das Gleichgewicht zu halten. NH₃ reagiert mit NH₄⁺ zu NH₄OH, was die Gleichgewichtslage nicht stört und daher keinen Niederschlag bildet.

Name: Elektrophile Addition

Reaktionsgleichung: C₂H₄ + Br₂ → C₂H₄Br₂

Strukturname: Das Produkt ist 1,2-Dibromethan

Primärstruktur

Die Primärstruktur ist die lineare Aminosäuresequenz eines Proteins, die durch Peptidbindungen zwischen den Aminosäuren definiert ist.

Sekundärstruktur

Die Sekundärstruktur beschreibt lokale Faltungen der Kette, wie α-Helix oder β-Faltblatt, die durch Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den Rückgratgruppen der Aminosäuren stabilisiert werden.

Tertiärstruktur

Die Tertiärstruktur ist die dreidimensionale Anordnung des gesamten Proteins, die durch eine Kombination von Wasserstoffbrücken, ionischen Bindungen, hydrophoben Wechselwirkungen und Disulfidbrücken zwischen den Seitenketten entsteht.

Quartärstruktur

Die Quartärstruktur bezieht sich auf die Zusammenlagerung mehrerer Polypeptidketten zu einem funktionellen Protein, wobei ähnliche Wechselwirkungen wie in der Tertiärstruktur wirken.

1. Reaktionsgleichung:

1. Löslichkeitsprodukt:

1. Berechnung der Barium-Konzentration:

Ab einer Barium-Konzentration von 1,5 * 10⁻⁷ mol/L bildet sich der Niederschlag.

1. Glucose: D-Glucose

   Fructose: D-Fructose

2. Wenn D-Glucose und D-Fructose zusammen reagieren, bilden sie Saccharose (eine Disaccharid)

1. Saccharose gehört zur Stoffgruppe der Disaccharide (Kohlenhydrate).

1. Disaccharide sind Kohlenhydrate, die aus zwei miteinander verbundenen Monosacchariden bestehen. Sie entstehen durch eine glycosidische Bindung, die durch eine Kondensationsreaktion zwischen den Zuckermolekülen gebildet wird.

2. Saccharose setzt sich aus D-Glucose und D-Fructose zusammen. Die beiden Zucker sind durch eine α,β-1,2-glycosidische Bindung miteinander verknüpft

1. Reaktion von 2-Methylprop-1-en mit Chlorwasserstoff (HCl):

   CH₂=C(CH₃)₂ + HCl → CH₃−C(Cl)(CH₃)₂

   Das Produkt ist 2-Chlor-2-methylpropan (tert-Butylchlorid).

1. Das Produkt wird nach der Markownikow-Regel gebildet, bei der das Halogen (Cl) an das höher substituierte Kohlenstoffatom gebunden wird (C2), um das stabilere Carbenium-Ion zu erzeugen.

Die resultierende Struktur des Dipeptids wäre:

Alanin-Glycin: CH₃CH(NH₂)CO-NHCH₂COOH

• Die Verknüpfung der beiden Aminosäuren Alanin und Glycin erfolgt durch eine Peptidbindung zwischen der Carboxylgruppe von Alanin und der Aminogruppe von Glycin unter Wasserabspaltung, wodurch das Dipeptid Alanin-Glycin entsteht.

1. Pufferreaktionen:

   NH₃ + H⁺ ⇌ NH₄⁺ (Base: NH₃, Säure: NH₄⁺)

2. Ein Puffer ist ein System, das den pH-Wert bei Zugabe von Säuren oder Basen weitgehend konstant hält.

3. Henderson-Hasselbalch-Gleichung:

   pH = pKs + log([Base]/[Säure])

   pH = 9,25 + log(1) = 9,25

1. Kohlenstoff (C)

2. Kohlenstoff kann stabile Bindungen mit anderen Atomen eingehen und lange Ketten oder Ringe bilden, was die Grundlage für eine enorme Vielfalt an Molekülen bildet

3. Funktion:

   • Struktur: Proteine und Nukleinsäuren (z. B. DNA, RNA) sind essentielle Bestandteile von Zellen.

   • Energiequelle: Kohlenhydrate (z. B. Glucose) liefern Energie

   • Regulation: Hormone und Enzyme regulieren biochemische Prozesse und Reaktionen.

a) Aktives Zentrum:

Bindet Substrate und katalysiert die chemische Reaktion.

b) Allosterisches Zentrum:

Reguliert die Enzymaktivität durch Bindung von Effektoren, was die Struktur des Enzyms verändert und somit dessen Aktivität beeinflusst.

1. Prozesse im aktiven Zentrum: Substrate werden gebunden, und die chemische Reaktion wird beschleunigt, indem die Aktivierungsenergie gesenkt wird.

a) Hydrophobe Substanzen sind wasserabweisend und lösen sich nicht in Wasser, während hydrophile Substanzen wasseranziehend sind und sich gut in Wasser lösen

b) Beispiel für hydrophobe und hydrophile Eigenschaften in der Biochemie ist die Zellmembran

1. Hydrophile Teile: Phospholipidköpfe (polar, wasserliebend) sind nach außen gerichtet und interagieren mit Wasser.

2. Hydrophobe Teile: Fettsäure-Schwänze (apolar, wasserabweisend) sind nach innen gerichtet und bilden eine hydrophobe Kernregion.

Änderungen des Zell-pH-Werts können die Ladung der Aminosäuren im aktiven Zentrum eines Enzyms verändern, was dessen Struktur und Funktion beeinträchtigen kann. Ein veränderter pH-Wert kann die Ionisierung von funktionellen Gruppen beeinflussen und so die Enzymaktivität erhöhen oder verringern.

Die Michaelis-Menten-Gleichung lautet:

Variablenkürzel:

• v: Anfangsgeschwindigkeit der Enzymreaktion.

• Vmax​: Maximale Reaktionsgeschwindigkeit, wenn das Enzym vollständig mit Substrat gesättigt ist.

• [S]: Konzentration des Substrats.

• Km: Michaelis-Konstante, die die Substratkonzentration beschreibt, bei der die Reaktionsgeschwindigkeit die Hälfte von Vmax⁡​ beträgt.

1. Methan (−161,5 °C) - schwachen Van-der-Waals-Kräften

2. Butan (−0,5 °C) - stärkeren Van-der-Waals-Kräften

3. Aceton (56 °C) - Dipol-Dipol-Wechselwirkungen

4. Oxalsäure (149 °C) - Wasserstoffbrücken (höchster Siedepunkt)

1. Methanol (sehr gut wasserlöslich)

2. 1-Butanol (mäßig wasserlöslich)

3. 2-Chlorbutan (schlecht wasserlöslich)

4. Stearinsäure (sehr schlecht wasserlöslich)

3-Brom-4-methylpentansäure

Dihydrogenphosphat

Diarsen-trioxid

3-Nitro-4-amino-5-methylphenol

3,3-Dichlorcyclopentancarbaldehyd

Ammonium

1. Hauptgruppe 16, Periode 3

2. 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁴

3. 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶

4. Strukturformel einfügen

1. Phosphor steht in der Hauptgruppe 15 und in der Periode 3.

2. 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p³.

3. Elektronenkonfiguration 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶

4. Foto von Strukturformel

1. Löslichkeitsprodukt

   Kₛₚ = [Mg²⁺][OH⁻]²

2. Ja.

3. pH-Wert für Ausfällung bei:

1. Berechnung der Säurekonstante (Kₐ):

   Die Säurekonstante Kₐ wird mit der Formel:

   Kₐ = 10⁻ᵖᴴ × (Cₐ - 10⁻ᵖᴴ) / 10⁻ᵖᴴ

   geg: Cₐ = 0.1 M ; pH = 2.1

   [H] = 10

   K = 10 × (0.1 - 10) \10 ≈ 1.5810

2. Reaktion von Dibromessigsäure mit Ethanol:

   Die Reaktion lautet:

   Br₂CHCOOH + C₂H₅OH → Br₂CHCOOC₂H₅ + H₂O

   Der Name des Endprodukts ist Ethyl 2,2-dibromacetat.

3. 1. Trifluoressigsäure

   2. Dibromessigsäure

   3. Essigsäure

   4. Butansäure

   5. Hexansäure

4. Verdünnungsformel:

   C₁ × V₁ = C₂ × V₂

   Berechnung der Konzentration C₂:

   C₂ = (C₁ × V₁) / V₂

   • C₁ = ursprüngliche Konzentration (0.1 M)

   • V₁ = Volumen der ursprünglichen Lösung (10 ml = 0.01 L)

   • C₂ = Konzentration der verdünnten Lösung

   • V₂ = Endvolumen nach Verdünnung (2 L)

1. N-Methylanilin

2. 1,2,4-Trichlor-1-penten

3. 1,2,4-Trichlor-1-penten

   2,4-Dimethylcyclohexanol

4. Strukturformel für eine Ketopentose z.B.: D-Ribulose

   H₂C=O-CH(OH)-CH(OH)-CH₂OH

1. Strukturformel für Glycylalanin

   H₂N-CH₂-CO-NH-CH(CH₃)-COOH

1. Reaktion von Wasserstoff mit Stickstoff zu Ammoniak (Haber-Bosch-Verfahren):

   N₂ + 3 H₂ ⇌ 2 NH₃

2. Gleichgewichtskonzentration von Ammoniak:

   Anfangskonzentrationen:

   N₂ = 5 mol/L, H₂ = 20 mol/L

   Im Gleichgewicht: N₂ = 3 mol/L

   Veränderung: Δ[N₂] = 5 - 3 = 2 mol/L

   Da 1 mol N₂ reagiert mit 3 mol H₂ und bildet 2 mol NH₃, ist:

   Δ[NH₃] = 2 * Δ[N₂] = 2 * 2 = 4 mol/L

   Anfangskonzentration von NH₃: 0 mol/L

   Gleichgewichtskonzentration von NH₃: 4 mol/L

3. Konzentrationsänderungen in einem Koordinatensystem:

   0 Std.: [N₂] = 5 mol/L, [NH₃] = 0 mol/L

   3 Std.: [N₂] = 3 mol/L, [NH₃] = 4 mol/L

1. Gleichgewicht bei Druckerhöhung:

   Das Gleichgewicht verschiebt sich in Richtung der Seite mit weniger Gasmolekülen. Da die Reaktion N₂ + 3 H₂ ⇌ 2 NH₃ auf der Produktseite weniger Gasmoleküle (4 auf 2) hat, verschiebt sich das Gleichgewicht bei Druckerhöhung in Richtung NH₃.