Alkanole und Alkanale

Erklärung: Die Hydroxylgruppe (–OH) ist das Erkennungsmerkmal der Alkohole. Sie bestimmt die typischen Eigenschaften wie die im Vergleich zu Alkanen erhöhten Siedepunkte und die Mischbarkeit kurzkettiger Alkohole mit Wasser.

Erklärung: Ethanol (Trinkalkohol) hat die Summenformel C₂H₅OH (auch C₂H₆O). Es besitzt zwei Kohlenstoffatome, eine Hydroxylgruppe und ist der bekannteste Vertreter der Alkanole.

Erklärung: Falsch! Methanol (CH₃OH) ist hochgiftig. Bereits wenige Milliliter können zu Erblindung führen, größere Mengen sind tödlich. Im Körper wird es zu Formaldehyd und Ameisensäure oxidiert, die den Sehnerv und das Gehirn schädigen.

Erklärung: Nur Ethanol trägt eine O–H-Gruppe und kann Wasserstoffbrückenbindungen zu den Nachbarmolekülen bilden — es siedet bei 78 °C. Dimethylether hat dieselbe Summenformel wie Ethanol, aber kein H am Sauerstoff; Propan ist unpolar. Beide sieden weit unter 0 °C. Die Molmasse entscheidet hier nichts.

Erklärung: Der Name 'Propanol' zeigt, dass die Hauptkette drei Kohlenstoffatome (Prop-) enthält. Die Zahl 1 gibt die Position der OH-Gruppe am ersten C-Atom an.

Erklärung: Primäre Alkohole haben die OH-Gruppe an einem endständigen C-Atom (mit höchstens einem weiteren C-Atom verbunden). Beispiele: Ethanol, 1-Propanol, 1-Butanol.

Erklärung: Falsch! Zwar trägt Octan-1-ol eine polare OH-Gruppe, doch der lange unpolare Alkylrest mit acht C-Atomen überwiegt — der Stoff ist kaum wasserlöslich. Nur kurzkettige Alkohole sind vollständig mit Wasser mischbar, weil dort die OH-Gruppe den Ausschlag gibt.

Erklärung: Die Aldehydgruppe (–CHO, auch Formylgruppe) ist die funktionelle Gruppe der Alkanale. Sie besteht aus einer Carbonylgruppe (C=O), an die ein Wasserstoffatom gebunden ist.

Erklärung: Die Vorsilbe 'But-' steht für vier Kohlenstoffatome. Die Endung '-al' zeigt, dass es sich um einen Aldehyd handelt. Butanal hat die Formel C₃H₇CHO (= C₄H₈O).

Erklärung: Primäre Alkohole werden schrittweise oxidiert: Alkohol → Aldehyd → Carbonsäure. Bei der Oxidation wird zunächst die OH-Gruppe zur Aldehydgruppe (–CHO) oxidiert.

Erklärung: Bei der milden Oxidation von Ethanol (C₂H₅OH) entsteht Ethanal (CH₃CHO). Bei weiterer Oxidation bildet sich Ethansäure (Essigsäure, CH₃COOH). Dies ist die Oxidationsreihe: Ethanol → Ethanal → Ethansäure.

Erklärung: Falsch! Propan-2-ol ist ein sekundärer Alkohol — die OH-Gruppe sitzt an einem C-Atom mit zwei C-Nachbarn. Bei der Oxidation entsteht deshalb ein Keton (Propanon/Aceton), kein Aldehyd. Nur primäre Alkohole bilden bei der Oxidation Aldehyde.

Erklärung: Die Oxidationsreihe lautet: Alkohol → Aldehyd → Carbonsäure. Bei jedem Schritt werden formal zwei Wasserstoffatome abgespalten (Dehydrierung = Oxidation).

Erklärung: Glycerin (Glycerol) hat drei OH-Gruppen an den drei Kohlenstoffatomen. Das Präfix 'tri-' und die Positionsangaben 1,2,3 zeigen, dass an jedem C-Atom eine OH-Gruppe sitzt.

Erklärung: Formalin (ca. 37%ige wässrige Formaldehydlösung) wurde traditionell zur Konservierung biologischer Präparate verwendet, da es Proteine vernetzt und so Gewebe fixiert. Heute ist seine Verwendung wegen seiner krebserregenden Wirkung eingeschränkt.

Erklärung: Bei der Silberspiegelprobe (Tollens-Probe) reduziert der Aldehyd Silberionen zu metallischem Silber, das sich als glänzender Spiegel am Reagenzglas abscheidet. Der Aldehyd wird dabei zur Carbonsäure oxidiert.

Erklärung: Mehrwertig heißt: mehr als eine OH-Gruppe im Molekül. Ethan-1,2-diol trägt zwei OH-Gruppen (Frostschutzmittel). Propan-2-ol hat nur eine OH-Gruppe — "sekundär" ist etwas anderes als "mehrwertig". Auch 1-Hexanol hat trotz seiner langen Kette nur eine OH-Gruppe.

Erklärung: In Methanal (HCHO) hat der Kohlenstoff die Oxidationszahl 0. Die Berechnung: H (+I), O (−II), also C: 0 − (+1) − (−2) − (+1) = 0. Bei der Oxidation zum Ameisensäure steigt die Oxidationszahl auf +II.

Erklärung: Bei der Fehlingprobe reduziert der Aldehyd Cu²⁺-Ionen (blau) zu Cu₂O (rotbrauner Niederschlag). Die Fehling-Lösung besteht aus Kupfer(II)-sulfat und Kaliumnatriumtartrat in alkalischer Lösung.

Erklärung: Wie bei den Alkanen steigen die Siedetemperaturen mit zunehmender Kettenlänge: Methanol (65 °C), Ethanol (78 °C), 1-Propanol (97 °C), 1-Butanol (118 °C). Neben den Wasserstoffbrücken nehmen auch die Van-der-Waals-Kräfte zu.