Alkanole und Alkanale

Alcohols and Aldehydes

Chemie Klasse 10 20 Aufgaben
OrganischFunktionelle Gruppen

Die OH-Gruppe macht aus einem Alkan einen Alkohol: Die Kinder benennen Methanol, Ethanol und Propanol, erklĂ€ren mit WasserstoffbrĂŒcken, warum Ethanol mit Wasser mischbar ist und viel höher siedet als ein gleich schweres Alkan, und verfolgen die Oxidationsreihe Alkohol → Aldehyd → CarbonsĂ€ure ĂŒber Oxidationszahlen. Gegen die Fehlvorstellung „Oxidation heißt Sauerstoff aufnehmen" steht genau diese Elektronen-BuchfĂŒhrung (Barke 2006). Alltagsbezug: Wein wird zu Essig, Methanol ist giftig, Ethanol nicht harmlos. Bereitet CarbonsĂ€uren, Ester und die funktionellen Gruppen der BiomolekĂŒle vor.

Leicht
LĂŒckentext #1 10s ▶ Testen

Die funktionelle Gruppe der Alkanole (Alkohole) ist die ___.

✓ Antwort: Hydroxylgruppe
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.
Multiple Choice #2 10s ▶ Testen

Wie lautet die Summenformel von Ethanol?

  • ● C₂H₅OH
  • ○ CH₃OH
  • ○ C₂H₄O
Ethanol (Trinkalkohol) hat die Summenformel C₂H₅OH (auch C₂H₆O). Es besitzt zwei Kohlenstoffatome, eine Hydroxylgruppe und ist der bekannteste Vertreter der Alkanole.
Wahr / Falsch #3 10s ▶ Testen

Methanol ist fĂŒr den Menschen ungiftig.

✓ Falsch
Falsch! Methanol (CH₃OH) ist hochgiftig. Bereits wenige Milliliter können zu Erblindung fĂŒhren, grĂ¶ĂŸere Mengen sind tödlich. Im Körper wird es zu Formaldehyd und AmeisensĂ€ure oxidiert, die den Sehnerv und das Gehirn schĂ€digen.
Zahleneingabe #4 10s ▶ Testen

Wie viele Kohlenstoffatome hat 1-Propanol?

✓ Antwort: 3
Der Name 'Propanol' zeigt, dass die Hauptkette drei Kohlenstoffatome (Prop-) enthÀlt. Die Zahl 1 gibt die Position der OH-Gruppe am ersten C-Atom an.
LĂŒckentext #5 15s ▶ Testen

Alkohole, bei denen die OH-Gruppe an einem C-Atom sitzt, das mit nur einem weiteren C-Atom verbunden ist, heißen ___ Alkohole.

✓ Antwort: primĂ€re
PrimÀre Alkohole haben die OH-Gruppe an einem endstÀndigen C-Atom (mit höchstens einem weiteren C-Atom verbunden). Beispiele: Ethanol, 1-Propanol, 1-Butanol.
Multiple Choice #6 15s ▶ Testen

Welche funktionelle Gruppe kennzeichnet die Alkanale (Aldehyde)?

  • ● Aldehydgruppe (–CHO)
  • ○ Hydroxylgruppe (–OH)
  • ○ Carboxylgruppe (–COOH)
Die Aldehydgruppe (–CHO, auch Formylgruppe) ist die funktionelle Gruppe der Alkanale. Sie besteht aus einer Carbonylgruppe (C=O), an die ein Wasserstoffatom gebunden ist.
Zahleneingabe #7 10s ▶ Testen

Wie viele C-Atome hat Butanal?

✓ Antwort: 4
Die Vorsilbe 'But-' steht fĂŒr vier Kohlenstoffatome. Die Endung '-al' zeigt, dass es sich um einen Aldehyd handelt. Butanal hat die Formel C₃H₇CHO (= C₄H₈O).
Mittel
Multiple Choice #1 15s ▶ Testen

Alle drei Stoffe haben eine Àhnliche Molmasse. Welcher siedet bei der höchsten Temperatur?

  • ● Ethanol (C₂H₅OH)
  • ○ Dimethylether (CH₃–O–CH₃)
  • ○ Propan (C₃H₈)
Nur Ethanol trĂ€gt eine O–H-Gruppe und kann WasserstoffbrĂŒckenbindungen zu den NachbarmolekĂŒlen 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.
Wahr / Falsch #2 12s ▶ Testen

Octan-1-ol ist gut mit Wasser mischbar.

✓ Falsch
Falsch! Zwar trĂ€gt Octan-1-ol eine polare OH-Gruppe, doch der lange unpolare Alkylrest mit acht C-Atomen ĂŒberwiegt — der Stoff ist kaum wasserlöslich. Nur kurzkettige Alkohole sind vollstĂ€ndig mit Wasser mischbar, weil dort die OH-Gruppe den Ausschlag gibt.
LĂŒckentext #3 15s ▶ Testen

Bei der Oxidation eines primÀren Alkohols entsteht zunÀchst ein ___.

✓ Antwort: Aldehyd
PrimĂ€re Alkohole werden schrittweise oxidiert: Alkohol → Aldehyd → CarbonsĂ€ure. Bei der Oxidation wird zunĂ€chst die OH-Gruppe zur Aldehydgruppe (–CHO) oxidiert.
Multiple Choice #4 20s ▶ Testen

Welche Verbindung entsteht bei der Oxidation von Ethanol?

  • ● Ethanal (Acetaldehyd)
  • ○ Methanal (Formaldehyd)
  • ○ EthansĂ€ure (EssigsĂ€ure)
Bei der milden Oxidation von Ethanol (C₂H₅OH) entsteht Ethanal (CH₃CHO). Bei weiterer Oxidation bildet sich EthansĂ€ure (EssigsĂ€ure, CH₃COOH). Dies ist die Oxidationsreihe: Ethanol → Ethanal → EthansĂ€ure.
Wahr / Falsch #5 15s ▶ Testen

Bei der milden Oxidation von Propan-2-ol entsteht ein Aldehyd.

✓ Falsch
Falsch! Propan-2-ol ist ein sekundĂ€rer 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 primĂ€re Alkohole bilden bei der Oxidation Aldehyde.
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Ordne die Oxidationsreihe eines primÀren Alkohols: CarbonsÀure, Aldehyd, Alkohol

✓ Antwort: Alkohol, Aldehyd, CarbonsĂ€ure
Die Oxidationsreihe lautet: Alkohol → Aldehyd → CarbonsĂ€ure. Bei jedem Schritt werden formal zwei Wasserstoffatome abgespalten (Dehydrierung = Oxidation).
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Wie viele Hydroxylgruppen besitzt Glycerin (Propan-1,2,3-triol)?

✓ Antwort: 3
Glycerin (Glycerol) hat drei OH-Gruppen an den drei Kohlenstoffatomen. Das PrÀfix 'tri-' und die Positionsangaben 1,2,3 zeigen, dass an jedem C-Atom eine OH-Gruppe sitzt.
Multiple Choice #8 15s ▶ Testen

Methanal (Formaldehyd) ist in wĂ€ssriger Lösung als Formalin bekannt. WofĂŒr wurde es traditionell verwendet?

  • ● Konservierung biologischer PrĂ€parate
  • ○ Als Treibstoff
  • ○ Als Reinigungsmittel
Formalin (ca. 37%ige wÀssrige Formaldehydlösung) wurde traditionell zur Konservierung biologischer PrÀparate verwendet, da es Proteine vernetzt und so Gewebe fixiert. Heute ist seine Verwendung wegen seiner krebserregenden Wirkung eingeschrÀnkt.
LĂŒckentext #9 15s ▶ Testen

Die Nachweisreaktion fĂŒr Aldehyde mit ammoniakalischer Silbernitratlösung heißt ___.

✓ Antwort: Silberspiegelprobe
Bei der Silberspiegelprobe (Tollens-Probe) reduziert der Aldehyd Silberionen zu metallischem Silber, das sich als glÀnzender Spiegel am Reagenzglas abscheidet. Der Aldehyd wird dabei zur CarbonsÀure oxidiert.
Multiple Choice #10 12s ▶ Testen

Welcher dieser Alkohole ist mehrwertig?

  • ● Ethan-1,2-diol (Glykol)
  • ○ Propan-2-ol
  • ○ 1-Hexanol
Mehrwertig heißt: mehr als eine OH-Gruppe im MolekĂŒl. Ethan-1,2-diol trĂ€gt zwei OH-Gruppen (Frostschutzmittel). Propan-2-ol hat nur eine OH-Gruppe — "sekundĂ€r" ist etwas anderes als "mehrwertig". Auch 1-Hexanol hat trotz seiner langen Kette nur eine OH-Gruppe.
Schwer
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Welche Oxidationszahl hat das Kohlenstoffatom der Aldehydgruppe in Methanal (HCHO)?

✓ Antwort: 0
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 AmeisensĂ€ure steigt die Oxidationszahl auf +II.
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Ein Nachweis fĂŒr Aldehyde, bei dem sich ein rotbrauner Niederschlag aus Kupfer(I)-oxid bildet, heißt ___.

✓ Antwort: Fehlingprobe
Bei der Fehlingprobe reduziert der Aldehyd CuÂČâș-Ionen (blau) zu Cu₂O (rotbrauner Niederschlag). Die Fehling-Lösung besteht aus Kupfer(II)-sulfat und Kaliumnatriumtartrat in alkalischer Lösung.
Sortieren #3 20s ▶ Testen

Ordne die folgenden Alkanole nach steigendem Siedepunkt: Methanol, Ethanol, 1-Propanol, 1-Butanol

✓ Antwort: Methanol, Ethanol, 1-Propanol, 1-Butanol
Wie bei den Alkanen steigen die Siedetemperaturen mit zunehmender KettenlĂ€nge: Methanol (65 °C), Ethanol (78 °C), 1-Propanol (97 °C), 1-Butanol (118 °C). Neben den WasserstoffbrĂŒcken nehmen auch die Van-der-Waals-KrĂ€fte zu.