Kohlenwasserstoffe

Hydrocarbons

Chemie Klasse 11 15 Aufgaben

Organische ChemieKohlenwasserstoffeFetteErnährungKerncurriculum

Von Methan bis zum Speiseöl: Die Kinder wiederholen gesättigte und ungesättigte Kohlenwasserstoffe und wenden sie auf Fette an — Ester aus Glycerin und drei Fettsäuren, flüssig, wenn Doppelbindungen die Ketten knicken, fest, wenn sie gerade sind; gehärtete Fette entstehen durch Addition von Wasserstoff. Dazu kommt der Energiegehalt der Nährstoffe (Fett etwa 39 kJ pro Gramm, doppelt so viel wie Kohlenhydrate). Küchenbezug: Butter, Olivenöl, Margarine (Kochen und Backen); Ernährungsbezug: essentielle Fettsäuren. Bereitet die Lebensmittelchemie und die Energetik der Qualifikationsphase vor.

Voraussetzungen (1)

Organische Chemie – Grundlagen

Klasse 11

›

Ermöglicht (1)

Funktionelle Gruppen in Biomolekülen

Klasse 11

›

Leicht

Multiple Choice #1 10s ▶ Testen

Was sind Kohlenwasserstoffe?

● Verbindungen, die nur aus Kohlenstoff und Wasserstoff bestehen.
○ Verbindungen, die Kohlenstoff und Wasser enthalten.
○ Alle organischen Verbindungen.
○ Verbindungen mit Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff.

Kohlenwasserstoffe (KW) bestehen ausschließlich aus C und H. Beispiele: Methan (CH₄), Ethan (C₂H₆), Ethen (C₂H₄).

Wahr / Falsch #2 10s ▶ Testen

Gesättigte Kohlenwasserstoffe (Alkane) enthalten nur Einfachbindungen zwischen den C-Atomen.

✓ Wahr

Richtig. Alkane sind gesättigt, d. h., alle C-C-Bindungen sind Einfachbindungen. Allgemeine Formel: CₙH₂ₙ₊₂.

Lückentext #3 10s ▶ Testen

Die allgemeine Summenformel der Alkane lautet CₙH___.

✓ Antwort: 2n+2

Alkane: CₙH₂ₙ₊₂. Beispiel: C₃H₈ (Propan): n = 3, 2·3+2 = 8.

Multiple Choice #4 20s ▶ Testen

Welche Fettsäure ist ungesättigt?

○ Stearinsäure, C₁₇H₃₅COOH
○ Palmitinsäure, C₁₅H₃₁COOH
● Linolsäure, C₁₇H₃₁COOH

Ein gesättigter Kettenrest hat die Formel CₙH₂ₙ₊₁ – bei 17 C-Atomen also 35 H, bei 15 C-Atomen 31 H. Palmitinsäure (15 C, 31 H) passt genau: gesättigt. Linolsäure hat ebenfalls 31 H, aber 17 C-Atome: Vier H fehlen, dafür enthält die Kette zwei C=C-Doppelbindungen. Entscheidend ist nicht die Zahl der H-Atome allein, sondern ob sie zur Kettenlänge passt.

Wahr / Falsch #5 10s ▶ Testen

Fette sind Ester aus Glycerin und drei Fettsäuren.

✓ Wahr

Richtig. Fette (Triglyceride) entstehen durch Veresterung von Glycerin (ein dreiwertiger Alkohol) mit drei Fettsäuremolekülen.

Zahleneingabe #6 10s ▶ Testen

Methan hat die Formel CH₄. Wie viele Bindungen geht der Kohlenstoff ein?

✓ Antwort: 4

C bildet 4 Einfachbindungen zu je einem H-Atom: Tetraeder-Geometrie.

Lückentext #7 10s ▶ Testen

Die homologe Reihe der Alkane beginnt mit Methan (CH₄), Ethan (C₂H₆), ___.

✓ Antwort: Propan (C₃H₈)

Propan hat 3 C-Atome: C₃H₂·₃₊₂ = C₃H₈.

Wahr / Falsch #8 10s ▶ Testen

Essenzielle Fettsäuren kann der Körper selbst herstellen.

✓ Falsch

Falsch. Essenzielle Fettsäuren (z. B. Omega-3 und Omega-6) können nicht vom Körper synthetisiert werden und müssen über die Nahrung aufgenommen werden.

Zahleneingabe #9 10s ▶ Testen

Butan (C₄H₁₀): Wie viele H-Atome enthält ein Molekül?

✓ Antwort: 10

CₙH₂ₙ₊₂: n = 4 → 2·4+2 = 10 Wasserstoffatome.

Wahr / Falsch #10 10s ▶ Testen

Alkene enthalten mindestens eine C=C-Doppelbindung.

✓ Wahr

Richtig. Alkene sind ungesättigte KW mit mindestens einer Doppelbindung. Allgemeine Formel: CₙH₂ₙ (z. B. Ethen C₂H₄).

Multiple Choice #11 15s ▶ Testen

Welcher Makronährstoff liefert pro Gramm die meiste Energie?

● Fette (ca. 39 kJ/g)
○ Kohlenhydrate (ca. 17 kJ/g)
○ Proteine (ca. 17 kJ/g)
○ Alle liefern gleich viel Energie.

Fette liefern mit ca. 39 kJ/g (9 kcal/g) mehr als doppelt so viel Energie wie Kohlenhydrate oder Proteine (je ca. 17 kJ/g ≈ 4 kcal/g).

Zahleneingabe #12 10s ▶ Testen

Hexan hat die Formel C₆H₁₄. Wie viele C-C-Bindungen enthält die unverzweigte Kette?

✓ Antwort: 5

Bei einer unverzweigten Kette aus 6 C-Atomen gibt es 5 C-C-Bindungen (Kette: C-C-C-C-C-C).

Mittel

Multiple Choice #1 20s ▶ Testen

Welches dieser Fette ist bei 20 °C flüssig?

○ Fett A: kurze Ketten, 90 % gesättigt
○ Fett B: lange Ketten, 16 % Wasser, 65 % gesättigt
● Fett C: lange Ketten, 92 % ungesättigt

Fett C (Rapsöl) ist flüssig: Die C=C-Doppelbindungen der ungesättigten Fettsäuren knicken die Ketten, die Moleküle packen sich locker, der Schmelzpunkt sinkt. Fett A (Kokosfett) hat zwar kurze Ketten, ist aber fast ganz gesättigt und bei 20 °C fest. Fett B (Butter) enthält Wasser und ist trotzdem fest – Wasser macht ein Fett nicht flüssig.

Multiple Choice #2 20s ▶ Testen

Was sind gehärtete Fette?

● Ungesättigte Fette, bei denen die Doppelbindungen durch Hydrierung in Einfachbindungen umgewandelt wurden.
○ Fette, die bei niedrigen Temperaturen fest werden.
○ Fette, die chemisch mit Wasser behandelt wurden.
○ Tierische Fette.

Durch katalytische Hydrierung werden C=C-Doppelbindungen zu Einfachbindungen. Das Fett wird fester und haltbarer, es können aber Trans-Fettsäuren entstehen.

Lückentext #3 15s ▶ Testen

Fette dienen dem Körper als Energiespeicher. Pro Gramm liefern Fette etwa ___ kJ Energie.

✓ Antwort: 39

Fette haben einen hohen Energiegehalt von ca. 39 kJ/g (≈ 9 kcal/g), etwa doppelt so viel wie Kohlenhydrate oder Proteine.