Lernzettel Chemie Klausur Klasse 11 (4 Seiten)

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Vakuum destilliert ● Cracken → nachdem kurzkettige CxHy ,,weg" sind → Das Schweröl, waas bei der fraktionierten Destillation übring bleibt, wird mit 500°C heißen Schweröldämpfen in Reaktor mit Katalysatorperlen geleitet → an der Oberfläche werden Moleküle gespalten und Kohlenstoff lagert sich in Form von Ruß ab (Ruß vermindert Aktivität); Ruß wird mit heißer Luft im Regator verbrannt → bei der Spaltung entstehen sehr reaktive Alkyl-Radikale mit jeweils einem ungepaarten Elektron ➜ Radikale entreißen anderen Molekülen H-Atome, kürzerkettige Kohlenwasserstoffe-Moleküle entstehen, verliert ein Molekül sämtliche H-Atome, bleibt elementarer Kohlenstoff in Form von Ruß zurück → zerbricht ein Molekül an zwei Stellen = Diradikal 1 → verbinden Enden des Bruchstücks sich mit ungepaarten Elektronen bilden sich ringförmige Moleküle = Cycloalkane → wenn ungepaarte Elektronen an benachbarten C-Atomen, dann kann => C-C- Doppelbindung → ungesättigte Kohlenwasserstoffe enstehen → Alkene Reforming → aus linearen Alkanmolekülen werden verzweigte Moleküle → Reforming hat das Ziel, Kraftstoffe so zu verändern, dass sie eine höhere Klopffestigkeit besitzen →Das aus dem Rohöl gewonnene Rohbenzin (schwere Naphtha) hat Oktanzahlen im Bereich von 40 bis 70. Für Ottokraftstoffe benötigt man Benzine mit OZ>91. Durch das Reformieren wird die Oktanzahl des Rohbenzins auf etwa 95 bis 100 angehoben. → Isomer = gleiche Summenformel, andere Strukturformel Beispiel: 3-Methylbut-1-en; C5H10 >C=c-c-c- C-C-C-C-C- Pent-1-en, C5H10 Isomer von Penten; C5H10 Viertakt Automotor: 1.Takt: Ansaugen Durch den Schwung des 4. Taktes geht der Kolben nach unten und saugt das Benzin-Luft-Gemisch an 2.Takt: Verdichten Das Ventil ist geschlossen, sie verdichten den Zylinder. Der Kolben geht nach unten und erzeugt einen Unterdruck. 3.Takt: Arbeits-Takt Die Zündkerze liefert die Aktivierungsenergie und das Benzin-Luft-Gemisch explodiert. Der Kolben geht nach unten. 4.Takt: Ausstoßen Nach der Explosion sind die Produkte der Reaktion im Hub Raum und werden durch ein Ventil ausgeleitet. Der Kolben geht durch den Schwung wieder nach oben. ADBLUE: Aus Harnstoff-Lösung wird bei der Abgasreinigung in SCR-Katalysator Ammoniak (NH3) gewonnen → problematischer Stoff, reagiert aber vollständig mit giftigen NOx ; nicht mehr im Abgas vorhanden ● Zerfall Harnstoff: CH4N2O + H₂O → 2NH3 + CO2 Reduktion am Bsp. von NO: 4NH3 + 4NO + O2 → 4N2 + 6H₂0 2 Welche Abgasbestandteile kommen aus einem Auto? Einstufung unproblematisch Wasserdampf problematisch Stoff Giftstoff Stickstoff Kohlenstoffdioxid: Mit zunehmender Konzentration in der Atmosphäre führt es zu einer Erwärmung des Erdklimas (Treibhauseffekt) Kohlenstoffmonooxid Blockiert die Erythrozyten und damit den Sauerstofftransport durch das Blut. Kann so zum Erstickungstod führen. Stickstoffoxide Ein Reizgas, kann tief in die Lunge eindringen und zu Atemnot und Entzündungen führen. Unverbrannte Kohlenwasserstoffe Sind krebserregend und tragen zu Smog bei und sind zudem noch lungenschädlich. Rußpartikel/Feinstaub Belastet die Lunge und die Gesundheit sowie Umwelt. Entstehung Unverbrannte Kohlenwasserstoffe reagieren mit Sauerstoff zu Wasser und Kohlenstoffdioxid. Kohlenstoffmonooxid und Stickstoffmonooxid reagieren zu Stickstoff und Kohlenstoffdioxid. Kohlenstoffmonooxid und Stickstoffmonooxid reagieren zu Stickstoff und Kohlenstoffdioxid. Außerdem reagieren Unverbrannte Kohlenwasserstoffe mit Sauerstoff zu Wasser und Kohlenstoffdioxid. Kohlenstoffmonooxid entsteht bei der Verbrennung im Motor, da nicht genug Sauerstoff vorhanden ist, dass jedes Kohlenstoff zwei Sauerstoffatome an sich bindet. Sie entstehen bei dem Verbrennungsvorgang im Motor, vor allem bei hohen Temperaturen, durch die Reaktion von Stickstoff mit Sauerstoff. Unvollständige Verbrennung von Kraftstoffen im Motor. Entsteht als Rückstände der Verbrennung, die beim Diesel z.T. nicht vollständig abläuft, da dieser einen höheren Anteil an C-Atomen in den Molekülen enthält. Klopfen: Beim verwenden von Kraftstoffen mit einer geringen Klopffestigkeit, entzündet sich das Gemisch zu früh und es kommt zu einer unkontrollierten Verbrennung. (vorzeitige Entzündung des Kraftstoff-Luft-Gemisches) Während der Kolben noch in der Aufwärtsbewegung ist. Dies führt zu einer großen mechanischen Belastung des Zylinders. → Auto geht kaputt Klopffestigkeit: Die Klopffestigkeit ist das Maß für die Fähigkeit eines Kraftstoffes sich unkontrolliert zu entzünden. 3 Oktanzahl: Die Oktanzahl ist das Maß für die Klopffestigkeit eines Kraftstoffes. Aufbau und Funktionsweise eines Gaschromatografen: ● → wird durch eine Trennsäule befördert, welche mit einem porösen Feststoff gefüllt ist und die Oberfläche ist mit einer schwer verdampfbaren Flüssigkeit überzogen Flüssigkeitsfilm: stationäre Phase (Adsorption), dient als Lösemittel für das zu trennende Gemisch Mobile Phase: Für die Beförderung durch die Trennsäule dient ein Trägergas, z.B. Helium oder Luft, da sie nicht mit dem Gemisch reagieren Analyse von Gasgemischen und unverändert verdampfbaren Proben Gemisch mit bekanntem Volumen wird als Probe in den Gaschromatographen gespritzt Die mobile Phase ist das Trägergas mit der verdampften Probensubstanz (also alles, was sich tatsächlich durch die Säule bewegt) →sobald sich die verschiedenen Molekülarten der Probe in der stationären Phase kurzzeitig lösen, brauchen die Moleküle der einzelnen Reinstoffe unterschiedlich lang, um die Trennsäule zu durchqueren → hängt von der Löslichkeit der Moleküle ab, da sie unterschiedlich stark von dem Flüssigkeitsfilm in der Trennsäule zurückgehalten werden und somit getrennt werden ➜je schlechter sich die Moleküle eines Stoffes lösen, desto schneller verlassen sie die Trennsäule ● ● Am Ende der Trennsäule erkennt ein Detektor die getrennten Reinstoffe und zeichnet die Signale grafisch als Ausschlag auf Die Identifikation der Stoffe gelingt, da einzelne Substanzen bei gleichen Messbedingungen unterschiedliche Retentionszeiten besitzen → sind stoffspezifisch und bezeichnen die Zeitdauer vom Einspritzen der Probe bis zum Maximum des Ausschlags (Peaks) Warum hat n-Butan bei einer unpolaren stationären Phase eine größere Retentionszeit als Propan? ● ● Verschiedene Stoffe haben unterschiedliche Anziehungskräfte zu der stationären Phase (Adsorbtion) ● Stärke der Adsorbtion hängt von den chemischen Eigenschaft der Stoffe und der Polarität ab Größe der Stoffe spielt auch eine Rolle, z.B. kleinere Kohlenwasserstoff- Ketten wie Propan haben im Gegensatz zu größeren wie n-Butan eine geringere Anziehungskraft zu der Beschichtung in der Trennsäule und verlassen sie dadurch schneller → hier bei unpolaren Probensubstanzen und unpolarer stationärer Phase Gase (C₁-C4)→ Heizgase; > 30°C Benzine (C5 - C12) → Lösemittel, Autobenzin; 30°C-150°C Kerosine (C10- C16) → Flugbenzin; 150°C-250°C Gasöle (C15 C22) → Dieselöl, Heizöl; 250°C-350°C 4