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Organische Chemie leicht gemacht: Verhältnisformel berechnen und Gaschromatographie Beispiele

Name: Knowunity
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Organische Chemie leicht gemacht: Verhältnisformel berechnen und Gaschromatographie Beispiele

Mia

@miaaluisa

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Die Chemie-Lektion behandelt wichtige Konzepte wie Verhältnisformeln berechnen, Gaschromatographie und radikalische Substitution. Sie bietet detaillierte Erklärungen und Beispiele für die Ermittlung von Verhältnis- und Molekülformeln, den Aufbau eines Gaschromatographen sowie die Mechanismen der radikalischen Substitution und elektrophilen Addition. Die Lektion vermittelt grundlegende Kenntnisse für Studenten der organischen Chemie und analytischen Chemie.

• Die Verhältnisformel wird durch Analyse der Elementzusammensetzung einer Probe ermittelt
• Gaschromatographie wird zur Trennung von gasförmigen und leicht verdampfbaren Substanzen eingesetzt
• Radikalische Substitution und elektrophile Addition sind wichtige Reaktionsmechanismen in der organischen Chemie
• Praktische Beispiele und Berechnungen veranschaulichen die theoretischen Konzepte

9.4.2022

4990

Die elektrophile Addition

Diese Seite erklärt den Mechanismus der elektrophilen Addition, einer charakteristischen Reaktion für ungesättigte Verbindungen wie Alkene. Im Gegensatz zur radikalischen Substitution findet diese Reaktion ohne Lichteinwirkung statt.

Definition: Elektrophile Addition ist eine Reaktion, bei der Atome oder Atomgruppen an ein ungesättigtes Molekül angelagert werden, wobei die Doppelbindung aufgelöst wird.

Der Mechanismus wird am Beispiel der Reaktion von Hex-1-en mit Brom erläutert und umfasst zwei Hauptschritte:

Annäherung des Brommoleküls an die Doppelbindung, was zur Polarisierung und heterolytischen Spaltung des Brommoleküls führt.
Bildung eines Bromonium-Ions als Zwischenstufe, gefolgt von der Addition des Bromid-Ions.

Beispiel: Bei der Reaktion von Hex-1-en mit Brom entsteht ein Dibromhexan ohne Bildung von Bromwasserstoff.

Highlight: Die elektrophile Addition ist charakteristisch für Alkene und führt zur Aufhebung der Doppelbindung.

Vocabulary: Elektrophil - Ein Teilchen, das Elektronenpaare aufnehmen kann und daher positiv geladen oder polar ist.

Diese Seite bietet auch eine Gegenüberstellung zur radikalischen Substitution und erklärt wichtige Begriffe wie Nucleophile.

• Ermittlung der Verhältnisformel
Beispiel: Bei der Analyse der Probe einer organischen
Flüssigkeit mit der Masse 203 mg erhält man
382 mg K

Ermittlung der Verhältnisformel und Molekülformel

Diese Seite erklärt die Schritte zur Berechnung der Verhältnisformel anhand eines praktischen Beispiels. Zunächst werden die Massen der einzelnen Elemente in einer organischen Probe berechnet. Anschließend werden die Stoffmengen ermittelt und daraus das Verhältnis der Atome abgeleitet. Die Verhältnisformel ergibt sich aus dem kleinsten ganzzahligen Verhältnis der Stoffmengen.

Beispiel: Bei der Analyse einer organischen Flüssigkeit mit 203 mg Masse erhält man 382 mg Kohlenstoffdioxid und 244 mg Wasser.

Die Seite zeigt auch, wie man ausgehend von der Verhältnisformel die Molekülformel bestimmt. Dazu wird die molare Masse der Probe mit Hilfe der allgemeinen Gasgleichung berechnet und mit Vielfachen der Verhältnisformel verglichen.

Highlight: Die Ermittlung der Verhältnisformel ist ein wichtiger Schritt in der Strukturaufklärung organischer Verbindungen.

Vocabulary: Verhältnisformel - Das kleinste ganzzahlige Verhältnis der Atome in einer chemischen Verbindung.

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Die radikale Substitution

Diese Seite behandelt den Mechanismus der radikalischen Substitution, einem wichtigen Reaktionstyp in der organischen Chemie. Der Prozess wird am Beispiel der Reaktion eines Alkans mit einem Halogen (z.B. Brom) unter Lichteinwirkung erklärt.

Definition: Radikalische Substitution ist eine Reaktion, bei der Atome oder Atomgruppen in einem Molekül durch andere Atome oder Atomgruppen ersetzt werden, wobei Radikale als Zwischenprodukte auftreten.

Der Mechanismus umfasst drei Hauptschritte:

Startreaktion: Homolytische Spaltung des Halogens durch Lichtenergie, wodurch Radikale entstehen.
Kettenreaktion: Radikalischer Angriff auf das Alkan, Bildung eines Halogenalkans und eines neuen Radikals.
Kettenabbruch: Reaktion zweier Radikale miteinander.

Beispiel: Die Reaktion von Brom mit einem Alkan unter Lichteinwirkung führt zur Bildung eines Bromalkan und Bromwasserstoff.

Highlight: Die radikalische Substitution ist eine Kettenreaktion, bei der ständig neue Radikale gebildet werden, was zu vielen Möglichkeiten für weitere Reaktionen führt.

Vocabulary: Radikal - Ein Teilchen mit einem ungepaarten Elektron, das durch homolytische Spaltung entsteht und sehr reaktiv ist.

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Gaschromatographie

Diese Seite erläutert die Grundlagen der Gaschromatographie, einer wichtigen analytischen Methode zur Trennung von gasförmigen und leicht verdampfbaren Substanzen. Der Aufbau eines Gaschromatographen wird detailliert beschrieben, einschließlich der stationären und mobilen Phase.

Definition: Gaschromatographie ist eine Trennmethode, bei der die zu analysierenden Substanzen zwischen einer stationären und einer mobilen gasförmigen Phase verteilt werden.

Die stationäre Phase besteht aus Feststoffen, auf deren Oberfläche schwer flüchtige Flüssigkeiten aufgezogen sind. Als mobile Phase dienen inerte Gase wie Helium, Wasserstoff oder Stickstoff. Die Trennung erfolgt in einer Trennsäule, wobei sich die Substanzen entsprechend ihrer Löslichkeit zwischen stationärer Phase und Trägergas verteilen.

Highlight: Der Wärmeleitfähigkeitsdetektor misst die getrennten Substanzen, wobei die Peakfläche proportional zur Masse der jeweiligen Komponente ist.

Die Retentionszeit, also das Zeitintervall zwischen Luft-Peak und Substanz-Peak, ist charakteristisch für jede Substanz und dient zur Identifizierung.

Vocabulary: Retentionszeit - Die Zeit, die eine Substanz benötigt, um durch die Trennsäule zu wandern.

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Definition: Elektrophile Addition ist eine Reaktion, bei der Atome oder Atomgruppen an ein ungesättigtes Molekül angelagert werden, wobei die Doppelbindung aufgelöst wird.

Der Mechanismus wird am Beispiel der Reaktion von Hex-1-en mit Brom erläutert und umfasst zwei Hauptschritte:

Annäherung des Brommoleküls an die Doppelbindung, was zur Polarisierung und heterolytischen Spaltung des Brommoleküls führt.
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Beispiel: Bei der Analyse einer organischen Flüssigkeit mit 203 mg Masse erhält man 382 mg Kohlenstoffdioxid und 244 mg Wasser.

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Gaschromatographie

Definition: Gaschromatographie ist eine Trennmethode, bei der die zu analysierenden Substanzen zwischen einer stationären und einer mobilen gasförmigen Phase verteilt werden.

Highlight: Der Wärmeleitfähigkeitsdetektor misst die getrennten Substanzen, wobei die Peakfläche proportional zur Masse der jeweiligen Komponente ist.

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