Verhältnisformel und Eigenschaften von Methan

Die Verhältnisformel von Methan kann durch quantitative Elementaranalyse bestimmt werden. Bei der Verbrennung von 75 mL Methan entstehen 113 mg Wasser und 138 mg Kohlenstoffdioxid. Aus diesen Daten lässt sich die Stoffmenge der H- und C-Atome berechnen und das Verhältnis von 1:4 (C:H) ableiten.

Beispiel: Aus 75 mL Methan entstehen bei der Verbrennung 113 mg H₂O und 138 mg CO₂.

Eine alternative Methode zur Bestimmung der Verhältnisformel ist der Volumenvergleich. Dabei wird das Volumen des entstandenen CO₂ mit dem Ausgangsvolumen des Methans verglichen.

Highlight: Das Verhältnis der Volumina von Methan zu CO₂ beträgt 1:1, was auf ein C-Atom pro Methan-Molekül schließen lässt.

Die molare Masse von Methan beträgt 16 g/mol, was mit der Molekülformel CH₄ übereinstimmt.

Vocabulary: Quantitative Elementaranalyse ist eine Methode zur Bestimmung der elementaren Zusammensetzung einer Verbindung.

Methan gehört zur homologen Reihe der Alkane, deren allgemeine Summenformel CnH2n+2 lautet. Die Tabelle zeigt die ersten zehn Alkane mit ihren Summen- und Strukturformeln.

Definition: Alkane sind gesättigte Kohlenwasserstoffe mit Einfachbindungen zwischen den C-Atomen.

Methan hat eine tetraedrische Struktur mit einem C-Atom im Zentrum und vier H-Atomen an den Ecken. Die C-H-Bindungen sind aufgrund der geringen Elektronegativitätsdifferenz unpolar.

Highlight: Die Methan molekülmasse in u beträgt 16, was sich aus einem C-Atom (12 u) und vier H-Atomen (je 1 u) zusammensetzt.

Abschließend wird die organische Chemie als die Chemie der Kohlenstoffverbindungen definiert, wobei einige anorganische Kohlenstoffverbindungen wie CO, CO₂ und Carbonate ausgenommen sind.

Vocabulary: Isomere sind Verbindungen mit gleicher Summenformel, aber unterschiedlicher Strukturformel.