Verbrennung organischer Stoffe mit Stickstoff

Dieser Abschnitt behandelt die Verbrennung von organischen Stoffen, die neben C, H und O auch N-Atome enthalten, wie beispielsweise Aminosäuren.

Definition: Die allgemeine Wortgleichung für die Verbrennung solcher Stoffe lautet: [Stoff] + Sauerstoff → Kohlenstoffdioxid + Wasser + Harnstoff

Das Vorgehen zum Aufstellen der Reaktionsgleichung ähnelt dem vorherigen, mit dem zusätzlichen Schritt des Ausgleichens von Stickstoff:

1. Aufstellen der Symbolgleichung
2. Ausgleichen der Atome (N, C, H, O)
3. Gegebenenfalls Multiplikation der Gleichung mit 2

Am Beispiel von Glycin (CH₂(NH₂)COOH) wird die Reaktionsgleichung schrittweise aufgestellt:

2 CH₂(NH₂)COOH + 3 O₂ → 3 CO₂ + 3 H₂O + CO(NH₂)₂

Vocabulary: Glycin ist die einfachste Aminosäure und spielt eine wichtige Rolle als Neurotransmitter im Zentralnervensystem.

Highlight: Bei der Verbrennung von stickstoffhaltigen organischen Verbindungen entsteht Harnstoff (CO(NH₂)₂) als zusätzliches Produkt.

Aufstellung von Reaktionsgleichungen für Verbrennungen organischer Stoffe

Dieser Abschnitt behandelt die Grundlagen der Aufstellung von Reaktionsgleichungen für die Verbrennung organischer Verbindungen. Es wird zwischen Stoffen mit C, H (und O) Atomen und solchen mit zusätzlichen N-Atomen unterschieden.

Definition: Die allgemeine Wortgleichung für die Verbrennung organischer Stoffe lautet: [Stoff] + Sauerstoff → Kohlenstoffdioxid + Wasser

Das Vorgehen zum Aufstellen der Reaktionsgleichung umfasst drei Hauptschritte:

1. Aufstellen der Symbolgleichung
2. Ausgleichen der Anzahl der Atome (C, H, O)
3. Gegebenenfalls Multiplikation der Gleichung mit 2

Example: Für die Verbrennung von Propan (C₃H₈) lautet die finale Reaktionsgleichung: C₃H₈ + 5 O₂ → 3 CO₂ + 4 H₂O

Highlight: Bei der Aufstellung der Reaktionsgleichung ist es wichtig, systematisch vorzugehen und die Atome in der Reihenfolge C, H und dann O auszugleichen.

Verbrennung von Alanin

Dieser Abschnitt behandelt die Verbrennung von Alanin, einer weiteren wichtigen Aminosäure.

Für Alanin (CH₃CH(NH₂)COOH) wird die Reaktionsgleichung nach dem gleichen Prinzip wie bei Glycin aufgestellt:

1. Symbolgleichung
2. Ausgleichen der Atome (N, C, H, O)
3. Überprüfung auf notwendige Multiplikation

Die finale Reaktionsgleichung für die Verbrennung von Alanin lautet: 2 CH₃CH(NH₂)COOH + 6 O₂ → 5 CO₂ + 5 H₂O + CO(NH₂)₂

Vocabulary: Alanin ist eine nicht-essentielle Aminosäure, die im Körper als Zwitterion vorliegt.

Highlight: Die Verbrennung von Aminosäuren führt zur Bildung von mehr Kohlenstoffdioxid im Vergleich zu einfachen Alkanen, da sie mehr Kohlenstoffatome pro Molekül enthalten.

Example: Die Verbrennung von Alanin produziert 5 Moleküle CO₂ pro 2 Moleküle Alanin, während die Verbrennung von Propan nur 3 Moleküle CO₂ pro Molekül Propan erzeugt.

Beispiele für die Verbrennung von Alkanen

Dieser Abschnitt erweitert das Verständnis durch weitere Beispiele, insbesondere die Verbrennung von Butan und Propanol.

Für Butan (C₄H₁₀) wird die Reaktionsgleichung schrittweise aufgestellt:

1. Symbolgleichung: C₄H₁₀ + O₂ → CO₂ + H₂O
2. Ausgleichen der Atome
3. Multiplikation mit 2 (wegen 6,5 O₂)

Die finale Reaktionsgleichung für die Verbrennung von Butan lautet: 2 C₄H₁₀ + 13 O₂ → 8 CO₂ + 10 H₂O

Für Propanol (C₃H₇OH) wird ein ähnlicher Prozess durchgeführt, der in der Gleichung resultiert: 2 C₃H₇OH + 9 O₂ → 6 CO₂ + 8 H₂O

Vocabulary: Alkane sind gesättigte Kohlenwasserstoffe mit der allgemeinen Formel C_n_H_(2n+2).

Highlight: Bei der Verbrennung von Alkoholen muss der bereits im Molekül vorhandene Sauerstoff berücksichtigt werden.