Lösungen zu den Teste-dich-Aufgaben
a Vor mehr als 250 Millionen Jahren sanken in den Meeren abgestorbene pflanzliche und tierische Kleinstlebewesen auf den Meeresboden und konnten im sauerstoffarmen Wasser nicht verwesen. Es bildete sich eine Schicht aus organischen Stoffen, die als Faulschlamm bezeichnet wird. Im Laufe von Millionen Jahren wurde der Faulschlamm von Ablagerungen bedeckt, wodurch er immer tiefer gelangte. Durch den steigenden Druck und die zunehmende Temperatur wandelten sich die organischen Stoffe unter Luftabschluss in Erdöl und Erdgas um.
b – Brennstoff für Heizungen
– Kraftstoff für Fahrzeuge
– Herstellung von Kunststoffen
– Produktion von Kosmetikprodukten
– Herstellung von Waschmitteln
c Man sucht nach Alternativen, weil die Vorräte an Erdöl begrenzt sind und bei der Förderung und dem Transport von Erdöl Gefahren für die Umwelt entstehen können. Erdöl ist giftig für Lebewesen und kann bei Unfällen Boden und Meerwasser verseuchen. Zudem führt die Verbrennung von Erdöl zu großen Mengen an klimaschädlichem Kohlenstoffdioxid, was den Klimawandel beschleunigt. Daher ist es wichtig, Alternativen zu nutzen, um den Energiebedarf der heutigen und zukünftigen Generationen zu sichern und die Umwelt zu schützen.
d Erneuerbare Energiequellen sind Primärenergiequellen, die sich ständig erneuern oder unbegrenzt vorhanden sind. Dazu gehören Sonnenlicht, Wind, bewegtes Wasser und Biomasse. Diese Energiequellen können in andere Energieformen wie elektrische Energie umgewandelt werden und tragen zu einer nachhaltigen Energieversorgung bei.
e Olgas Aussage ist nicht korrekt. Zwar entsteht Braunkohle aus abgestorbenen Pflanzen, jedoch handelt es sich dabei um einen fossilen Energieträger, der über Millionen von Jahren gebildet wurde. Erneuerbare Energiequellen hingegen sind solche, die sich in einem kurzen Zeitraum ständig erneuern oder unbegrenzt verfügbar sind. Außerdem wird bei der Verbrennung von Braunkohle das Kohlenstoffdioxid freigesetzt, was vor langer Zeit der Erdatmosphäre entzogen wurde.
a Eine homologe Reihe ist eine Gruppe von Verbindungen, bei denen sich die aufeinanderfolgenden Mitglieder um eine bestimmte Einheit unterscheiden. Im Fall der Alkane unterscheiden sich die aufeinanderfolgenden Moleküle um ein CH2-Kettenglied. Man kann eine allgemeine Summenformel aufstellen. Bei den Alkanen lautet sie CnH2n+2.
b Wortgleichung: Methan + Sauerstoff → Kohlenstoffdioxid + Wasser
Symbolgleichung: CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O
c Methan, Butan, Octan
d Die Siedetemperatur der Alkane nimmt mit zunehmender Kettenlänge der Moleküle zu. Dies liegt daran, dass zwischen längeren Molekülketten stärkere Van-der-Waals-Kräfte wirken. Es wird somit mehr Energie benötigt, um diese zu überwinden.
e Stoffe, die sich in Alkanen gut lösen, sind lipophil und hydrophob. Beispiele für solche Stoffe sind Fette und Öle.
a Der Gehalt von Kohlenstoffdioxid in der Erdatmosphäre steigt, weil Menschen fossilie Energieträger verbrennen, um die frei werdende Energie zu nutzen. Allerdings entsteht dadurch auch Kohlenstoffdioxid (CO₂), das in die Atmosphäre gelangt.
b Der steigende Kohlenstoffdioxidgehalt in der Luft verstärkt den Treibhauseffekt. Das hat negative Auswirkungen auf die Lebensgrundlagen des Menschen und anderer Lebewesen.
c Beispiele:
- Wege mit dem Fahrrad oder zu Fuß zurücklegen statt mit dem Auto
- Öffentliche Verkehrsmittel nutzen
- Licht ausschalten, wenn es nicht benötigt wird
- Räume nicht unnötig heizen
- Regional und saisonal produzierte Lebensmittel kaufen
- Weniger Lebensmittel wegwerfen
- Bäume pflanzen und Wälder schützen
- Produkte möglichst lange nutzen und recyceln, um Rohstoffe und Energie zu sparen
a Eine reife Banane gibt das Gas Ethen ab. Ethen beschleunigt die Reifung von Früchten. Wenn das Ethen zur unreifen Gurke gelangt, dann werden dort Reifungsprozesse ausgelöst. Dadurch reift die Gurke schneller.
b Der Stoff heißt Ethen.
Strukturformel:
a siehe Bild 2 auf der vorherigen Seite im Kapitel „Herstellen von Kunststoffen“
b Ein Makromolekül ist ein großes Molekül, das aus vielen miteinander verbundenen Monomeren besteht. Kunststoffe sind typische Makromoleküle, da sie aus langen Ketten vieler kleiner Moleküle aufgebaut sind.
c Aus fachsprachlicher Sicht kann der Begriff Polyethen missverstanden werden, weil er so klingt, als bestünde das Makromolekül aus vielen Ethen-Molekülen. Tatsächlich werden bei der Polymerisation aber die Doppelbindungen der Ethen-Moleküle aufgebrochen. Polyethen hat demnach keine Doppelbindungen mehr im Molekül, im Gegensatz zu den Ethen-Molekülen.
Eine ungesättigte Kohlenwasserstoffverbindung enthält mindestens eine Doppelbindung (C=C) oder eine Dreifachbindung (C≡C) zwischen den Kohlenstoffatomen. Diese Verbindungen können noch zusätzliche Wasserstoffatome aufnehmen, um gesättigt zu werden. Ein Beispiel ist Ethen (C2H4), das eine Doppelbindung zwischen den beiden Kohlenstoffatomen besitzt.