Die Polykondensation: Übungen – Chemie Leistungskurs

Ihr Fortschritt:

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Übungsaufgaben

Dreißig Aufgaben, bunt gemischt — zum Klicken, Ziehen, Zuordnen, Rechnen und Knobeln. Jede Übung gibt Ihnen sofort Rückmeldung; bei Schwierigkeiten helfen Ihnen die gestuften Tipps. Die Chips zeigen das Anforderungsniveau: AFB I heißt wiedergeben und direkt anwenden, AFB II heißt selbst entscheiden und verknüpfen, AFB III heißt begründen, beurteilen oder eine Falle durchschauen. Mix verbindet Wissen aus mehreren Unterkapiteln, Trick warnt: Hier steckt eine Falle drin. Der Balken oben zeigt Ihnen, wie viele der 30 Aufgaben Sie schon gelöst haben.

Stellschrauben der Kettenlänge

AFB III

Beurteilen Sie, wie sich die erreichbare mittlere Kettenlänge eines Polyesters durch die Maßnahme ändert.

Wählen Sie für jede Zeile eine Stufe: 1 = sinkt stark, 2 = sinkt, 3 = bleibt gleich, 4 = steigt, 5 = steigt stark. Mit der Tastatur: Tab zur Zeile, ←/→ zwischen den Stufen, Enter setzt.

1 = sinkt stark5 = steigt stark

5 % Überschuss an Diol

Spur Essigsäure im Ansatz

Säurekatalysator, Reaktion läuft bis ins Gleichgewicht

Spur Glycerin (drei OH-Gruppen) im Ansatz

Wasser wird im Vakuum laufend abgezogen

Diol-Überschuss: Alle Kettenenden werden OH-Enden und können nicht mehr miteinander reagieren. Essigsäure verschließt einzelne Enden. Ein Katalysator beschleunigt nur, verschiebt das Gleichgewicht nicht. Glycerin verzweigt und erhöht die Molmasse.

Ansatz: Was passiert mit den Kettenenden?

Weiter: Katalysator ≠ Gleichgewichtsverschiebung.

Molare Masse des PET-Bausteins

AFB I

Berechnen Sie die fehlenden Werte (M(C) = 12 g/mol, M(H) = 1 g/mol, M(O) = 16 g/mol, M(H₂O) = 18 g/mol). PET entsteht aus Ethan-1,2-diol \(\ce{C2H6O2}\) und Benzol-1,4-dicarbonsäure \(\ce{C8H6O4}\).

Alle Felder ausfüllen, dann gemeinsam prüfen.

M(C₂H₆O₂) = g/mol und M(C₈H₆O₄) = g/mol. Für eine Repetiereinheit werden Wassermoleküle abgespalten. Also gilt M(Repetiereinheit) = 62 + 166 − 2 · 18 = g/mol.

M(C₂H₆O₂) = 24 + 6 + 32 = 62 g/mol, M(C₈H₆O₄) = 96 + 6 + 64 = 166 g/mol. Zwei Estergruppen entstehen je Repetiereinheit, also zwei Wassermoleküle: 228 − 36 = 192 g/mol (C₁₀H₈O₄). Typischer Fehler: nur ein Wassermolekül abzuziehen.

Addieren Sie die Atommassen jedes Moleküls; jede neue Bindung setzt ein Wassermolekül frei.

Diol und Säure haben je zwei funktionelle Gruppen: Es entstehen zwei Esterbindungen.

Wasseranteil bei PET abschätzen

AFB IITrick

Schätzen Sie ab, wie viel Prozent der Masse der eingesetzten Monomere (Ethan-1,2-diol 62 g/mol, Benzol-1,4-dicarbonsäure 166 g/mol) bei der Bildung einer Repetiereinheit PET als Wasser abgespalten werden (M(H₂O) = 18 g/mol). Stellen Sie den Regler ein.

Schieben Sie den Regler auf Ihre Schätzung — Pfeiltasten bewegen ihn feiner. Nach dem Prüfen sehen Sie den Trefferbereich.

0 %40 %

Je Repetiereinheit entstehen zwei Esterbindungen, also werden zwei Wassermoleküle (36 g/mol) abgespalten: 36 : (62 + 166) = 0,158, also 15,8 %. Mit nur einem Wassermolekül käme man auf 7,9 %. Typischer Fehler: eine Esterbindung pro Repetiereinheit zu zählen.

Zählen Sie, wie viele Bindungen je Diol- und Säure-Molekül neu entstehen.

Zwei Wassermoleküle = 36 g/mol, bezogen auf 62 + 166 g/mol.