Chemie-Arbeitsblatt _ _ Klasse _ _ _ Name __________________________________________________________________Datum _ _ ._ _._ _

 
Übungsaufgaben zu "Siedetemperatur und Löslichkeitsvergleich von Alkoholen und Alkanen"
 

Arbeitsmaterial: Siedetemperatur und Löslichkeitstabelle

Name Molare Masse [g/mol] Siedetemperatur [°C] Löslichkeit in g/100 g Wasser
n-Pentan 72 36,2 unlöslich
1-Butanol 74 117,5 6,8
1-Butanal 72 74,7 3,7
1,2-Propandiol 76 187,0 in jedem Verhältnis löslich

Arbeitsaufträge:

  1. Zeichnen Sie die Strukturformeln der obigen Stoffe und geben Sie die Stoffklassen an, zu der sie gehören!
  2. Erklären Sie
    a) die unterschiedlichen Siedetemperaturen
    b) das Löslichkeitsverhalten der Stoffe trotz ähnlicher molarer Masse!

Lernvoraussetzungen:

Eigenschaften der Alkane, Alkohole und Alkanale, intermolekulare Kräfte (Van-der Waals, H-Brücken)

Quelle: Heinz Wambach (Hrsg): Materialien-Handbuch Kursunterricht Chemie, Band 2, Köln 1991

 

Lösungserwartungen:s

zu 1.
zu 2.a.

Siedetemperaturen werden durch verschieden starke intermolekulare Bindungskräfte bestimmt. Pentan-Moleküle sind im Gegensatz zu denen der drei anderen Stoffe unpolar, als intermolekulare Kräfte treten hier also nur die schwächeren Van-der-Waals-Kräfte auf.
Zwischen den Molekülen der drei anderen Kräfte wirken Dipolkräfte. Butanol- (bzw. Propandiol-) Moleküle können mit einem (bzw. zwei) positiv polarisierten H-Atom(en) Wasserstoff-Brücken über die O-Atome anderer Butanol-Moleküle (bzw. Propandiol-Moleküle) bilden. Diese starken Kräfte verursachen die hohen Siedetemperaturen der Alkohole, die bei Propandiol wegen der doppelten Möglichkeit zur Wasserstoff-Brückenbindung höher sind als bei Butanol. Butanal weist eine niedrigere Siedetemperatur als Butanol auf, da zwischen den Alkanal-Molekülen zwar Dipolkräfte wirken, aber wegen der fehlenden Polarisierung des H-Atoms keine Wasserstoff-Brücken ausgebildet werden können.

zu 2.b.

Die Löslichkeit eines Stoffes in Wasser hängt mit der Fähigkeit zusammen, mit Wasser-Molekülen in Wechselwirkung zu treten. Da Pentan-Moleküle im Gegensatz zu Wasser-Molekülen unpolar sind, liegen keine Wechselwirkungen vor, woraus die Unlöslichkeit folgt.
In Butanol- und Butanal-Molekülen können zwar die OH- bzw. die C=O-Gruppe Dipolwechselwirkungen mit Wasser-Molekülen eingehen, jedoch überwiegt der unpolare Alkyl-Rest. Damit sind beide Stoffe nur gering löslich, Butanol wegen seiner Fähigkeit zur Wasserstoff-Brückenbindung etwas mehr als Butanal. Bei Propandiol-Molekülen überwiegt der polare Molekülteil mit einer ausgeprägten Fähigkeit der OH-Gruppen zur Wasserstoff-Brückenbildung, woraus die sehr gute Löslichkeit resultiert.

update: 19.02.16                                                                                                                                                                                zurück        zur Hauptseite