Chemische und mikrobiologische Grundlagen der Wassertechnologie 5-2 Organische Chemie Allgemeine Grundlagen 2

Organische Chemie Allgemeine Grundlagen 2 „Einteilung der organischen Chemie: Organische Verbindungen aliphatische Verbindungen zyklische Verbindungen (Verbindungen ohne Ringschluss) (Verbindungen mit Ringschluss) .“ (1) Chemische und mikrobiologische Grundlagen der Wassertechnologie 5-2

Organische Chemie Allgemeine Grundlagen 2 „Aliphatische Kohlenwasserstoffe: a) Alkane (Gesättigte Kohlenwasserstoffe): Kohlenwasserstoffe sind Verbindungen, deren Moleküle nur aus C- und H-Atomen bestehen. Die gesättigten, azyklischen Kohlenwasserstoffe heißen Alkane; ihre Moleküle enthalten nur Einfachbindungen. Summenformel: CnH2n+2; n=1-82 Strukturformel: H H H C C H H H Rationelle Formel: Diese abgekürzte Strukturformel gibt ein übersichtliches Bild, z.B. CH3-CH3 “ (1) Chemische und mikrobiologische Grundlagen der Wassertechnologie 5-2

Organische Chemie Allgemeine Grundlagen 2 „Aliphatische Kohlenwasserstoffe Alkane: Alkylgruppen: Entzieht man einem Alkan ein Wasserstoffatom. Damm entsteht eine Alkylgruppe: Alkan - 1H Alkylgruppe- CnH2n+2 - 1H CnH2n+1- CH3-CH2 - 1H CH3-CH2- Da diese Alkylgruppen nicht beständig sind, haben sie das Bestreben, mit anderen Alkylgruppen oder mit einwertigen Atomen oder Atomgruppen neue Moleküle zu bilden. Homologe Reiche der Alkane: CH4 CH4 Methan C2H6 CH3-CH3 Ethan C3H8 CH3-CH2-CH3 Propan C4H10 CH3-CH2-CH2-CH3 Butan C5H12 CH3-CH2-CH2-CH2-CH3 Pentan “ (1) Chemische und mikrobiologische Grundlagen der Wassertechnologie 5-2

Organische Chemie Allgemeine Grundlagen 2 „Die Alkane sind ziemlich reaktionsträge; daher werden sie auch Paraffine genannt [parum affinis (lat.) wenig reaktionsfähig]. Bei Zimmertemperatur sind sie gegen starke Säuren, Laugen und Luftsauerstoff beständig; nach Zündung tritt jedoch Verbrennung ein. Mit Halogenen erfolgt Substitution; es werden ein oder mehrere H-Atome durch Halogene ersetzt. Allgemeine Gleichung: R-H + H-Cl R-Cl + H-Cl Beispiel: CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl “ (1) Chemische und mikrobiologische Grundlagen der Wassertechnologie 5-2

Organische Chemie Allgemeine Grundlagen 2 „Aliphatische Kohlenwasserstoffe: b) Alkene (Olefine): Alkene sind offenkettige Kohlenwasserstoffe mit einer C C-Bindung (doppelbindung). Summenformel: CnH2n Alkadiene sind ungesättigte, offenkettige Kohlenwasserstoffe mit zwei C C-Bindungen Summenformel: CnH2n-2 c) Alkine: Alkine enthalten eine C C-Bindung; die allgemeine Formel der homologen Reihe der Alkine (Ethin C2H2, Propin C3H4, Butin C4H6 usw.) lautet C2H2n-2 Infolge der Dreifachbindung sind die Alkine noch reaktionsfähiger als die Alkene Das Ethin (Azetylen) CH CH ist die wichtigste Verbindung dieser Reihe. “(1) Chemische und mikrobiologische Grundlagen der Wassertechnologie 5-2

Organische Chemie Allgemeine Grundlagen 2 „Aliphatische Kohlenwasserstoffe: d) Alkohole Alkohole enthalten die funktionelle Gruppe* -OH (Hydroxylgruppe, gebunden an einen Kohlenwasserstoffrest). Allgemeine Formel: R-OH Eine Ausnahme liegt vor, wenn die OH-Gruppe unmittelbar mit einem C-Atom eines Benzolkerns verbunden ist. Diese Verbindungen werden Phenole genannt. *Die funktionelle Gruppe bestimmt weitgehend das chemische Verhalten einer Verbindung. Allgemeine Formel: CnH2n+1OH Einteilung: nach der Anzahl der OH-Gruppen Ein-, zwei-, drei-, usw. –wertige Alkohole .“ (1) Chemische und mikrobiologische Grundlagen der Wassertechnologie 5-2

Organische Chemie Allgemeine Grundlagen 2 „nach der Stellung der OH-Gruppen: Primäre Alkohole R-CH2-OH OH Sekundäre Alkohole R1-C-R2 H Tertiäre Alkohole R1-C-R2 R3 R = Alkylrest “ (1) Chemische und mikrobiologische Grundlagen der Wassertechnologie 5-2

Organische Chemie Allgemeine Grundlagen 2 „Eigenschaften: Aggregatzustand: Schmelz- und Siedepunkte der Alkohole steigen mit zunehmender Kohlenstoffzahl an. Die niederen Alkohole sind bei gewöhnlicher Temperatur flüssig, die höheren fest. Löslichkeit in Wasser: Je länger der „hydrophobe“ (wasserfeindliche) Kohlenwasserstoffrest, desto weniger lösen sich die Alkohole in Wasser. Je mehr „hydrophile“ (wasserfreundliche“ OH-Gruppen im Molekül, desto leichter lösen sich die Alkohole in Wasser. Reaktionen der Alkohole: Die Alkohole sind praktisch neutral. Veresterung: Alkohole bilden sowohl mit anorganischen, als auch mit organischen Säuren Ester. Chemische und mikrobiologische Grundlagen der Wassertechnologie 5-2

Organische Chemie Allgemeine Grundlagen 2 „Oxidation: Primäre Alkohole lassen sie zu Aldehyden und weiter zu Karbonsäuren oxydieren. Sekundäre Alkohole lassen sich zu Ketonen oxydieren. Tertiäre Alkohole lassen sich nur unter Spaltung des Moleküls oxydieren. Alle Alkohole von genügend hohem Dampfdruck sind brennbar; hierbei entstehen CO2 und H2O “ (1) Chemische und mikrobiologische Grundlagen der Wassertechnologie 5-2

Organische Chemie Allgemeine Grundlagen Literaturquellen: Es wurde als Quellen verwendet: Übernommen aus: Nachschlagebücher für Grundlagenfächer Chemie, Schröter, Lautenschläger, VEB Fachbuchverlag Leipzig Chemie, Hans Rudolf Christen, Verlag Sauerländer Kurzes Lehrbuch der anorganischen und allgemeinen Chemie, J. Fenner und H Siegers, Springer Verlag Chemie.de Rechnen in der Chemie, Walter-Wittenberger, Springer –Verlag Chempage.de Wikipedia.de Chemische und mikrobiologische Grundlagen der Wassertechnologie 5-2