Chemie begreifen, Schulbuch

Für besonders Interessierte Das Wichtigste U2 234 Es gibt Rohstoffe, die die Menschheit der Lithosphäre (siehe E4) entnehmen kann, die sich aber früher oder später erschöpfen. Zu erwähnen sind hier vor allem Erdöl- und Erdgas-Lagerstätten beziehungsweise Erzvorkommen. Es ist offensichtlich, dass bei der Verwendung solcher Stoffe entweder Ersatztechnologien entwickelt werden müssen (zB Solarstrom- und Windkraftanlagen anstelle von kalorischen Kraftwerken) oder Stoffkreisläufe etabliert werden müssen (zB Recycling von Aluminium oder Alteisen). Es gibt aber auch nachwachsende Rohstoffe. In diesem Fall sorgt die Natur für das Recycling, das auf natürliche Weise durch Sonnenenergie bewirkt wird. Bei den nachwachsenden Rohstoffen sind einige wenige organische Stoffklassen in hohem Ausmaß vertreten. Beispiele für nachwachsende Rohstoffe sind: Nahrungsmittel Kohlenhydrate (zB Zucker, Stärke) Fette und Öle (zB Kokosfett, Palmöl) Proteine (zB Soja, tierisches Eiweiß) Aldehyde und Ketone, die auch Mehrfach-Alkohole sind Ester aus Carbonsäuren und einem Dreifach-Alkohol Amide aus Aminocarbonsäuren Kraftstoffe (zB Biosprit, Biodiesel) Alkohole, Ester Heizmaterial (zB Brennholz, Pellets) Cellulose, aufgabaut aus Glucose (Aldehyd und Mehrfach-Alkohol ) Baustoffe (zB Holz, Bambus) Cellulose Faserstoffe (zB Seide, Baumwolle) Amide aus Aminocarbonsäuren, Cellulose Alle diese Stoffe werden letztlich aus CO 2 und H 2 O in der Biosphäre aufgebaut. Durch Sonnenenergie (Fotosynthese) werden die Elektronen gezwungen, sich vom Wasser-Molekül zum Kohlendioxid-Molekül zu bewegen. Bei diesem Vorgang entstehen Glucose und Sauerstoff und in weiterer Folge eine Palette von organischen Molekülen. Schwierig gestaltet sich dabei der Einbau von Stickstoffatomen in die organischen Moleküle. Ursache dafür ist die hohe Aktivierungsenergie im Stickstoff-Molekül, bedingt durch die Dreifachbindung zwischen den beiden Stickstoffatomen (siehe S4). In den nachfolgenden Lernzyklen wird die Chemie einiger der oben erwähten nachwachsenden Rohstoffe genauer besprochen. Zu welchen Stoffklassen gehören die sechs untersuchten organischen Moleküle? Für nachwachsende Rohstoffe (siehe weiter unten) spielen folgende Stoffklassen eine große Rolle: Alkohole, Aldehyde, Ketone, Carbonsäuren, Ester und Amide. Zu jeder Stoffklasse ist die reaktive Stelle zu beschreiben. Übungsbeispiele Ähnliches Reaktionsverhalten führt zur Einteilung in Stoffklassen. Wichtige Beispiele sind in der Tabelle enthalten: Al dehyd Ket on Carbon- säure Ester Amid Stoffklasse reaktive Stelle charakteristische Endung im Namen -al -on -säure -ester -amid Alk an Alk en Ether Amin Alkoh ol keine -an -en -ether -amin -ol Stoffklasse reaktive Stelle charakteristische Endung im Namen Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv