Nawi III Kap. 1.txt

Card Set Information

Author:
H.Sorge
ID:
256144
Filename:
Nawi III Kap. 1.txt
Updated:
2014-01-12 14:22:57
Tags:
NaWi
Folders:
NaWi 3
Description:
NaWi 3
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  1. Wie findet man heraus, welche Stoffe sich im Diesel befinden?
    Durch eine gaschromatographische Analyse
  2. Wie funktioniert ein Gaschromatograph?
    Ein Gaschromatograph besteht aus einer spiralförmig gewickelten Glaskapillare, die mit einer stationären Phase (z.B. extrem schwersiedende Flüssigkeit) belegt ist und durch die ein konstanter Heliumstrom fließt. Es wird mit einer Spritze Diesel in einen beheitzten Einspritzblock gepumpt, wo er verdunstet. Unterschiedliche Komponenten des Diesels werden unterschiedlich lange von der stationären Phase in der Kolonne gehalten. Die einzelnen Komponenten erscheinen nun zeitlich von einander getrennt am Ende der Säule und werden von einem Detektor als Peak erfasst. Nach der Retentionszeit (Differenz zw. Durchlaufzeit von Luft und der des betrachteten Stoffes) der einzelnen Peaks lässt sich auf den Stoff schließen. Die Menge des jeweiligen Stoffes wird aus der Fläche unterhalb des Peaks bestimmt.
  3. Was sind Alkane?
    gesättigte Kohlenwasserstoffe
  4. Was ist ein n-Alkan?
    ein gradkettiges (normales) Alkan
  5. Wie heißen diese vier Darstellungsmöglichkeiten (hier vom Methan)?
    • Strukturformel
    • Strukturformel mit sterischer Information
    • Stick-and-Ball-Modell
    • Kugelkalotten-Modell
  6. Welche Bindungsverhältnisse liegen in den Alkanen zw. C-H vor?
    Im Kohlenstoffs hybridisiert das 2s2-Orbital mit 2 der 3 2p-Orbitale (mit zsm. 2 Elektronen) zu vier sp3-Orbitalen. Es entstehen die vier σ-Bindungen, die sich in Tetraederform (109°) anordnen.
  7. Nenne die n-Alkane von 1C bis 16C!
    • Methan
    • Ethan
    • Propan
    • Butan
    • Pentan
    • Hexan
    • Heptan
    • Octan
    • Nonan
    • Dekan
    • Undekan
    • Dodekan
    • Tridekan
    • Tetradekan
    • Pentadekan
    • Hexadekan
  8. Unter welchen Namen sind Methan, Proban+Butan, Hexadekan noch bekannt?
    • Methan: Erdgas
    • Propan-Butangemisch: Autogas oder LPG (Liquified Petroleum Gas)
    • Hexadekan: Cetan
  9. Welches ist das längste entdeckte n-Alkan?
    n-Tetrakosan (C24H50)
  10. Was sind Strukturisomere?
    Strukturisomere sind Stoffe gleicher Stoffzusammensetzung, aber unterschiedlicher Struktur
  11. Welches Isomer besitzt Butan?
    Welche beiden Namen hat es?
    Das Methyl-Propan bzw. Isobutan
  12. Welche Isomere besitzt das Pentan?
    Wie lauten die Trivialnamen?
    • 2,2-Dimethylpropan (Neopentan)
    • 2-Methylbutan (Isopentan)
  13. Welche beiden Namen hat das bekannteste Isomer des Oktans?
    2,2,4-Trimethylpentan oder auch Isooktan
  14. Als was wird Isododekan genutzt?
    Babyöl
  15. Welche Regeln sind bei der Nomenklatur der verzweigten Alkane einzuhalten?
    • 1. Längste Kohlenstoffkette benennen
    • 2. C-Atome an denen sich Substituenten befinden lokalisieren und diese Zahl samt Namen des Substituenten voranstellen, wobei Stammname durch -yl ergänst wird
  16. Wie lautet die Summenformel der homologen Reihe der Alkane?
    CnH2n+2
  17. Wie lautet die Summenformel der Cycloalkane?
    CnH2n
  18. Was kann man im Hinblick auf die Bildungsenthalpie von Cycloalkanen in Abhängigkeit von der Anzahl der C-Atome sagen?
    Zu kleine und zu große Ringe führen zu einer inneren Spannung, da vom günstigen Tetraederwinkel abgewichen wird. Nur das Cyclohexan ist ein spannungsfreier Ring!
  19. In welchen 3 Conformationen kommt Cyclohexan vor?
    Welche ist energetisch am günstigsten?
    Sesselform besser als Twistform besser als Wannenform
  20. Wie kann man eine höhere Konzentration an verzweigten Kohlenwasserstoffen im Erdöl erlangen?
    Durch Cracken
  21. Was ist Cracken?
    Welche Methoden gibt es?
    Was haben diese Methoden gemeinsam?
    Erzeugen kurzkettiger Kohlenwasserstoffe (KW)

    • Thermisches Cracken: kurzzeitiges Erhitzen
    • Katalytisches Cracken: Verwendung eines Katalysators, der bevorzugt verzweigte KW erzeugt
    • Hydrocracking: Wasserstoffzusatz liefert vorwiegend gradkettige KW
    • Steam Cracking: vorwiegend kurzkettige KW

    Gemeinsamkeit: kurzzeitiges Erhitzen der Edukte auf 450 bis 800°C und rasche Abkühlung der Produkte (verhindert weitere Reaktion)
  22. Was sind Alkene?
    Aufbau?
    • Kohlenwasserstoffe mit Doppelbindungen
    • Doppelbindung durch eine sp2-Hybridisierung zw. einem 2s-Orbital, dem px-Orbital und dem py-Orbital eines jeden an der Doppelbindung beteiligten C-Atoms, verbleibendes pz-Orbitale bilden zusammen π-Bindung
    • Bindungswinkel zw. beteiligten C's beträgt 120°
  23. Welche weiteren Typen von Strukturisomeren kommen durch eine Doppelbindung hinzu? Warum?
    Da keine freie Drehbarkeit um Doppelbindung => cis-trans-Isomere
  24. Wie wirkt sich eine Doppelbindung im Bezug auf die Siedetemperatur aus?
    Die Siedetemperatur der Alkene sinkt im Vergleich zu den Alkanen
  25. Was sind Alkine und unter welchen Umgebungseigenschaften kommen sie zustande?
    • Bei extrem hoher Temperatur bilden sich aus Erdgas Alkine
    • Dreifachbindung zw. 2 C-Atomen durch 2 π-Bindungen und eine σ-Bindung (sp1-Hybridisierung)
  26. Was ist Acetylen?
    Eigenschaften?
    • Ethin
    • Instabile Verbindung
    • Brennstoff bei autogenen Schweißen
    • Flammentemp. beträgt etwa 3200°C
  27. Welcher Nomenklatur unterliegen die ungesättigten Kohlenwasserstoffe?
    • 1) Kette mit höchster Zahl an Doppel- und Dreifachbindungen (wenn gleich dann Doppelbindungen bevorzugt)
    • 2) Wenn nicht eindeutig, Kette mit größter Kohlenstoffzahl
    • 3) Seitenketten alphabetisch mit Angabe des Verweigungsortes an der Hauptkette angeordnet
  28. Welchen Trivialnamen haben die Substituenten...
    Ethenyl-
    Propenyl-
    • Ethenyl-: Vinyl-
    • Propenyl-: Allyl-
  29. Welche Kürzel werden für folgende Substituenten verwendet?
    Methyl-
    Ethyl-
    n-Propyl-
    iso-Propyl-
    Butyl-
    iso-Butyl-
    • Methyl-: Me
    • Ethyl-: Et
    • n-Propyl-: nPr
    • iso-Propyl-: iPr
    • Butyl-: nBu
    • iso-Butyl-: iBu
  30. Was sind Aromaten?
    • Aromaten sind Stoffe, die min. einen Benzolring im Molekül enthalten
    • Verbreiten aromatischen Geruch, der auf Benzolring zurückzuführen ist
  31. Was ist Benzol?
    Eigenschaften und Aufbau?
    • Ring aus 6C und 6H
    • Drei Doppelbindungen, Überlappung der pz-Orbitale => Delokalisierung π-Elektronen
    • Reaktionsträge, da sich verschmiert über den Ring ein π-Eletronensystem ausbildet, welches energetisch tiefel liegt als von drei Doppelbindungen erwartet
    • 2 mesomere Grenzstrukturen
    • Alle C-C-Bindungen im Benzol gleich lang !!!
  32. Wie bezeichnet man einen Benzolring der Substituenten trägt?
    Phenyl-Ring
  33. Was sind Toluol und Xylole?
    Welche Strukturisomere des Xylols gibt es?
    • Toluol enthält eine Methylgruppe
    • Xylole enthalten 2 Methylgruppen
    • => es gibt ortho-Xylol, para-Xylol und meta-Xylol
  34. Was sind Araliphaten?
    • Araliphaten sind Stoffe, die sowhol aliphatische, als auch aromatische Bestandteile enthalten
    • Bsp. Xylol
  35. Wie nennt man Kohlenwasserstoffe, die mehrere aneinander gebundene Ringe enthalten?
    polycyclische Kohlenwasserstoffe
  36. Wie heißen folgende Stoffe?
  37. Wie werden die unterschiedlichen Produkte aus Erdöl gewonnen?
    • 1) atmosphärische Destillation durch aufheizen auf 350°C
    • 2) Oberhalb des Sumpfes in Rektifizierkolonne gespeist
    • 3) Leichtflüchtige Bestandteile verdampfen und lassen Sumpfprodukt zurück
    • 4) Sumpfprodukt in Vakuumkolonne weiter zerlegt
  38. Was passiert in der Rektifizierkolonne?
    • Über Böden im Inneren der Kolonne strömt Flüssigkeit, die gleichzeitig von aufsteigenden Dämpfen aurchströmt werden
    • => Stofftrennung:
    • Kondensation schwerflüchtiger Komponenten aus Dampf in Flüssigkeit
    • Verdampfung leichtflüchtiger Komponenten aus der Flüssigkeit
    • Abströmen eines Teils der Flüssigkeit auf darunterliegenden Boden
    • => Ausbildung eines stationären Zustandes auf den Böden, auf denen hauptsächtich Produkte mit entsprechendem Siedepunkt
  39. Was ist die Cetanzahl?
    Was ist die Mindestcetanzahl für welchen Kraftstoff?
    • Anhand der Cetanzahl wird Zündwilligkeit eines Dieseltreibkraftstoffes gemessen
    • Niedrige Cetanzahl = zu späte Zündung
    • Cetanzahl entspricht x Vol.-% Cetan (n-Hexadekan) und (100-x)Vol.-% 1-Methylnapthtalin

    Mindestcetanzahl von 51 in Deutschland
  40. Was ist der Cold Filter Plugging Plot (CFPP)?
    • Bei Kälte können Bestandteile des Diesels Löslichkeit erreichen, ausflocken und den kraftstofffilter verstopfen
    • Zusetzung von verzweigten Kohlenwasserstoffen verhindert dies => erniedrigen Cetanzahl => Zusetzung von Additiven, die CZ erhöhen
  41. Was sind Jet-Treibstoffe?
    Welche Jet-Treibstoffe werden unterschieden und wann und wo werden sie eingesetzt?
    • Kohlenwasserstoffe mit 5-16 C-Atomen
    • Jet-A: Gefrierpunkt: -40°C, Flammpunkt: 38°C (USA)
    • Jet-A1: Gefrierpunkt: -47°C, Flammpunkt: 38°C (alle Länder außer USA)
    • Jet-B: Stockpunkt: -60°C, Flammpunkt: -20°C (Arktis)
  42. Was gibt die Oktanzahl an?
    • Klopffestigkeit, also keine vorzeitige Zündung des im Motor gezündeten Gas-Luftgemisches
    • Trimethylpentan (Isooktan) besonders Klopffest
    • Research Oktanzahl betimmt über x-Vol.-% Isooktan, (100-x)Vol.-% n-Heptan
  43. Welche ROZ müssen Benzin, Super und Super Plus in Deutschland mindestens haben?
    • Benzin: 91
    • Super: 95
    • Super Plus: 98
  44. Was wurde zur Klopffestigkeitserhöhung dem Benzin zugesetzt und warum nun nicht mehr?
    Bleitetraethyl (metallorganische Verbindung), allerdings abgeschafft, da giftig

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