Vom Alkohol zur Säure: funktionelle Gruppen ordnen
Alkohole kann man oxidieren. Dabei entstehen Säuren mit einer Carboxygruppe. Funktionelle Gruppen helfen, Stoffe zu ordnen.
Das lernst du heute
- Ich kann die Oxidation von Ethanol zu Essigsäure beschreiben.
- Ich kann die Carboxygruppe erkennen.
- Ich kann Alkane, Alkanole und Alkansäuren unterscheiden.
Das brauchst du schon: Vielleicht hilft dir zuerst eine dieser Lektionen: Alkoholische Gärung: Wie Ethanol entsteht, Die Hydroxygruppe als funktionelle Gruppe
Offener Wein wird sauer. Dabei verwandeln Essigsäurebakterien mit Sauerstoff das Ethanol in Essigsäure. Das ist eine Oxidation. Aus Ethanol wird Ethansäure. Ihr Alltagsname ist Essigsäure. Dazwischen entsteht Ethanal (CH₃CHO). Gleichung insgesamt: C₂H₅OH + O₂ → CH₃COOH + H₂O. Die neue funktionelle Gruppe heißt Carboxygruppe: –COOH. Sie besteht aus einer C=O-Gruppe und einer OH-Gruppe am selben C-Atom. Stoffe mit Carboxygruppe heißen Carbonsäuren. Hängt die Gruppe an einer Alkankette, spricht man auch von Alkansäuren. Ihre Namen enden auf -säure. Sie sind schwache Säuren. In Wasser geben sie Protonen ab: CH₃COOH + H₂O ⇌ CH₃COO⁻ + H₃O⁺. Nur ein kleiner Teil der Moleküle reagiert so. Funktionelle Gruppen ordnen die organischen Stoffe in Klassen. Haushaltsessig enthält Essigsäure in wässriger Lösung.
| Stoffklasse | funktionelle Gruppe | Beispiel | Namensendung |
|---|---|---|---|
| Alkane | keine (nur C–C und C–H) | Ethan, C₂H₆ | -an |
| Alkanole | Hydroxygruppe –OH | Ethanol, C₂H₅OH | -ol |
| Alkansäuren | Carboxygruppe –COOH | Ethansäure, CH₃COOH | -säure |
Von Ethanol zu Ethansäure
- Start: Ethanol, CH₃–CH₂–OH.
- Das C-Atom mit der OH-Gruppe wird oxidiert: Zwischenstufe Ethanal, CH₃–CHO.
- Weiter oxidiert: Ethansäure, CH₃–COOH.
- Gesamtgleichung: C₂H₅OH + O₂ → CH₃COOH + H₂O.
- Probe: links 2 C, 6 H, 3 O. Rechts 2 C, 4 + 2 = 6 H, 2 + 1 = 3 O.
Ich verstehe das noch nicht
Such dir aus, was dir hilft.
Noch einfacher erklärt
Ethanol + Sauerstoff → Essigsäure + Wasser.
Essigsäure hat –COOH.
Sie ist eine schwache Säure.
Ein Beispiel
Offener Wein wird zu Essig. Die Bakterien nutzen Sauerstoff aus der Luft. Darum verschließt man Weinflaschen.
Schritt für Schritt
Wir ordnen eine Formel ein
- Suche die funktionelle Gruppe.
- Keine? Dann ist es ein Alkan.
- –OH, aber kein C=O am selben C-Atom? Dann ist es ein Alkanol.
- –COOH? Dann ist es eine Alkansäure.
Mit einem Bild erklärt
| Formel | Gruppe | Klasse | Name |
|---|---|---|---|
| CH₃–CH₃ | – | Alkan | Ethan |
| CH₃–CH₂–OH | –OH | Alkanol | Ethanol |
| CH₃–COOH | –COOH | Alkansäure | Ethansäure |
| H–COOH | –COOH | Alkansäure | Methansäure |
Zur Grundlage zurück
- Alkoholische Gärung: Wie Ethanol entsteht – Du weißt, wie Ethanol entsteht.
- Die Hydroxygruppe als funktionelle Gruppe – Du kennst die Hydroxygruppe.
Jetzt zusammen
Wir lösen die Aufgabe gemeinsam. Nutze die Hilfen, wenn du sie brauchst.
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Lösung: Alkansäuren
Jetzt du
Jetzt probierst du es allein.
Wie viele Sauerstoffatome hat ein Ethansäuremolekül (CH₃COOH)?
Zeig mir den ersten Schritt
Die Carboxygruppe –COOH enthält O und OH.
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Lösung: 2
Das C=O liefert ein O, die OH-Gruppe ein weiteres. Es sind 2.
Tipp: Schaue zuerst auf das Ende des Namens: -an, -ol oder -säure. Dann auf die funktionelle Gruppe: nichts, –OH oder –COOH.
Merksatz: Alkane: keine funktionelle Gruppe. Alkanole: –OH. Alkansäuren: –COOH. Oxidation: Alkanol wird zur Alkansäure.
Typischer Fehler: Viele verwechseln Hydroxygruppe und Carboxygruppe. Die Carboxygruppe enthält eine C=O-Gruppe und eine OH-Gruppe am selben C-Atom. Nur sie macht den Stoff zur Säure.
Mini-Quiz
5 kurze Fragen, ohne Noten. Bei jeder Frage kannst du dir die Lösung ansehen.
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Lösung: Ethanol wird oxidiert.
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Lösung: Stimmt nicht
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Lösung: -säure
Frage 4 Wie viele Kohlenstoffatome hat Propansäure?
Zeig mir den ersten Schritt
Propan hat 3 C-Atome.
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Lösung: 3
Das Carboxy-C-Atom gehört zur Kette.
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Lösung: Stimmt nicht
Geschafft
Oxidiert man Ethanol, entsteht über Ethanal die Ethansäure (Essigsäure). Ihre funktionelle Gruppe ist die Carboxygruppe –COOH. Alkansäuren sind schwache Säuren. Funktionelle Gruppen ordnen die organischen Stoffe in Klassen: Alkane, Alkanole, Alkansäuren.
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