Makromoleküle: aus Monomeren werden Polymere
Kunststoffe bestehen aus sehr langen Molekülen. Sie entstehen, wenn viele kleine Moleküle sich verknüpfen.
Das lernst du heute
- Ich erkläre die Begriffe Monomer, Polymer und Makromolekül.
- Ich beschreibe, wie aus Ethen Polyethylen entsteht.
- Ich unterscheide Polymerisation und Polykondensation.
Das brauchst du schon: Vielleicht hilft dir zuerst diese Lektion: Kunststoffe im Alltag: Eigenschaften und Verwendung
Ein Molekül mit sehr vielen Atomen heißt Makromolekül. Kunststoffe bestehen aus solchen Riesenmolekülen. Sie entstehen aus kleinen Bausteinen. Der kleine Baustein heißt Monomer, das große Molekül Polymer. Beispiel: Ethen. Seine Summenformel ist C₂H₄, die Strukturformel H₂C=CH₂. Zwischen den Kohlenstoffatomen steht eine Doppelbindung. Bei der Reaktion öffnet sich jede Doppelbindung. Die Monomere verknüpfen sich zu einer langen Kette: –CH₂–CH₂–CH₂–CH₂–… So entsteht Polyethylen. Diese Reaktion heißt Polymerisation. Dabei wird nichts abgespalten. Man schreibt: n H₂C=CH₂ → (–CH₂–CH₂–)ₙ. Das n steht für eine sehr große Zahl, oft mehrere Tausend. Es gibt noch einen zweiten Weg: die Polykondensation. Hier verknüpfen sich meist zwei verschiedene Monomere. Bei jeder Verknüpfung wird ein kleines Molekül abgespalten, meist Wasser. So entsteht zum Beispiel PET. Als Modell dient eine Kette aus Büroklammern: Jede Klammer ist ein Monomer, die Kette das Polymer.
| Monomer | Polymer | Reaktion |
|---|---|---|
| Ethen (C₂H₄) | Polyethylen (PE) | Polymerisation |
| Propen (C₃H₆) | Polypropylen (PP) | Polymerisation |
| Chlorethen (Vinylchlorid) | Polyvinylchlorid (PVC) | Polymerisation |
| Dicarbonsäure und Diol | Polyester (z. B. PET) | Polykondensation |
Wie groß ist ein Polyethylen-Molekül?
- Ein Ethen-Molekül C₂H₄ hat 2 C-Atome und 4 H-Atome.
- Die Kette besteht aus 1000 Ethen-Einheiten.
- C-Atome: 2 · 1000 = 2000.
- H-Atome: 4 · 1000 = 4000.
Ich verstehe das noch nicht
Such dir aus, was dir hilft.
Noch einfacher erklärt
Klein: Monomer.
Viele verbunden: Polymer.
Polymerisation: nichts geht verloren.
Ein Beispiel
Eine Kette aus Büroklammern: Eine einzelne Klammer ist ein Monomer. Die ganze Kette ist das Polymer.
Schritt für Schritt
Wir schreiben die Reaktion für Polyethylen auf
- Das Monomer ist Ethen, H₂C=CH₂.
- Die Doppelbindung öffnet sich.
- Viele Monomere verbinden sich: n H₂C=CH₂ → (–CH₂–CH₂–)ₙ.
- Es entsteht Polyethylen.
Mit einem Bild erklärt
| Schritt | Was geschieht |
|---|---|
| 1 | Monomere mit Doppelbindung liegen vor |
| 2 | Doppelbindungen öffnen sich |
| 3 | Monomere verknüpfen sich zur Kette |
Zur Grundlage zurück
- Kunststoffe im Alltag: Eigenschaften und Verwendung – Du kennst Kunststoffe und ihre Eigenschaften.
Jetzt zusammen
Wir lösen die Aufgabe gemeinsam. Nutze die Hilfen, wenn du sie brauchst.
Eine Polyethylen-Kette besteht aus 500 Ethen-Einheiten. Wie viele Kohlenstoffatome hat sie?
Zeig mir den ersten Schritt
Jedes Ethen-Molekül hat 2 C-Atome.
Lösung ansehen
Lösung: 1000
2 · 500 = 1000 C-Atome.
Jetzt du
Jetzt probierst du es allein.
Wie viele Wasserstoffatome hat die Kette aus 500 Ethen-Einheiten?
Zeig mir den ersten Schritt
Jedes Ethen-Molekül hat 4 H-Atome.
Lösung ansehen
Lösung: 2000
4 · 500 = 2000 H-Atome.
Tipp: Bei der Polymerisation werden die Monomere ohne Abspaltung aneinandergereiht. Multipliziere die Atome eines Bausteins mit der Zahl der Bausteine.
Merksatz: Monomer: kleiner Baustein. Polymer: Makromolekül aus vielen Monomeren. Polymerisation: Doppelbindungen öffnen sich, nichts wird abgespalten. Polykondensation: kleine Moleküle wie Wasser werden abgespalten.
Typischer Fehler: Viele denken, ein Polymer sei ein Gemisch vieler einzelner Ethen-Moleküle. In Wirklichkeit sind die Bausteine fest verbunden.
Mini-Quiz
5 kurze Fragen, ohne Noten. Bei jeder Frage kannst du dir die Lösung ansehen.
Lösung ansehen
Lösung: Monomer
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Lösung: Stimmt nicht
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Lösung: Es hat eine Doppelbindung zwischen den C-Atomen.
Frage 4 Ein Ethen-Molekül hat 2 C-Atome. Wie viele C-Atome haben 3 verknüpfte Ethen-Einheiten?
Zeig mir den ersten Schritt
Multipliziere 2 mit 3.
Lösung ansehen
Lösung: 6
2 · 3 = 6.
Lösung ansehen
Lösung: Bei jeder Verknüpfung wird ein kleines Molekül abgespalten.
Geschafft
Kunststoffe bestehen aus Makromolekülen. Diese entstehen durch Polymerisation oder Polykondensation aus Monomeren.
Kannst du das schon?
Hake ab, was du schon kannst. Was noch fehlt, schaust du dir einfach noch einmal an.
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