Berechnungen zur Elementaranalyse und Definition Kohlenhydrate: Unterschied zwischen den Seiten

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=====Beispielrechnung: Elementaranalyse von Trinkalkohol=====
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Man wiegt 0,521 g Alkohol ein. Die Massenzunahme des Trockenrohrs beträgt 0,620 g, die des Kaliapparats 0,987 g. Das bedeutet, dass bei der Verbrennung 0,620 g Wasser (H<sub>2</sub>O) und 0,987 g Kohlenstoffdioxid (CO<sub>2</sub>) entstanden sind. Mit diesen Werten kann man den Wasserstoffanteil und den Kohlenstoffanteil folgendermaßen berechnen:


'''Kohlenstoffanteil:''' 1 mol CO<sub>2</sub> wiegt 44 g, davon sind 12  Kohlenstoff, also 44 g/12 g x 100 = 27,3 %. Bei unserem Experiment sind 0,987 g Kohlenstoffdioxid entstanden.  
==Was sind Kohlenhydrate?==
Die Kohlenhydrate, auch Saccharide genannt, sind eine der wichtigsten Stoffklassen in der Biochemie.  


27,3 % davon sind Kohlenstoff, also 0,987 g x 27,3 % = 0,269 g
Weil viele Kohlenhydrate die Formel <chem>C_n(H2O)_m
_{}</chem> aufweisen, prägte der Chemiker Carl Schmitt 1844 den Begriff Kohlehydrate für diese Art von Verbindungen. Die Bezeichnung "Saccharide" stammt vom griechischen Wort ''σάκχαρον'' (''sákkharon'') für Zucker.


'''Wasserstoffanteil:''' 1 mol H<sub>2</sub>O wiegt 18 g, davon sind 2 g Wasserstoff (2 x H). Das entspricht 11,1 %. Aus 0,521 g Alkohol sind 0,620 g Wasser entstanden.  
Für viele Kohlenhydrate, z. B. Traubenzucker, Fruchtzucker, Rohrzucker, Stärke trifft diese Formel zu. Heute rechnet man aber auch Verbindungen, die von dieser Formel abweichen oder Atome wie Stickstoff enthalten, aufgrund ihrer Struktur und Eigenschaften zu den Kohlenhydraten, z. B. die Desoxyribose (<chem>C5H10O4</chem>).  


Davon sind 11,1 % Wasserstoff, also 0,620 g x 11,1 % = 0,069 g
Und natürlich sind nicht alle Moleküle mit der oben genannten Formel Kohlenhydrate: Allgemein handelt es sich bei Kohlenhydraten Hydroxyaldehyde oder Hydroxyketone mit mindestens drei Kohlenstoffatomen.


'''Sauerstoffanteil:''' Diesen letzten Anteil berechnet man, indem man einfach von der Probenmasse, die man verbrannt hat, den Kohlenstoffanteil und den Wasserstoffanteil abzieht. Übrig bleibt der Sauerstoffanteil:
Ein Experiment, das gerne zum "Beweis" herangezogen wird, dass Kohlenhydrate aus Kohlenstoff und Wasser bestehen, ist die Herstellung von Zuckerkohle. Hierbei verrührt man konzentrierte Schwefelsäure mit Haushaltszucker. Es kommt zu einer heftigen Reaktion, bei der unter anderem Wasser freigesetzt wird und Kohlenstoff zurückbleibt. Im folgenden Film ist das gut zu sehen:


m<sub>Alkohol</sub> – m<sub>Wasserstoff</sub> – m<sub>Kohlenstoff</sub> = 0,521 g – 0,069 g – 0,269 g = 0,183 g
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→ '''Massenverhältnis''' von Kohlenstoff : Wasserstoff : Sauerstoff = 0,269 g : 0,069 g : 0,183 g
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'''Berechnung des Stoffmengenverhältnisses'''
[[Kategorie:Chemie]] [[Kategorie:Biologie]]
 
Um auf die '''Verhältnisformel''' zu kommen, muss man das '''Stoffmengenverhältnis''' berechnen. Das bedeutet, dass man ausrechnet, wie viel mol Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff in der Probe enthalten sind. Dafür teilen wir die errechneten Massen jeweils durch die molare Masse des Stoffes. Kohlenstoff: 0,269 g / 12 g·mol-1 = 0,022 mol Wasserstoff: 0,069 g / 1 g·mol-1 = 0,069 mol Sauerstoff: 0,183 g / 16 g·mol-1 = 0,011 mol
 
→ '''Stoffmengenverhältnis''' C : H : O = 0,022 mol : 0,069 mol : 0,011 mol
 
So, wir haben es fast geschafft. Um eine '''Verhältnisformel''' aufzustellen, braucht man ganze Zahlen. Um diese zu berechnen, teilt man alle Stoffmengen durch die kleinste Stoffmenge (hier n<sub>(O)</sub>, die Stoffmenge von Sauerstoff). Aufgrund von Messfehlern und Ungenauigkeiten beim Runden erhält man dabei normalerweise keine ganzen Zahlen. Daher rundet man anschließend auf ganze Zahlen auf oder ab.
 
In unserem Fall ergibt sich zunächst C : H : O = 2 : 6,3 : 1,
 
gerundet: '''C : H : O = 2 : 6 : 1'''
 
Dieses Stoffmengenverhältnis besagt, dass in Alkohol auf je 2 Kohlenstoffatome 6 Wasserstoffatome und 1 Sauerstoffatom kommen. Man kann daraus eine chemische Verhältnisformel aufstellen:
'''(C<sub>2</sub>H<sub>6</sub>O)<sub>n</sub>'''
 
[[Kategorie:Chemie]]

Aktuelle Version vom 23. April 2022, 12:56 Uhr

Vorlage:Kohlenhydrate

Was sind Kohlenhydrate?

Die Kohlenhydrate, auch Saccharide genannt, sind eine der wichtigsten Stoffklassen in der Biochemie.

Weil viele Kohlenhydrate die Formel aufweisen, prägte der Chemiker Carl Schmitt 1844 den Begriff Kohlehydrate für diese Art von Verbindungen. Die Bezeichnung "Saccharide" stammt vom griechischen Wort σάκχαρον (sákkharon) für Zucker.

Für viele Kohlenhydrate, z. B. Traubenzucker, Fruchtzucker, Rohrzucker, Stärke trifft diese Formel zu. Heute rechnet man aber auch Verbindungen, die von dieser Formel abweichen oder Atome wie Stickstoff enthalten, aufgrund ihrer Struktur und Eigenschaften zu den Kohlenhydraten, z. B. die Desoxyribose ().

Und natürlich sind nicht alle Moleküle mit der oben genannten Formel Kohlenhydrate: Allgemein handelt es sich bei Kohlenhydraten Hydroxyaldehyde oder Hydroxyketone mit mindestens drei Kohlenstoffatomen.

Ein Experiment, das gerne zum "Beweis" herangezogen wird, dass Kohlenhydrate aus Kohlenstoff und Wasser bestehen, ist die Herstellung von Zuckerkohle. Hierbei verrührt man konzentrierte Schwefelsäure mit Haushaltszucker. Es kommt zu einer heftigen Reaktion, bei der unter anderem Wasser freigesetzt wird und Kohlenstoff zurückbleibt. Im folgenden Film ist das gut zu sehen:

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[ https://unterrichten.zum.de/wiki/Benutzer:Brockmann/Lernpfad_Kohlenhydrate_(Sek_2)]
Die Struktur von Glucose
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