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Estergleichgewicht

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Die Autor*innen
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André Otto
Estergleichgewicht
lernst du in der 11. Klasse - 12. Klasse - 13. Klasse

Estergleichgewicht Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Estergleichgewicht kannst du es wiederholen und üben.
  • Fasse die Informationen über die Esterbildung zusammen.

    Tipps

    Die organische Chemie ist ein Teilgebiet der Chemie, in der Verbindungen mit Kohlenstoff ($C$) behandelt werden.

    Achte auf die unterschiedlichen Endungen der Stoffe.

    Alkohole haben im Namen immer das -ol als Kürzel.

    Lösung

    Ester gehören zur organischen Chemie. Sie enthalten Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff. Es reagiert immer ein Alkohol mit einer Carbonsäure. Dabei reagiert $OH$ aus der Carboxygruppe $(-COOH)$ der Säure mit dem $H$ aus der Hydroxygruppe $(-OH)$ des Alkohols zu Wasser und der Ester entsteht. Der Reaktionsmechanismus ist komplexer und läuft säurekatalysiert ab. Wusstest du, dass bestimmte Ester wie Früchte riechen? Der Butansäureethylester, gebildet aus der Butansäure und Ethanol, riecht nach Ananas.

  • Definiere das Massenwirkungsgesetz.

    Tipps

    Das Massenwirkungsgesetz besagt, dass K gleich dem Quotienten aus dem Produkt der Produkte und dem Produkt der Edukte ist.

    Faktoren können vertauscht werden.

    K ist von etwas abhängig.

    Lösung

    Das Massenwirkungsgesetz gibt dir das Verhältnis der Konzentrationen von Edukten und Produkten im Gleichgewicht an. Ist bei einer Reaktion die Geschwindigkeit der Hinreaktion gleich der Geschwindigkeit der Rückreaktion, befindet sich die Reaktion im Gleichgewicht. Das Verhältnis der Konzentrationen ist konstant und wird durch die Konstante K angegeben. Diese ist temperaturabhängig.

    K = 4 wird erhalten, wenn die Konzentrationen der Produkte multipliziert und durch das Produkt der Edukte geteilt werden. Jedoch kannst du die Faktoren vertauschen.

  • Bestimme die Namen der Ester.

    Tipps

    Man beginnt immer mit der Säure.

    Lösung

    Ester werden benannt, indem man zuerst den Namen der Carbonsäure, z.B. Ethansäure, angibt und dann die Bezeichung des Alkyrests, z.B. -ethyl, mit der Endung -ester anhängt.

    Durch diese systematischen Namen lässt sich leicht auf die Struktur schließen. Einige Ester haben aber auch Trivialnamen, weil sie häufig in Industrie und Labor verwendet werden. Ethansäureethylester wird zum Beispiel meist nur Ethylacetat genannt.

  • Bestimme die funktionellen Gruppen und Strukturmerkmale.

    Tipps

    Die $-OH$-Gruppe gehört zu den Alkoholen.

    Die $-COOH$-Gruppe gehört zu den Carbonsäuren.

    Lösung

    Die Ester Gruppe ist die $-COO$-Gruppe mit einer Doppelbindung zu einem der Sauerstoffatome. Sie bildet sich durch Kondensation einer Carboxygruppe mit einer Hydroxygruppe. Bei der Kondensation wird ein Molekül Wasser frei.

    Um Verbindungen zu erkennen und richtig zu benennen, ist es wichtig die strukturellen Merkmale zu kennen.

    Übrigens: Die $-CHO$-Gruppe, die nicht zugeordnet werden musste, ist die Aldehydgruppe.

  • Bestimme die Edukte, die zu einem Ester reagieren.

    Tipps

    Überlege, welche zwei Komponenten miteinander reagieren müssen, damit ein Ester entsteht.

    Einen Alkohol erkennst du an der Endung -ol.

    Überlege, ob Salzsäure die Carboxylgruppe enthält.

    Lösung

    Es reagieren immer eine Carbonsäure $($eine Säure mit der funktionellen Gruppe $-COOH)$ und ein Alkohol zu einem Ester. Einen Alkohol erkennst du ganz leicht an der Endung -ol. Achte darauf, dass du die Alkohole nicht mit den Alkanen verwechselst, welche die Endung -al haben.

  • Ermittle die Konzentration des Esters bei 25 °C.

    Tipps

    Du kannst den Divisior mit dem Quotienten multiplizieren, damit das $x^2$ auf einer Seite steht.

    Nutze die p-q-Formel.

    K=4 bei 25 °C

    Lösung

    Hier siehst du die einzelnen Schritte:

    1. $\frac{x^2}{(4-x)\cdot(2-x)}=4$
    1. $\frac{x^2}{x^2-6x+8}=4$
    1. $4\cdot(x^2-6x+8)=x^2$
    1. $3x^2-24x+32=0$ $/\div3$
    1. $x^2-8x+10,7=0$
    $\to$ Anwendung der p,q-Formel

    1. $4-\sqrt{16-10,7}=1,7$
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