Über 1,6 Millionen Schüler*innen nutzen sofatutor!
  • 93%

    haben mit sofatutor ihre Noten in mindestens einem Fach verbessert

  • 94%

    verstehen den Schulstoff mit sofatutor besser

  • 92%

    können sich mit sofatutor besser auf Schularbeiten vorbereiten

Kohlenstoff und seine Oxide

Kohlenstoffdioxid und Kohlenstoffmonoxid sind Oxide des Kohlenstoffs mit spezifischen Eigenschaften. Kohlenstoffdioxid ist wichtig für die Fotosynthese und ein Treibhausgas, während Kohlenstoffmonoxid giftig ist. Erfahrt mehr über ihre Entstehung und Verwendung. Interessiert? Dies und vieles mehr findest du im folgenden Text!

Du willst ganz einfach ein neues Thema lernen
in nur 12 Minuten?
Du willst ganz einfach ein neues
Thema lernen in nur 12 Minuten?
  • Das Mädchen lernt 5 Minuten mit dem Computer 5 Minuten verstehen

    Unsere Videos erklären Ihrem Kind Themen anschaulich und verständlich.

    92%
    der Schüler*innen hilft sofatutor beim selbstständigen Lernen.
  • Das Mädchen übt 5 Minuten auf dem Tablet 5 Minuten üben

    Mit Übungen und Lernspielen festigt Ihr Kind das neue Wissen spielerisch.

    93%
    der Schüler*innen haben ihre Noten in mindestens einem Fach verbessert.
  • Das Mädchen stellt fragen und nutzt dafür ein Tablet 2 Minuten Fragen stellen

    Hat Ihr Kind Fragen, kann es diese im Chat oder in der Fragenbox stellen.

    94%
    der Schüler*innen hilft sofatutor beim Verstehen von Unterrichtsinhalten.
Bewertung

Ø 3.3 / 17 Bewertungen
Die Autor*innen
Avatar
André Otto
Kohlenstoff und seine Oxide
lernst du in der 7. Klasse - 8. Klasse

Kohlenstoff und seine Oxide Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Kohlenstoff und seine Oxide kannst du es wiederholen und üben.
  • Definiere den Begriff Oxid am Beispiel der Oxide des Kohlenstoffs.

    Tipps

    Der Begriff Oxid kommt vom lateinischen Oxigenium, was Sauerstoff bedeutet.

    Ein Oxid des Kohlenstoffs ist das $\ce{CO2}$. Welches gibt es noch?

    Lösung

    Oxide kommen überall in der Natur vor. Sie entstehen aus der Reaktion des Elements mit dem reaktionsfreudigen Sauerstoff. So sind viele Minerale, wie Eisen-, Kupfer-, Chrom- (siehe Bild) oder Aluminiumoxid, Vertreter dieser Stoffklasse.

    Da Kohlenstoff in Form von Kohle oder Erdöl zur Energiegewinnung durch Verbrennung genutzt wird, entsteht eine große Menge seiner Oxide. $\ce{CO2}$ ist das mitunter bekannteste Treibhausgas. Dies ist aber nicht nur schlecht. Ohne $\ce{CO2}$ wäre unsere Erde wohl immer noch ein Eisplanet.

  • Formuliere die Reaktionsgleichung der Verbrennung von Kohle.

    Tipps

    Bei der vollständigen Verbrennung von Kohlenstoff entsteht $\ce{CO2}$.

    Beachte die Stöchiometrie. Es müssen auf der Seite der Ausgangsstoffe genauso viele Atome Kohlenstoff und Sauerstoff vorhanden sein wie auf der Seite der Produkte.

    Lösung

    Die Verbrennung von Kohle wird schon seit Urzeiten zur Energiegewinnung genutzt, um z. B. Metalle zu gewinnen. Auch heute noch wird Kohle in großen Kraftwerken verfeuert, um Strom zu erzeugen.

    Aufgrund des riesigen Energiehungers der Menschheit wird das Verbrennungsprodukt $\ce{CO2}$ zu einem immer größeren Problem. Abhilfe könnten neue Methoden des Ackerbaus schaffen, indem Pflanzenkohle in die Erde gebracht und so dauerhaft dem Kohlenstoffkreislauf entzogen wird (Stichwort Terra Preta).

  • Entscheide, in welchen Stoffen Kohlenstoff enthalten ist.

    Tipps

    Kunststoffe werden oft aus Erdöl gewonnen.

    Sand ist zum größten Teil ein Oxid. Auch in Glas ist dieses Oxid enthalten.

    Lösung

    Das Element Kohlenstoff finden wir in sehr vielen Stoffen, die uns täglich umgeben. So ist $\ce{CO2}$ zu ca. $0{,}04\,\%$ Bestandteil der Luft, die wir einatmen, und auch in unserer Nahrung ist Kohlenstoff enthalten, den wir zum Aufbau körpereigener Stoffe benötigen.

    Die organische Chemie wird auch als Kohlenstoffchemie bezeichnet. Kohlenstoff ist in der Lage, lange Ketten und Verzweigungen mit sich selbst zu formen. Daher ist es unter anderem geeignet für große Polymere. Kunststoffe werden daher oft aus Erdölprodukten hergestellt. So kann man z. B. eine Gießkanne daraus formen.

    Speisesalz ist chemisch betrachtet Natriumchlorid und Sand besteht größtenteils aus Siliciumdioxid. Beide Stoffe enthalten also keinen Kohlenstoff.

  • Bestimme die Eigenschaften folgender Verbindungen.

    Tipps

    Modifikationen meint verschiedene Erscheinungsformen desselben Stoffes.

    Kohlenstoff kann maximal eine Oxidationszahl von $+4$ erreichen. Somit kann er nicht mehr als zwei Sauerstoffatome binden. $\ce{CO2}$ ist also das Produkt einer vollständigen Verbrennung.

    Lösung

    Kohlenstoff ist ein Feststoff. In der Modifikation von Graphit ist er schwarz. Kohlenstoff besitzt aber auch die Modifikation von Diamant. Dies ist die härteste bekannte Substanz und hat optisch nichts mit Graphit zu tun. Die Modifikationen unterscheiden sich in ihren Eigenschaften. So ist Graphit ein elektrischer Leiter, während Diamant den Strom nicht leitet.

    Bei einer unvollständigen Verbrennung entsteht unter anderem Kohlenstoffmonoxid $\ce{CO}$. Wenn zu wenig Sauerstoff vorhanden ist, entsteht diese Verbindung. Sie ist äußerst toxisch, da sie von den roten Blutkörperchen besser gebunden wird als Sauerstoff. Bei einer hohen Konzentration dieses Gases in der Luft ist eine Erstickung die Folge. Da $\ce{CO}$ noch ein Sauerstoffatom aufnehmen kann, wirkt es reduzierend, es kann also noch Elektronen aufnehmen.

    $\ce{CO2}$ ist in unserer Ausatemluft vermehrt enthalten. Durch Pflanzen wird es in den lebenswichtigen Sauerstoff und nicht weniger wichtige Pflanzeneingene Stoffe, wie Zucker, umgewandelt. $\ce{CO2}$ ist somit ein sehr wichtiger Teil des Kohlenstoffkreislaufs in der Natur. Es ist Produkt der vollständigen Verbrennung von $\ce{C}$ und damit nicht mehr brennbar.

  • Nenne Möglichkeiten des Nachweises für Kohlenstoffdioxid.

    Tipps

    Mit der Fehling- und der Silberspiegelprobe weist man reduzierende Wirkungen nach, z. B. von Zuckern.

    $\ce{CO2}$ erstickt Flammen. Daher wird es auch in Feuerlöschern eingesetzt.

    Lösung

    Mit Silbernitrat kann man schwerlösliche Halogenide ausfällen. Es dient also zum Nachweis von Chlorid-, Bromid- und Iodid-Ionen.

    Die reduzierende Wirkung von Zuckern macht man sich beim Nachweis mit der Fehlingprobe und der Silberspiegelprobe zu Nutze.

    Die Spanprobe liefert ein positives Ergebnis auf $CO_2$, wenn die glühende Spitze erlischt. Der Nachweis mit Barytwasser ist eine Fällungsreaktion. Es bildet sich das schwerlösliche Bariumcarbonat $\ce{BaCO3}$. Dieses ist als weißer Niederschlag mit dem Auge gut zu erkennen. Lässt sich dieses durch ein paar Tropfen Schwefelsäure wieder auflösen, liegt $\ce{BaCO3}$ vor, ansonsten $\ce{BaSO3}$ und damit wurde $\ce{SO2}$ eingeleitet.

  • Formuliere die Protolysereaktion der Kohlensäure.

    Tipps

    Im ersten Schritt entsteht die Kohlensäure, wie du ganz oben im Bild siehst.

    In der zweiten Reaktion gibt die Kohlensäure ein Proton $\left( \ce{H+} \right)$ an das Wasser ab.

    Lösung

    Du siehst hier die allgemeine Reaktionsgleichung für die Reaktion einer Säure mit Wasser. Diese geht auf Brönsted zurück.

    $\ce{HA + H2O -> H3O+ + A-}$

    $\ce{HA}$ ist die Säure. Sie trägt ein Proton. Der Wasserstoff gibt bei der Abspaltung sein Elektron ab und besteht demnach nur noch aus einem Proton. Das Wasser nimmt dieses Proton auf und es entsteht ein Hydronium-Ion (auch Oxonium-Ion genannt).

    Von der Säure bleibt das Säurerest-Ion $\left( \ce{A-} \right)$ zurück. In diesem Fall ist es das Carbonat-Ion $\ce{CO3^{2-}}$.