Aufgabe 3 – Organische Verbindungen
Organische Verbindungen wurden ursprünglich in lebenden Organismen oder ihren Ausscheidungen gefunden. So z.B. die Verbindung A (siehe Abb.1), die zu den wichtigsten Zwischenprodukten im Stoffwechsel jeder Zelle gehört:

Abb. 1: Verbindung A
Benenne eine funktionelle Gruppe in diesem Molekül und leite anhand der Struktur zwei Eigenschaften ab.
Im menschlichen Organismus werden die Stoffe durch den Körper im Blut transportiert.
Zeichne die Strukturformel für die Verbindung A, wie sie im Blut gelöst vorliegt.
Begründe deine Antwort.
Die Verbindung A kann durch die Organismen unterschiedlich umgewandelt werden. Haben die Zellen genügend Sauerstoff, wird die Verbindung A veratmet, was einer vollständigen Verbrennung gleichkommt. Liegt kein oder nur wenig Sauerstoff vor, erfolgt eine Addition eines Wasserstoffmoleküls an die Verbindung A, wobei die Verbindung B entsteht.
Formuliere für beide Vorgänge eine chemische Gleichung unter Verwendung vereinfachter Strukturformeln.
Beide Reaktionen entsprechen einer Redoxreaktion, kennzeichne in beiden Gleichungen die Teilreaktionen.
Verwandt mit der Verbindung A sind die Verbindung C und die Verbindung D (siehe Abb. 2).

Abb. 2: Verbindung C und Verbindung D
Vergleiche die Eigenschaften der Verbindungen A, C und D in mindestens 2 Punkten.
Erstelle aus den vorliegenden Daten ein Diagramm und interpretiere es.
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Formel der Verbindung |
Siedepunkte in °C |
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Benennen und Ableiten
Carboxylgruppe
z.B. polare Atomgruppe, bildet zu Wassermolekülen und zu anderen Säuremolekülen Wasserstoffbrücken aus → löslich in Wasser, flüssiger Aggregatzustand,
in wässriger Lösung frei bewegliche Ionen → Lösung elektrisch leitfähig usw.
oder Carbonylgruppe
Zeichnen und Begründen
Die Säure (aufgrund reagiert mit Wasser, Reaktion mit Protonenübergang, zu frei beweglich elektrisch negativ geladenen Säurerestionen und frei beweglich elektrisch positiv geladenen Hydroniumionen (bzw. Oxoniumionen) → so können sie im Blut transportiert werden.

Formulieren und Kennzeichnen

Vergleichen
Gemeinsamkeiten:
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aufgrund der Carboxylgruppe reagieren alle 3 Verbindungen sauer
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da die polare Atomgruppe einen großen Einfluss hat, sind alle gut in Wasser löslich
Unterschiede:
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unterschiedliche Anzahl von
-Atomen → unterschiedliche Siedetemperaturen
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nur an Verbindung A kann Wasserstoff addiert werden, nur hier liegt eine Doppelbindung vor usw.
Diagramm und Interpretation

Es wird die Abhängigkeit des Siedepunktes von der Anzahl der C-Atome in den Alkansäuremolekülen dargestellt. Je größer die Anzahl der C-Atome, also je größer das Molekül, desto größer der Siedepunkt des Stoffes.