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F: Ich habe einige Fragen in Zusammenhang mit Kohlenstoffdioxid und Kohlensäure. Es wäre nett wenn sie mir weiterhelfen könnten:
Zählt die Kohlensäure auch zu den Carbonsäuren? Wie muss die Kohlensäure eingeordnet werden?
Kann die Instabilität der Kohlensäure mit der Erlenmeyerregel (=Verbindungen mit mehr als einer OH- Gruppe an einem C- Atom sind instabil) ausreichend erklärt werden? Spielt hierbei auch die Mesomeriestabilisierung des Kohlenstoffdioxid eine Rolle?
Kohlenstoffdioxid ist das Anhydrid der Kohlensäure. Wie sind Anhydride eigentlich definiert?
Herzlichen Dank für ihre Bemühungen.

A: Wie der Name Anhydrid (ohne Wasser...) sagt, ist ein Anhydrid die Substanz, die sich aus einer Säure bildet, wenn man Wasser abspaltet. Also: CO₂ ist das Anhydrid der Kohlensäure, SO₃ das der Schwefelsäure usw....
Säureanhydride erhält man auch, wenn Säuren unter Wasserabspaltung zur Polymerisation neigen. Wichtigstes Beispiel: ATP.

Natürlich können Sie Kohlensäure H₂CO₃ formal als Carbonsäure betrachten. Schreiben Sie diese deshalb mal so: HO-COOH. Sie können sie deshalb auch mit Hydroxy-ameisensäure benennen. Das macht man aber nicht, weil sich die Kohlensäure H₂CO₃ eher im anorganischen Bereich ansiedeln lässt. Es handelt sich hier um einen typischen Grenzfall der Chemie-Teilgebiete. Anderes Beispiel: Ist Calciumcarbid CaC₂ eine organische oder eine anorganische Substanz? Formal ist sie das Ca-Salz von Ethin H₂C₂.

Die Erlenmeyerregel wird überbetont. Sie lässt wie viele andere Regeln auch viele Ausnahmen zu.

Erstaunlich ist, dass sich bei der Reaktion von gelöstem CO₂ zu Kohlensäure eine Umhybridisierung des C-Atoms von sp nach sp² vollzieht. Das scheint energetisch kaum möglich. Jedoch spielt hier ein anderer Energie-Effekt eine Rolle: CO₂ ist von einem hochgeordneten Wassermolekül-Käfig umgeben, der durch H-Brücken zusammengehalten wird (-> unsere Wasserwebseitengruppe). Das CO₂-Molekül ist mit van der Waals-Bindungen fixiert. Bei der Bildung von H₂CO₃-Molekülen wird eine Ordnung zerstört - das bedeutet Entropiezunahme und folglich Gewinn an Freier Energie, die als Triebfeder hinter der Reaktion steht.

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F: Wir, Schülerin vom Gymnasium Kl. 13, müssen die Farbunterschiede der 3 Modifikationen des c-Atoms (Diamant, Graphit, C60) anhand des Mesomeriemodells erklären und bitten Sie hiermit um Hilfe dabei.

A: Diamant ist sp³-hybridisiert, enthält keine leicht anregbaren Elektronen und ist deshalb farblos.
Graphit ist wie Benzol sp²-hybridisiert und mesomeriestabilisiert. Anders als das farblose Benzol ist Graphit aber ein großflächiges mesomeres System mit leicht anregbaren Elektronen. Es ist somit ein Farbstoffsystem und - da es alle Farben des Spektrums absorbiert - folglich schwarz.
Die Fullerene wie C₆₀ sind Poly-Alkene und keine Aromaten, zeigen also keine sonderliche Mesomerie und sind deshalb (bezogen auf die Häufung ihrer Doppelbindungen!) in Lösung nur schwach farbig. Im Fulleren-Kristall dagegen gibt es Wechselwirkungen zwischen den Molekülen, die die Elektronen leicht anregbar machen. Deshalb ist festes Fulleren schwarz wie Graphit.

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F: Eine Klempner-Fachregel besagt, dass Kupferbleche nicht oberhalb von Zinkblechen eingebaut werden dürfen, weil Kupfer als "edleres" Metall zur Korrosion des Zinks führt, wenn Regenwasser vom Kupfer über das Zinkblech läuft.
In der Spannungsreihe der Metalle liegt auch Eisen auf der "edleren" Seite gegenüber Zink. Ich habe einen Fall zu begutachten, in dem ehemals beschichtete und, wenn überhaupt, dürftigst verzinkte Stahlbleche als Dacheindeckung verlegt wurden. Inzwischen rosten sie heftig, und auf den Zinkblechen der Rinnen und der Blecheinfassungen haben sich lange Rostfahnen gebildet. Führen diese Rostfahnen bzw. das oberhalb des Zinks ja offensichtlich frei liegende Eisen ebenfalls zur Korrosion des Zinkblechs

A: Zink, das Eisen vollständig abdeckt, schützt zunächst einmal das Eisen. Denn es neigt selbst zur Passivierung durch Oxidbildung. Erst im Fall von Säurekontakt (Saurer Regen o. ä.) oder Laugenätzung wird der oxidische Überzug des Zinks angegriffen; es korrodiert, schützt dabei allerdings das Eisen weiterhin.
Es ist richtig, dass die Zinkkorrosion durch Eisen gefördert wird - aber nur, wenn Eisen offen liegt. Dann haben wir die gleichen Verhältnisse wie zwischen dem Lokalelement Eisen und Kupfer (Ihre Klempner-Fachregel). Das Zink sollte wie eine Opferanode das Eisen schützen, nämlich durch negative Aufladung. Das gelingt aber nicht, wenn das Eisenblech zu groß ist und/oder durch Walzen, Biegen oder Schweißen Unregelmäßigkeiten im Aufbau hat. Das heißt, dass das Eisen an einzelnen Stellen durchaus rosten kann.
Eisen(III)-Salze haben dazu noch die Eigenschaft, wie Säuren zu wirken und fördern somit die Zink-Korrosion. Allerdings schlägt sich aus den Eisensalzen kein metallisches Eisen auf Zink nieder - wie wir es etwa beim Paar Kupfersalze/Eisen sehen - so dass kein katalytischer Effekt auftritt.

909
F: Guten Tag Herr Blume
Meine Chemie-Lehrerin am Gymnasium wurde schon einige Male gefragt, wie Mendelejew überhaupt auf so genaue Massenzahlen in seinem Periodensystem kam. Nur leider wusste sie darauf keine Antwort. Er erstellte es im Jahr 1869 und ich kann mir nicht vorstellen, dass es damals so genaue Messtechniken gab. Wie also hat er es geschafft? Kannte er bereits die Atommasseeinheit oder die Avogadrosche Zahl? Dabei ist natürlich auch zu bedenken, dass man erst seit 1911 durch Rutherford und vor allem Bohr die Elementarteilchen kennt.
Meine Lehrerin, Klasse und ich würden uns freuen, wenn Sie eine Antwort hätten.

A: Chemiker waren gewöhnt, mit Massen umzugehen. Sie haben früher schon im Rahmen des Möglichen unglaublich genau gewogen, standen aber vor Unmengen von Datenmaterial, das sie nicht zu deuten wussten. Auch Dalton konnte natürlich keine absoluten Zahlen nennen, also sagen, wie viel ein Atom wirklich wiegt. Die gab es erst um 1900. Dalton führte aber 1803 aufgrund der schon bekannten chemischen Gesetze von den Masseverhältnissen ("Proportionen") die Relativzahlen ein, auf denen auch heute noch unsere Atommassen und letztlich auch die Arbeiten von Mendelejew beruhen. Avogadro veröffentlichte seine Hypothese übrigens wesentlich später als Dalton seine Arbeit, so um 1830.
Lest hierzu meine Webseiten - zu finden unter Unterrichtsmaterial/Vermischtes: Ein Vorschlag für einen Kurs: Die quantitativen Gesetze der Chemie im Unterricht oder sucht einfach im Serverinhalt (von der Startseite meiner HP aus). Gebt "Avogadro" ein.

910
F: In einer Chemiearbeit für die Schule habe ich schon Stoffe des Fahrrads heraus gesucht. nun wollte ich sie fragen ob es noch weitere Stoffe als: Gummi,Metall, Aluminium, Eisen, Karbon, Plastik,Kunststoff,Kupfer, Wolfram und Chrom gibt!? Und sind diese aufgezählten Stoffe alle richtig? Ich wäre ihnen sehr dankbar wenn sie mir eine schnelle Rückantwort senden könnten. Ich würde mich darüber freuen !
Dankeschön!

A: Metall zählt man nicht als Stoff, denn du benennst ja anschließend spezielle Metalle. Ich würde schreiben: Metalle: (Nun zählst du die Metalle auf).
Statt Karbon schreibst du besser Kohlenstoff.
Plastik ist dasselbe wie Kunststoff. Jetzt kannst du einzelne Kunststoffe aufzählen: Plexiglas, Gummi, Kunstleder,...
Es gibt hunderte weitere Stoffe: Glas, Leder, Lacke, Stahl,...
Das hängt nur davon ab, was für ein Rad du im Blick hast.

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