Opgaver til B3.1
Opgaverne hører til afsnit B3.1 Stofklasser og funktionelle grupper. Prøv selv, før du åbner hjælpen under opgaven.
Opgave B3.1.1: Grupper og stofklasser
Udfyld de tomme felter i tabellen.
| Stofklasse | Funktionel gruppe | Gruppen hedder | Navnet ender på |
|---|---|---|---|
| alkohol | -ol | ||
| −COOH | |||
| amin | aminogruppe | ||
| C=C | -en | ||
| keton | |||
| estergruppe |
Alle svarene står i tabellen under figuren med de ni stofklasser i afsnit B3.1.
Endelsen ligner tit stofklassens navn. En alkohol ender på -ol, og en keton ender på -on. Gruppen i en keton er en carbonylgruppe, som sidder inde i kæden.
| Stofklasse | Funktionel gruppe | Gruppen hedder | Navnet ender på |
|---|---|---|---|
| alkohol | −OH | hydroxygruppe | -ol |
| carboxylsyre | −COOH | carboxylgruppe | -syre |
| amin | −NH2 | aminogruppe | -amin |
| alken | C=C | dobbeltbinding | -en |
| keton | C=O | carbonylgruppe inde i kæden | -on |
| ester | −COO− | estergruppe | -oat |
Opgave B3.1.2: Find stofklassen ud fra formlen
Afgør, hvilken stofklasse hvert stof hører til.
| Formel | Stofklasse |
|---|---|
| CH3CH2CH2OH | |
| CH3CH2CHO | |
| CH3COCH3 | |
| CH3CH2COOH | |
| CH3COOCH3 | |
| CH3CH2NH2 | |
| CH2=CHCH3 | |
| CH3CH2CH3 |
Led efter den funktionelle gruppe i formlen. Tabellen i underafsnittet R står for resten af molekylet viser, hvordan hver gruppe skrives.
Fire af formlerne ligner hinanden. CHO sidst i formlen er et aldehyd. CO med en carbonkæde på hver side er en keton. COOH er en carboxylsyre. COO med en carbonkæde på hver side er en ester.
| Formel | Stofklasse |
|---|---|
| CH3CH2CH2OH | alkohol (propan-1-ol) |
| CH3CH2CHO | aldehyd (propanal) |
| CH3COCH3 | keton (propanon) |
| CH3CH2COOH | carboxylsyre (propansyre) |
| CH3COOCH3 | ester (methylethanoat) |
| CH3CH2NH2 | amin (ethylamin) |
| CH2=CHCH3 | alken (propen) |
| CH3CH2CH3 | alkan (propan) |
Opgave B3.1.3: Find stofklassen i zigzagformler
- Hvilken stofklasse hører hvert af de seks molekyler til?
- Hvad hedder den funktionelle gruppe i molekyle A, B, D og E?
- To af molekylerne er carbonhydrider. Hvilke?
Sammenlign hvert molekyle med figuren med de ni stofklasser. Led efter bogstaverne O og N og efter dobbelte og tredobbelte streger.
Molekyle B og E har begge gruppen C=O. I B sidder den inde i kæden, og i E sidder den for enden af kæden. Et carbonhydrid indeholder kun carbon og hydrogen, så der er ingen bogstaver i zigzagformlen.
Tabellen svarer på spørgsmål a og b.
| Molekyle | Stofklasse | Gruppen hedder | Stoffets navn |
|---|---|---|---|
| A | alkohol | hydroxygruppe | butan-1-ol |
| B | keton | carbonylgruppe inde i kæden | butanon |
| C | alken | dobbeltbinding | pent-2-en |
| D | amin | aminogruppe | propylamin |
| E | aldehyd | carbonylgruppe for enden af kæden | butanal |
| F | alkyn | tripelbinding | but-1-yn |
- Molekyle C og F. De indeholder kun carbon og hydrogen.
Opgave B3.1.4: Fire stoffer med en carbonylgruppe
Alle fire molekyler i figuren har gruppen C=O.
- Se på carbonatomet i carbonylgruppen i hvert molekyle. Hvilke to ting er det bundet til ud over oxygenatomet i C=O? Husk hydrogenatomer, som ikke er tegnet.
- Hvilken stofklasse hører hvert molekyle til?
- Molekyle B har både C=O og OH. Hvorfor er B hverken en keton eller en alkohol?
Læs stykket om carbonylgruppen lige under tabellen i underafsnittet Ni stofklasser. Det, der sidder på carbonatomet ved siden af oxygenatomet, afgør stofklassen.
Et carbonatom har fire bindinger. Dobbeltbindingen til oxygen tæller for to. I molekyle D er der kun tegnet én binding mere, så den sidste binding går til et hydrogenatom.
Tabellen svarer på spørgsmål a og b.
| Molekyle | Carbonatomet i C=O er også bundet til | Stofklasse | Stoffets navn |
|---|---|---|---|
| A | to carbonkæder | keton | pentan-3-on |
| B | en carbonkæde og en OH-gruppe | carboxylsyre | butansyre |
| C | en carbonkæde og et oxygenatom, der er bundet videre til en ny carbonkæde | ester | methylpropanoat |
| D | en carbonkæde og et hydrogenatom | aldehyd | pentanal |
- C=O og OH sidder på det samme carbonatom. De virker som én gruppe med sine egne egenskaber: carboxylgruppen. Derfor er B en carboxylsyre.
Opgave B3.1.5: R står for resten
- Hvad står R for i formlen R−OH?
- Hvilken stofklasse hører hver af formlerne til: R−CHO, R−NH2, R−COOH, R−CO−R′ og R−COO−R′?
- Butan-1-ol har formlen CH3CH2CH2CH2−OH. Hvad er R i butan-1-ol?
- Methylpropanoat har formlen CH3CH2−COO−CH3. Hvad er R, og hvad er R′?
- Hvorfor er der brug for både R og R′ i formlen for en keton?
Læs underafsnittet R står for resten af molekylet, og brug tabellen dér.
Find først den funktionelle gruppe i formlen. Alt det, der står uden for gruppen, er R. Er der en carbonkæde på begge sider af gruppen, hedder den ene R og den anden R′.
- R står for resten af molekylet. Det er en carbonkæde af en eller anden længde.
- R−CHO er et aldehyd, R−NH2 er en amin, R−COOH er en carboxylsyre, R−CO−R′ er en keton, og R−COO−R′ er en ester.
- R er CH3CH2CH2CH2−, altså en kæde med fire carbonatomer.
- R er CH3CH2−, og R′ er −CH3.
- I en keton sidder carbonylgruppen inde i kæden, så der er en carbonkæde på hver side af den. De to kæder behøver ikke at være ens, og derfor får de hver sit bogstav.
Opgave B3.1.6: Fra zigzagformel til molekylformel
- Hvor mange carbonatomer har hvert molekyle?
- Hvor mange hydrogenatomer sidder der på hvert af carbonatomerne i molekyle A?
- Find molekylformlen for alle fire molekyler.
Brug de tre regler i underafsnittet Tre måder at skrive den samme formel. Hvert knæk og hver ende uden bogstaver er et carbonatom. Fyld op med hydrogenatomer, til hvert carbonatom har fire bindinger.
I molekyle A har carbonatomet med OH-gruppen tre tegnede bindinger. Det har derfor ét hydrogenatom. En dobbeltbinding tæller for to bindinger. Husk til sidst de hydrogenatomer, der er skrevet med bogstaver i OH og NH2.
A, B og C har 4 carbonatomer. D har 3 carbonatomer.
Fra venstre mod højre: 3, 1, 2 og 3 hydrogenatomer.
Carbonatomerne er talt fra venstre mod højre.
| Molekyle | Hydrogenatomer på carbon | Hydrogenatomer på O eller N | Molekylformel | Stoffets navn |
|---|---|---|---|---|
| A | 9 (3, 1, 2 og 3) | 1 | C4H10O | butan-2-ol |
| B | 8 (3, 2, 2 og 1) | 0 | C4H8O | butanal |
| C | 8 (3, 0, 2 og 3) | 0 | C4H8O2 | ethylethanoat |
| D | 7 (3, 2 og 2) | 2 | C3H9N | propylamin |
Opgave B3.1.7: Navnets tre dele
Del hvert navn op i forled, stamme og endelse, og fortæl, hvad hver del viser.
- Hexan-2-ol
- 3-methylpentan-2-on
- 2-methylbut-1-en
- 2-methylpentanal
- Hvorfor står der ikke noget tal foran endelsen -al i 2-methylpentanal?
Se figuren med navnets tre dele. Læs navnet bagfra: først endelsen, så stammen og til sidst forleddet.
Stammen viser, hvor mange carbonatomer der er i kæden: but betyder 4, pent betyder 5, og hex betyder 6. Endelsen viser stofklassen, og tallet foran den viser, hvor gruppen sidder. Et navn uden sidegrupper har ikke noget forled.
| Navn | Forled | Stamme | Endelse | Det viser navnet |
|---|---|---|---|---|
| hexan-2-ol | intet | hexan | -2-ol | en alkohol med 6 carbonatomer i kæden og OH-gruppen på nr. 2 |
| 3-methylpentan-2-on | 3-methyl | pentan | -2-on | en keton med 5 carbonatomer i kæden, C=O på nr. 2 og en methylgruppe på nr. 3 |
| 2-methylbut-1-en | 2-methyl | but | -1-en | en alken med 4 carbonatomer i kæden, en dobbeltbinding, der begynder ved nr. 1, og en methylgruppe på nr. 2 |
| 2-methylpentanal | 2-methyl | pentan | -al | et aldehyd med 5 carbonatomer i kæden og en methylgruppe på nr. 2 |
- I et aldehyd sidder gruppen altid for enden af kæden. Carbonatomet i gruppen er nr. 1, så tallet er overflødigt.
Opgave B3.1.8: Giv stofferne navn
- Hvilken stofklasse hører hvert molekyle til?
- Hvor mange carbonatomer er der i den længste kæde i hvert molekyle?
- Giv hvert molekyle et systematisk navn.
Følg de fire trin i underafsnittet Navnets tre dele: find kæden, nummerér den, sæt endelsen på, og skriv sidegrupperne foran.
Nummerér fra den ende, der giver den funktionelle gruppe det laveste tal. I molekyle A skal du derfor tælle fra højre. I molekyle C og D er carbonatomet i gruppen nr. 1, og methylgruppens tal tælles derfra.
| Molekyle | Stofklasse | Længste kæde | Navn | Sådan tæller du |
|---|---|---|---|---|
| A | alkohol | 5 | pentan-2-ol | fra højre, så OH-gruppen sidder på nr. 2 og ikke på nr. 4 |
| B | keton | 6 | hexan-3-on | fra højre, så C=O sidder på nr. 3 og ikke på nr. 4 |
| C | aldehyd | 5 | 4-methylpentanal | fra carbonatomet med C=O, som er nr. 1 |
| D | carboxylsyre | 4 | 3-methylbutansyre | fra carbonatomet i carboxylgruppen, som er nr. 1 |
Opgave B3.1.9: Flere grupper i samme molekyle
- Find de to funktionelle grupper i hvert molekyle, og skriv, hvad de hedder.
- Hvilke to stofklasser hører hvert molekyle til?
- Molekyle C har både C=O og OH. Hvorfor er C ikke en carboxylsyre?
- Molekyle A hedder 3-hydroxybutansyre. Forklar, hvad de to dele af navnet viser.
Læs underafsnittet Flere grupper i samme molekyle, og se figuren med mælkesyre, alanin og citronsyre.
Se efter, om C=O og OH sidder på det samme carbonatom. Gør de det, er de tilsammen en carboxylgruppe. Sidder de på hver sit carbonatom, er de to grupper hver for sig.
Tabellen svarer på spørgsmål a og b.
| Molekyle | Funktionelle grupper | Stofklasser |
|---|---|---|
| A | en hydroxygruppe og en carboxylgruppe | alkohol og carboxylsyre |
| B | en aminogruppe og en carboxylgruppe | amin og carboxylsyre |
| C | en carbonylgruppe inde i kæden og en hydroxygruppe | keton og alkohol |
Molekyle B er aminosyren glycin.
I en carboxylsyre sidder C=O og OH på det samme carbonatom. I molekyle C sidder de på hver sit carbonatom, så de er to grupper hver for sig.
Butansyre viser, at kæden har 4 carbonatomer og en carboxylgruppe. Carbonatomet i carboxylgruppen er nr. 1. 3-hydroxy viser, at der sidder en OH-gruppe på carbonatom nr. 3. Den hedder hydroxy og står foran i navnet, fordi carboxylgruppen er den vigtigste gruppe i molekylet.
Opgaver med fødevaretema
Duft og smag skyldes for det meste små organiske molekyler, og det er de funktionelle grupper, der gør forskellen.
Opgave B3.1.mad.1: Dufte fra køkkenet
- Hvilken stofklasse hører hvert af de fem stoffer til?
- Hvilke af stofferne har en carbonylgruppe, C=O?
- I både stof A og stof B sidder der et oxygenatom ved siden af C=O. Hvad er forskellen på de to grupper?
Sammenlign med figuren med de ni stofklasser. Find først bogstaverne O og N i hver zigzagformel.
Se på det oxygenatom, der sidder ved siden af C=O i stof A og B. Er det bundet til et hydrogenatom eller til en ny carbonkæde?
- Stofklasserne er:
| Stof | Stofklasse | Stoffets navn |
|---|---|---|
| A | ester | ethylbutanoat |
| B | carboxylsyre | butansyre |
| C | amin | trimethylamin |
| D | keton | heptan-2-on |
| E | aldehyd | hexanal |
Stof A, B, D og E.
I stof B er oxygenatomet bundet til et hydrogenatom. Det giver en carboxylgruppe, −COOH. I stof A er oxygenatomet bundet til en ny carbonkæde. Det giver en estergruppe, −COO−.
Opgave B3.1.mad.2: Syrer i frugt og vin
Æblesyre giver æbler deres friske, sure smag. Vinsyre er den vigtigste syre i druer og vin.
- Hvilke funktionelle grupper har æblesyre, og hvor mange er der af hver?
- Hvilke funktionelle grupper har vinsyre, og hvor mange er der af hver?
- Find molekylformlen for æblesyre og for vinsyre.
- Beregn molarmassen for vinsyre. Atommasserne er 12,01 g/mol for C, 1,008 g/mol for H og 16,00 g/mol for O.
En OH-gruppe, der sidder på samme carbonatom som C=O, er en del af en carboxylgruppe. En OH-gruppe, der sidder alene på et carbonatom, er en hydroxygruppe.
Begge molekyler har 4 carbonatomer. Carbonatomerne i de to carboxylgrupper har ingen hydrogenatomer. Tæl hydrogenatomerne på de to midterste carbonatomer, og læg dem, der står i OH-grupperne, til.
Æblesyre har to carboxylgrupper og én hydroxygruppe.
Vinsyre har to carboxylgrupper og to hydroxygrupper.
Æblesyre har 3 hydrogenatomer på de to midterste carbonatomer, 2 på det ene og 1 på det andet, og 3 i OH-grupperne. Molekylformlen er C4H6O5. Vinsyre har 2 hydrogenatomer på de to midterste carbonatomer, 1 på hvert, og 4 i OH-grupperne. Molekylformlen er C4H6O6.
Molarmassen for vinsyre er
\[ M(\mathrm{C_4H_6O_6}) = 4 \cdot 12{,}01\ \dfrac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}} + 6 \cdot 1{,}008\ \dfrac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}} + 6 \cdot 16{,}00\ \dfrac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}} = 150{,}09\ \dfrac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}} \]
Vinsyre har molarmassen 150,09 g/mol.
Opgave B3.1.mad.3: Tegn tre aromastoffer
Tegn zigzagformlen for de tre stoffer.
- Octanal, som er med til at give appelsinskal sin duft
- 3-methylbutanal, som dufter af kakao og malt
- Hexansyre, som giver gedeost sin skarpe lugt
- Hvilken stofklasse hører hvert af de tre stoffer til?
Læs navnet bagfra. Endelsen viser gruppen, og stammen viser, hvor mange carbonatomer der er i kæden: but betyder 4, hex betyder 6, og oct betyder 8. Tegn kæden først.
I et aldehyd og i en carboxylsyre sidder gruppen for enden af kæden, og carbonatomet i gruppen er nr. 1. I 3-methylbutanal tæller du derfra til nr. 3 og sætter en methylgruppe på.
- Octanal og 3-methylbutanal er aldehyder. Hexansyre er en carboxylsyre.