Opgaver til 6.4

Opgaverne hører til afsnit 6.4 Alkener og addition. Prøv selv, før du åbner hjælpen under opgaven.

Opgave 6.4.1: Alkan, alken eller alkyn?

En alkan har formlen CnH2n+2. En alken med én dobbeltbinding har formlen CnH2n. En alkyn med én tripelbinding har formlen CnH2n−2.

Udfyld skemaet.

Molekylformel Alkan, alken eller alkyn? Mættet eller umættet?
C2H6
C3H6
C2H2
C5H12
C4H8

Regn først ud, hvor mange hydrogenatomer en alkan med samme antal carbonatomer ville have. Sammenlign med formlen.

En alkan med 3 carbonatomer har n = 3:

\[ \mathrm{C}_{3}\mathrm{H}_{2 \cdot 3 + 2} = \mathrm{C}_{3}\mathrm{H}_{8} \]

C3H6 har to færre. Det passer med en alken.

Molekylformel Alkan, alken eller alkyn? Mættet eller umættet?
C2H6 alkan (ethan) mættet
C3H6 alken (propen) umættet
C2H2 alkyn (ethyn) umættet
C5H12 alkan (pentan) mættet
C4H8 alken (buten) umættet

Opgave 6.4.2: Bindingerne i ethen

Se på stregformlen for ethen i figuren i afsnit 6.4.

  1. Hvor mange bindinger har hvert carbonatom i ethen, når dobbeltbindingen tæller for to?
  2. Forklar, hvorfor der kun er plads til to hydrogenatomer på hvert carbonatom.
  3. Hvor mange hydrogenatomer er der plads til på hvert carbonatom i ethyn?

Et carbonatom har altid fire bindinger. Træk de bindinger, der går til det andet carbonatom, fra 4.

I ethen bruger hvert carbonatom 2 af sine 4 bindinger på dobbeltbindingen. I ethyn bruger det 3 på tripelbindingen.

  1. 4 bindinger
  2. Dobbeltbindingen bruger 2 af de 4 bindinger. Der er 2 tilbage til hydrogenatomer.
  3. Ét hydrogenatom. Tripelbindingen bruger 3 af de 4 bindinger.

Opgave 6.4.3: Giv alkenerne navn

Fire zigzagformler. A: tre carbonatomer med en dobbeltbinding ved det første. B: fem carbonatomer med en dobbeltbinding efter det andet. C: fire carbonatomer med en dobbeltbinding ved det første. D: fire carbonatomer uden dobbeltbinding.

  1. Hvilke af de fire molekyler er alkener?
  2. Giv alle fire molekyler et navn.
  3. Skriv molekylformlen for hvert molekyle.

En dobbeltbinding er tegnet med to streger. Tæl carbonatomerne i kæden, og nummerér den fra den ende, der er nærmest dobbeltbindingen.

Molekyle C har 4 carbonatomer, og dobbeltbindingen begynder ved carbonatom nr. 1. Navnet er but-1-en. Når du finder hydrogenatomerne, tæller dobbeltbindingen for to bindinger.

De fire zigzagformler med navne: A er propen, B er pent-2-en, C er but-1-en, og D er butan.

A, B og C er alkener. D er en alkan.

Molekylformlerne er C3H6 for A, C5H10 for B, C4H8 for C og C4H10 for D.

Opgave 6.4.4: Tegn alkenerne

Tegn zigzagformlen for de tre alkener, og skriv deres molekylformler.

  1. But-2-en
  2. Pent-1-en
  3. Hex-3-en

Tegn først kæden med det rigtige antal carbonatomer, og nummerér dem. Tallet i navnet fortæller, hvilket carbonatom dobbeltbindingen begynder ved.

But-2-en har 4 carbonatomer. Dobbeltbindingen går fra carbonatom nr. 2 til nr. 3. Tegn en ekstra streg langs den midterste binding.

Zigzagformler med numre for but-2-en, pent-1-en og hex-3-en. Molekylformlerne er C4H8, C5H10 og C6H12.

Opgave 6.4.5: Gør additionen færdig

Gør de tre reaktionsskemaer færdige.

  1. C2H4 + H2 → …
  2. C3H6 + Br2 → …
  3. C2H4 + Cl2 → …
  4. Hvor mange produkter dannes der i hver reaktion?

I en addition sætter begge atomer fra det lille molekyle sig på alkenen. Der bliver ikke noget tilovers.

Læg atomerne sammen. C2H4 og H2 har 2 carbonatomer og 6 hydrogenatomer i alt.

  1. C2H4 + H2 → C2H6
  2. C3H6 + Br2 → C3H6Br2
  3. C2H4 + Cl2 → C2H4Cl2
  4. Der dannes ét produkt i hver reaktion.

Opgave 6.4.6: Substitution eller addition?

Afgør for hver reaktion, om den er en substitution eller en addition.

  1. C2H6 + Cl2 → C2H5Cl + HCl
  2. C4H8 + Br2 → C4H8Br2
  3. C3H6 + H2 → C3H8
  4. CH4 + Br2 → CH3Br + HBr

Tæl, hvor mange stoffer der står til højre for pilen.

En addition giver ét produkt. En substitution giver to, fordi det atom, der bliver skiftet ud, danner et nyt lille molekyle.

  1. Substitution
  2. Addition
  3. Addition
  4. Substitution

Opgave 6.4.7: To flasker uden etiket

På en hylde står to flasker, hvor etiketten er faldet af. Den ene indeholder hexan, C6H14, og den anden indeholder hex-1-en, C6H12. Begge væsker er farveløse.

  1. Beskriv et forsøg, der kan vise, hvilken flaske der er hvilken.
  2. Hvad ser du i hvert af de to reagensglas?
  3. Skriv reaktionsskemaet for den reaktion, der sker.

Den ene væske er mættet, og den anden er umættet. Se på figuren med bromvand.

Hæld lidt af hver væske i sit eget reagensglas, tilsæt bromvand, og ryst. Kun stoffet med en dobbeltbinding kan lave en addition med brom.

  1. Hæld lidt af hver væske i sit eget reagensglas. Tilsæt lidt bromvand til begge, og ryst glassene.
  2. I glasset med hex-1-en forsvinder den gule farve med det samme. I glasset med hexan bliver farven, og den flytter op i det øverste lag.
  3. C6H12 + Br2 → C6H12Br2

Opgave 6.4.8: Alkener kan også brænde

Alkener brænder ligesom alkaner.

  1. Afstem reaktionsskemaet for den fuldstændige forbrænding af ethen:

C2H4 + O2 → CO2 + H2O

  1. Afstem reaktionsskemaet for den fuldstændige forbrænding af propen:

C3H6 + O2 → CO2 + H2O

Afstem i rækkefølgen carbon, hydrogen og oxygen, som du lærte i afsnit 6.3.

For propen er der 3 CO2 og 3 H2O til højre. Det er 9 oxygenatomer, altså 4½ O2. Gang alle tallene med 2.

  1. C2H4 + 3 O2 → 2 CO2 + 2 H2O
  2. 2 C3H6 + 9 O2 → 6 CO2 + 6 H2O

Opgaver med fødevaretema

Alkener har betydning for både frugt, emballage og duften af mad.

Opgave 6.4.mad.1: Bananen og avocadoen

En moden banan afgiver gassen ethen, som får frugt til at modne.

  1. Skriv molekylformlen for ethen, og tegn stregformlen.
  2. Beregn molarmassen for ethen.
  3. Et gammelt køkkenråd siger, at en hård avocado skal ligge i en papirspose sammen med en banan. Forklar, hvorfor rådet virker.

Ethen har 2 carbonatomer og en dobbeltbinding. Hvert carbonatom skal have fire bindinger i alt.

Carbon vejer 12,01 u, og hydrogen vejer 1,008 u. Til spørgsmål c: Tænk over, hvad posen gør ved gassen fra bananen.

  1. Molekylformlen er C2H4. Stregformlen har en dobbeltbinding mellem de to carbonatomer og to hydrogenatomer på hvert carbonatom.
  2. Molarmassen er

\[ M(\mathrm{C_2H_4}) = 2 \cdot 12{,}01\ \dfrac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}} + 4 \cdot 1{,}008\ \dfrac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}} = 28{,}05\ \dfrac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}} \]

  1. Bananen afgiver ethen, og posen holder på gassen. Avocadoen ligger derfor i luft med meget ethen og modner hurtigere.

Opgave 6.4.mad.2: Fryseposen

Fryseposer er lavet af plastikken polyethen.

  1. Hvilket lille molekyle er polyethen lavet af?
  2. Er der dobbeltbindinger i den færdige polyethen?
  3. Kan polyethen affarve bromvand?
  4. Forklar, hvorfor en frysepose ikke bliver opløst af vandet i maden.

Se på figuren med polyethen. Læg mærke til, hvad der sker med dobbeltbindingerne.

Den færdige kæde har kun enkeltbindinger og består kun af carbon og hydrogen. Den ligner altså en meget lang alkan.

  1. Ethen
  2. Nej. Dobbeltbindingerne åbner sig, når molekylerne sætter sig sammen. Kæden har kun enkeltbindinger.
  3. Nej. Uden dobbeltbindinger kan der ikke ske en addition.
  4. Polyethen er en meget lang kæde af carbon og hydrogen og er upolær. Vand er polært, og et polært og et upolært stof blandes ikke.

Opgave 6.4.mad.3: Duften af appelsin

Duften fra en appelsinskal kommer fra stoffet limonen. Et molekyle limonen har formlen C10H16 og to dobbeltbindinger.

  1. Er limonen et carbonhydrid?
  2. Er limonen mættet eller umættet?
  3. Hvad sker der, hvis man ryster lidt appelsinolie med bromvand?
  4. Hvor mange brommolekyler kan ét molekyle limonen reagere med?
  5. Appelsinolie kan ikke blandes med vand. Forklar hvorfor.

Se på, hvilke grundstoffer der er i formlen. Hver dobbeltbinding kan lave én addition.

Der er kun carbon og hydrogen i formlen. Alle carbonhydrider har kun upolære bindinger.

  1. Ja. Limonen består kun af carbon og hydrogen.
  2. Umættet, fordi molekylet har dobbeltbindinger.
  3. Bromvandet bliver affarvet, fordi brom sætter sig på dobbeltbindingerne.
  4. To brommolekyler, ét for hver dobbeltbinding.
  5. Limonen er et carbonhydrid og er derfor upolært. Vand er polært, og et polært og et upolært stof blandes ikke.

Opgaver med klimatema

Alkener laves af olie og bliver til plast. Opgave 6.4.klima.1 til 6.4.klima.8 træner det samme som opgave 6.4.1 til 6.4.8. De to sidste opgaver handler om polyaddition, som er forklaret på siden Tema: Fossile brændstoffer og plast.

Opgave 6.4.klima.1: Stoffer fra raffinaderiet

En alkan har formlen CnH2n+2. En alken med én dobbeltbinding har formlen CnH2n. En alkyn med én tripelbinding har formlen CnH2n−2.

Udfyld skemaet.

Molekylformel Bruges til Alkan, alken eller alkyn? Mættet eller umættet?
C2H4 plast
C3H8 flaskegas
C3H6 plast
C8H18 benzin
C2H2 svejsning

Sæt antallet af carbonatomer ind i de tre formler, og se, hvilken der passer med antallet af hydrogenatomer.

Med 2 carbonatomer har en alkan 6 hydrogenatomer, en alken 4 og en alkyn 2. Et stof er umættet, når det har en dobbeltbinding eller en tripelbinding.

Molekylformel Bruges til Alkan, alken eller alkyn? Mættet eller umættet?
C2H4 plast alken umættet
C3H8 flaskegas alkan mættet
C3H6 plast alken umættet
C8H18 benzin alkan mættet
C2H2 svejsning alkyn umættet

Opgave 6.4.klima.2: Bindingerne i propen

Propen bruges til at lave plast. Molekylet har tre carbonatomer i en kæde og en dobbeltbinding mellem carbonatom nr. 1 og nr. 2.

  1. Hvor mange bindinger har hvert carbonatom i propen, når dobbeltbindingen tæller for to?
  2. Hvor mange hydrogenatomer sidder der på hvert af de tre carbonatomer?
  3. Forklar, hvorfor carbonatom nr. 2 kun har plads til ét hydrogenatom.

Et carbonatom har altid fire bindinger. Tegn kæden med dobbeltbindingen, og tæl, hvor mange bindinger hvert carbonatom allerede har brugt.

Carbonatom nr. 2 bruger to bindinger på dobbeltbindingen og én på carbonatom nr. 3.

  1. 4 bindinger
  2. Carbonatom nr. 1 har 2, carbonatom nr. 2 har 1, og carbonatom nr. 3 har 3. Det giver 6 hydrogenatomer i alt, og molekylformlen er C3H6.
  3. Det bruger to bindinger på dobbeltbindingen og én binding på carbonatom nr. 3. Så er der kun én binding tilbage.

Opgave 6.4.klima.3: Alkener fra krakning

Når lange alkaner krakkes, dannes der en blanding af kortere molekyler.

Fire zigzagformler. A: fire carbonatomer med en dobbeltbinding i midten. B: fem carbonatomer med en dobbeltbinding ved det første. C: seks carbonatomer med en dobbeltbinding efter det andet. D: tre carbonatomer uden dobbeltbinding.

  1. Hvilke af de fire molekyler er alkener?
  2. Giv alle fire molekyler et navn.
  3. Skriv molekylformlen for hvert molekyle.

En alken har en dobbeltbinding, som er tegnet med to streger. Navnet ender på -en, og tallet i navnet fortæller, hvor dobbeltbindingen begynder.

Nummerér kæden fra den ende, der giver dobbeltbindingen det laveste nummer. En alken med én dobbeltbinding har formlen CnH2n.

De fire zigzagformler med navne. A: but-2-en. B: pent-1-en. C: hex-2-en. D: propan, som er en alkan.

  1. A, B og C er alkener.
  2. Navnene står under molekylerne i figuren.
  3. A er C4H8, B er C5H10, C er C6H12, og D er C3H8.

Opgave 6.4.klima.4: Tegn tre monomerer

De tre alkener bruges alle, når der laves plast. Tegn deres zigzagformler, og skriv deres molekylformler.

  1. Propen
  2. But-1-en
  3. Hex-1-en

Tegn først kæden med det rigtige antal carbonatomer. Sæt derefter en ekstra streg ved den binding, tallet i navnet peger på.

I but-1-en begynder dobbeltbindingen ved carbonatom nr. 1. Propen har ikke noget tal i navnet, fordi dobbeltbindingen kun kan sidde ét sted.

Zigzagformler med numre på carbonatomerne for propen, but-1-en og hex-1-en. Alle tre har dobbeltbindingen ved carbonatom nr. 1.

Opgave 6.4.klima.5: Addition til alkener fra olie

Gør de tre reaktionsskemaer færdige.

  1. C3H6 + H2 → …
  2. C4H8 + Br2 → …
  3. C3H6 + Cl2 → …
  4. Hvor mange produkter dannes der i hver reaktion?

I en addition åbner dobbeltbindingen sig, og de to nye atomer sætter sig på. Se på figuren med addition.

Læg atomerne fra de to molekyler sammen til ét molekyle. C3H6 og H2 bliver til et molekyle med 3 C og 8 H.

  1. C3H6 + H2 → C3H8
  2. C4H8 + Br2 → C4H8Br2
  3. C3H6 + Cl2 → C3H6Cl2
  4. Der dannes kun ét produkt i hver reaktion.

Opgave 6.4.klima.6: Substitution eller addition på fabrikken?

Afgør for hver reaktion, om den er en substitution eller en addition.

  1. CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl
  2. C2H4 + Cl2 → C2H4Cl2, som er første trin, når der laves PVC
  3. C4H8 + H2 → C4H10
  4. C3H8 + Br2 → C3H7Br + HBr

Tæl, hvor mange stoffer der dannes.

I en substitution bliver et atom skiftet ud, og der dannes to stoffer. I en addition bliver to molekyler lagt sammen til ét.

  1. Substitution
  2. Addition
  3. Addition
  4. Substitution

Opgave 6.4.klima.7: To prøver fra raffinaderiet

På et raffinaderi er der taget to prøver, men mærkaterne er faldet af. Den ene indeholder octan, C8H18, og den anden indeholder oct-1-en, C8H16. Begge væsker er farveløse.

  1. Beskriv et forsøg, der kan vise, hvilken prøve der er hvilken.
  2. Hvad ser du i hvert af de to reagensglas?
  3. Skriv reaktionsskemaet for den reaktion, der sker.

Læs afsnittet Bromvand viser, om et stof er umættet i afsnit 6.4.

Bromvand er gult. Brom adderer til en dobbeltbinding med det samme, men reagerer ikke med en alkan uden lys.

  1. Hæld lidt af hver væske i et reagensglas, tilsæt bromvand, og ryst glassene.
  2. I glasset med oct-1-en forsvinder den gule farve med det samme. I glasset med octan bliver farven.
  3. C8H16 + Br2 → C8H16Br2

Opgave 6.4.klima.8: Plast brænder også

Alkener brænder ligesom alkaner.

  1. Afstem reaktionsskemaet for den fuldstændige forbrænding af buten:

C4H8 + O2 → CO2 + H2O

  1. Afstem reaktionsskemaet for den fuldstændige forbrænding af hexen:

C6H12 + O2 → CO2 + H2O

  1. Plasten polyethen har ligesom alkenerne to hydrogenatomer for hvert carbonatom. Hvilke to stoffer dannes der, når en plastikpose af polyethen bliver brændt fuldstændigt?

Afstem carbon først, så hydrogen og til sidst oxygen, som i afsnit 6.3.

For buten giver 4 carbonatomer 4 CO2, og 8 hydrogenatomer giver 4 H2O. Til højre er der så 8 oxygenatomer i CO2 og 4 i H2O, i alt 12.

  1. C4H8 + 6 O2 → 4 CO2 + 4 H2O
  2. C6H12 + 9 O2 → 6 CO2 + 6 H2O
  3. Carbondioxid og vand. Carbonatomerne i plasten kommer fra olie, så afbrænding af plast sender ekstra carbondioxid ud i luften.

Opgave 6.4.klima.9: Fra ethen til polyethen

Polyethen laves af ethen ved en polyaddition. Læs om polyaddition på siden Tema: Fossile brændstoffer og plast, før du løser opgaven.

  1. Hvad kaldes de små molekyler, og hvad kaldes det lange molekyle, de bliver til?
  2. Hvad sker der med dobbeltbindingen i ethen under reaktionen?
  3. Tre ethenmolekyler, C2H4, sætter sig sammen. Hvor mange carbonatomer og hvor mange hydrogenatomer er der i det stykke kæde, de danner?
  4. Dannes der andre stoffer end polymeren?

Se på figuren med de tre trin på temasiden.

En polyaddition er mange additioner efter hinanden. I en addition bliver molekylerne lagt sammen, og ingen atomer forsvinder.

  1. De små molekyler kaldes monomerer, og det lange molekyle kaldes en polymer.
  2. Den åbner sig og bliver til en enkeltbinding. De to carbonatomer får hver en ledig plads og binder sig til nabomolekylerne.
  3. Der er 6 carbonatomer og 12 hydrogenatomer, tre gange så mange som i én monomer
  4. Nej. Alle atomer fra monomererne sidder i polymeren.

Opgave 6.4.klima.10: Hvilken plast er det?

Figuren viser små udsnit af tre slags plast. Alle tre er lavet ved polyaddition.

Tre kæder med seks carbonatomer hver. I kæde A har alle carbonatomer to hydrogenatomer. I kæde B har hvert andet carbonatom et chloratom i stedet for et hydrogenatom. I kæde C har hvert andet carbonatom en CH3-gruppe i stedet for et hydrogenatom.

  1. Hvor mange monomerer er hvert udsnit lavet af?
  2. Hvilken monomer er hver af de tre slags plast lavet af?
  3. Hvad hedder de tre slags plast?

Del kæden op i stykker med to carbonatomer i hvert. Hvert stykke kommer fra én monomer.

Sammenlign stykkerne med figuren med de tre monomerer på temasiden. Det, der sidder på carbonatomerne i monomeren, følger med ind i kæden.

  1. 3 monomerer, fordi hver monomer giver to carbonatomer til kæden.
  2. A er lavet af ethen, B af chlorethen og C af propen.
  3. A er polyethen (PE), B er polyvinylchlorid (PVC), og C er polypropen (PP).