C 1 Schulsportfest

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C 1 Schulsportfest

1 Neben Baumwollkleidung tragen viele Schüler leichte und schnell trocknen- de Sporttrikots aus synthetischen Fasern. Diese Fasern werden nach dem Schmelz-Spinn-Verfahren hergestellt, bei dem eine Kunststoffschmelze durch feine Spinndüsen gepresst wird.

Ausgehend von Hexandisäure und je einer weiteren Komponente können folgende drei Kunststoffe synthetisiert werden:

Kunststoff A: Hexandisäure + Ethan-1,2-diol Kunststoff B: Hexandisäure + Propan-1,2,3-triol Kunststoff C: Hexandisäure + 1,6-Diaminohexan

1.1 Benennen Sie den Polyreaktionstyp und geben Sie die Stoffklassen an, denen die entstehenden Polymere aufgrund ihrer Verknüpfung angehören!

Zeichnen Sie charakteristische Strukturformelausschnitte der Kunststoffe B und C und beurteilen Sie die Eignung des Kunststoffs B als Material für Kunstfasern, die nach dem Schmelz-Spinn-Verfahren hergestellt werden!

[10 BE]

1.2 Baumwollfasern bestehen aus Cellulose.

Erklären Sie die Eignung von Cellulosemolekülen zur Ausbildung einer stabilen Baumwollfaser unter Mitverwendung eines Strukturformel-

ausschnitts! [6 BE]

1.3 Zur Reinigung der Sportkleidung werden Waschmittel eingesetzt, die unter anderem Tenside enthalten.

1.3.1 Beurteilen Sie die Tensideigenschaften der durch die Strukturformeln A bis F symbolisierten Verbindungen (Abb. 1)! [6 BE]

A

B

C

(Fortsetzung nächste Seite)

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D

Na⁺ Na⁺

C

H₃ (CH₂)₈ CH₂ SO₃ O₃S

O₃S

-

- Na⁺

-

E

CH₃ Cl^-

F

C

H₃ (CH₂)₁₃ CH₂ C O

O

H H H

H

O OH

H OH

OH CH₂OH

Abb. 1: Strukturformeln verschiedener Substanzen

1.3.2 Das unter E in Abb. 1 dargestellte Tensidmolekül eignet sich als Weich- spüler für Baumwolltextilien, deren Fasern durch Reibung beim

Waschvorgang negativ aufgeladen sind. Weichspüler werden beim

Waschen im letzten Spülgang der Wäsche zugesetzt. Sie bewirken u. a., dass die Kleidung nach dem Waschen schneller trocknet.

Erläutern Sie diesen Zusammenhang! [4 BE]

1.3.3 Ein Teil der Verschmutzungen der Kleidung resultiert aus der Verwendung von Sonnenschutzcremes. Die Grundlage dieser Cremes ist häufig eine sog. Wasser-in-Öl-Emulsion. Um zu verhindern, dass sich diese entmischt, werden Tenside als Emulgatoren zugesetzt.

Erläutern Sie die stabilisierende Wirkung der Tenside unter Mitverwendung

einer beschrifteten Skizze! [5 BE]

(Fortsetzung nächste Seite)

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2 Um sicherzustellen, dass die Schülerinnen und Schüler während des Sportfests keine alkoholhaltigen Getränke zu sich nehmen, könnten bei den Getränken Stichproben mit Schnelltest-Streifen durchgeführt werden.

Im Beipackzettel wird das Testprinzip beschrieben:

TESTPRINZIP

Für den Alkoholnachweis wird ein Plastikstreifen verwendet, auf dem sich ein Reaktions- oder Testfeld befindet, mit dem Ethanol ab einer Konzentration von 0,1 ⁰/₀₀ oder 10 mg/dl mittels einer enzymatischen Reaktion nachgewiesen werden kann.

Das Reaktionsfeld ändert bei Kontakt mit alkoholhaltigen Lösungen schnell seine Farbe, je nach Alkoholkonzentration zu Grün- oder Graugrüntönen. Die Farbänderung beruht auf der folgenden hoch- spezifischen, enzymatischen Reaktion:

Ethanol + O₂ (Sauerstoff) Alkoholoxidase Acetaldehyd

(Ethanal)

+ H₂O₂ (Wasserstoffperoxid) -1

H₂O₂ + red. Farbstoff (farblos) Peroxidase

H₂O (Wasser) + ox. Farbstoff (grün)

Abb. 2: Beipackzettel eines Alkohol-Schnelltests

2.1 Erstellen Sie für die von der Alkoholoxidase katalysierte Reaktion die Redoxgleichung über Teilgleichungen! Die Reaktion findet im Sauren statt.

[5 BE]

2.2 Das Enzym Alkoholoxidase katalysiert die Oxidation primärer Alkohole, die Oxidation sekundärer Alkohole wird dagegen nicht beschleunigt.

Erläutern Sie diese Beobachtung mithilfe einer Modellvorstellung! [4 BE]

_______

[40 BE]