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Student/innen- Schüler- und Abi-Coaching im Fach Chemie / Biochemie

Überblick über die folgenden Teilgebiete in Chemie/ Biochemie (außerdem Photosynthese, Veratmung oder Zellstoffwechsel) die von Bedeutung sind:

1.) Organische Chemie / Biochemie

• Überblick über die Strukturen (auch Isomerien) der gesättigten und ungesättigten reinen Kohlenwasserstoffe (KW) d.h. Alkane, Cykloalkane, Alkene, Alkine und Aromaten – und Synthese ihrer O, N, (S) – Heteroatom- analogen Verbindungen,
  also z.B. Alkohole, Ether, Aldehyde, Ketone, Carbonsäuren und ihre Ester oder Anhydride, Lactone, Aldole, Acetale, Amine, Imine, Amide, Lactame, Nitrile, Enamine, Nitro- und Nitroso-Verbindungen, Nitrate und Heteroaromaten (z.B. Thiophen, Pyridin, Pyrrol oder Furan)
  und ihre Reaktionsmöglichkeiten,
  d.h. Radikalische Substitution (SR), Nukleophile Substitution (SN1 und SN2), Eliminierungen (E1 und E2; Hoffmann/ Saitzew- Eliminierungen), Additionen (Ae und An; Markownikow- Regel), Elektrophile Aromatische Substitution (SE),
  d.h. Mechanismen der Erst – und Zweitsubstitution am Aromaten, Substituenten 1. und 2. Ordnung, dirigierende Wirkung der Erstsubstituenten auf eine Zweitsubstitution
• Überblick über die Strukturen und Synthese von Makromolekülen, wie z.B.
  Kunststoffe (Polyester, Polyamide, Polyurethane, Polycarbonate, PE, PP, PVC, Epoxidharze)
  Bioaktive Makromoleküle (Polysaccharide, wie z.B. Cellulose, Stärke, Eiweiß oder DNS, RNS), Fette (Lipide), Vitamine, Hormone
• Strukturen und Reaktionsmöglichkeiten von Kohlenhydraten, also z.B.
  Glukose, Fructose oder Disacchariden, z.B. Saccharose: Nomenklatur, auch Nachweis-reaktionen, z.B. Fehling und Tollens- Reaktionen, Reduktion, Oxidation oder Derivate von Monosacchariden;
  Erklärung der Begriffe Furanose/ Pyranose, Aldose/ Ketose, Pentose/ Hexose/ Tetrose, D/L-Form, +/- Form, alpha/ beta- Form an Beispielen, optische Isomerie, optische Aktivität, optischer Drehwert, Mutarotation, Invertzucker, glykosidische Bindung, Instabilitäten von Glukose in Lösung, Fischersche Projektionsformel, Haworthsche Projektionsformel, Konfigurations- Formel der Kohlenhydrate
• Farben, Farbigkeit von Molekülen:
  Strukturen und chemisch/ physikalische Basis der Farbigkeit; Auxochrome/ Antiauxochrome Gruppen
  Farbwechsel von Indikatoren bei verschiedenen pH- Werten (z.B. bei Phenolphthalein)
  Verschiedene Klassen von Farbstoffen, wie z.B.
  Küpenfarbstoffe (z.B. Indigo), Diazofarbstoffe (auch Darstellung), Polymethinfarbstoffe (Carotine), Triphenylmethan – Farbstoffe (z.B. Malachitgrün oder Phenolphthalein) – und ihre Synthese

2.) Elektrochemie

• Erklärung der folgenden Begriffe an Beispielen:
  Redoxreaktion, Lokalelement, Korrosion, Spannungsreihe, Halbelemente, Halbpotential, Nomalpotential, Wasserstoffelektrode, experimentelle Bestimmung der Normalpotentiale, Nernstsche Gleichung, d.h. Abhängigkeit des Halbpotentials von Temperatur und Konzentration der Lösung bzw. Druck der beteiligten Gase;
• Voraussage der Reaktionsmöglichkeit einer Redoxreaktion anhand der Spannungsreihe, d.h. anhand der Normalpotentiale der beteiligten Redoxsysteme; Berechnung der pH- abhängigen Redoxpotentiale verschiedener Oxidationsmittel, wie z.B. Permanganat oder Dichromat- Lösungen;
• Beispiele von galvanischen Zellen:
  Daniell-Element, Leclanche Element, Brennstoffzelle, Alkali-Mangan- Batterie, Zink-Luft-Knopfzelle, Lithium-Batterie, Zink-Silberoxid- Knopfzelle,
  Beispiele von Akkus: Bleiakku, Nickel-Cadmium-Zelle, Lithium-Ionen- Batterie;
  Berechnung der Spannung einer beliebigen Galvanischen Zelle; Konzentrationszelle;
  Elektrolyse: Erklärung der Begriffe wie Zersetzungsspannung, Polarisationsspannung, Überspannung anhand von Beispielen

3.) Fragen, z.B. aus der Anorganischen – oder Physikalischen Chemie

• wie z.B. Stöchiometrische Berechnungen, Ausbeute;
  Kinetik, Aktivierungsenergie, Chemisches Gleichgewicht (Massenwirkungsgesetz, Gleichgewichts-Konstante, Säure/ Basen-Konstante); pH-Wert- Berechnungen von starken/ schwachen Säuren oder Basen; Fragen aus der Thermodynamik (Innere Energie, Entropie, Reaktions-Enthalpie, freie Gibbs'sche Reaktionsenthalpie, Hess'scher Satz, Reaktionsenthalpieberechnung aus den Standard.- Bildungsenthalpien etc.)