A3 Kap 5.6 Organische Chemie MH 20140201Martina Hofer
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Einführung Summenparameter organische Chemie Skript Kapitel 5.6.1 / 5.6.2, Seiten 47 - 52 2014 VSA_Kurs_A3 201402_V1_#1 Summenparameter Definition Summenparameter Der Ausdruck Summenparameter ist die Bezeichnung für eine Gruppe von Stoffen, die eine chemische Gemeinsamkeit aufweisen und über ein in der Regel normiertes (ISO oder DIN, neu auch CEN) Verfahren bestimmt werden. Die wichtigsten Summenparameter im Abwasserbereich sind CSB, BSB, DOC, TOC und organische Stickstoffverbindungen (Org.-N). 2014 VSA_Kurs_A3 201402_V1_#2 Summenparameter Analyse der organischen Verbindungen Die organischen Verbindungen kommen in einer grossen Vielfalt und Menge vor. Auf Grund dessen misst man nicht einen Einzelstoff, sondern man bestimmt den Kohlenstoffgehalt, oder den sog. Sauerstoffbedarf über Summenparameter. Abk. Deutsch Englisch Einheit KMnO4 Verbrauch Kaliumpermanganat Potassium permanganate [mg KMnO4 / l] CSB Chemischer Sauerstoffbedarf Chemical oxygen demand (COD) [mg O2 / l] BSB Biochemischer Sauerstoffbedarf Biochemical oxygen demand (BOD) [mg O2 / l] TC Gesamtkohlenstoff Total carbon [mg C / l] TIC Gesamter anorganischer Kohlenstoff Total inorganic carbon [mg C / l] TOC Gesamter organisch gebundener Kohlenstoff Total organic carbon [mg C / l] DOC Gelöster organisch gebundener Kohlenstoff Dissolved organic carbon [mg C / l] 2014 VSA_Kurs_A3 201402_V1_#3 Organische Chemie Was bedeutet organische Chemie? Die organische Chemie ist die Chemie der Kohlenstoffverbindungen Mit Ausnahme der Carbonate z.B. CaCO3 bezeichnet man Verbindungen mit Kohlenstoff als organische Stoffe 2014 VSA_Kurs_A3 201402_V1_#5 Organische Chemie Kohlenstoff Elementarer Kohlenstoff findet in unserem Alltag vielfältige Verwendung: Graphit (Bleistift, Elektroden) Aktivkohle (Filter) Carbonfasern (Fahrzeuge) Diamanten (Schmuck, Bohrer) 2014 VSA_Kurs_A3 201402_V1_#6 Organische Chemie Bedeutung des Kohlenstoffs Kohlenstoff ist der wichtigste Baustein aller pflanzlichen und tierischen Organismen. Ohne Kohlenstoff wäre kein Leben auf der Erde möglich. Kohlenstoff hat auf Grund seiner Stellung im Periodensystem der Elemente die Eigenschaft eine enorme Vielfalt von Verbindungen aufzubauen (Ausbildung von Ketten und Ringen) Solche organische Verbindungen enthalten neben Kohlenstoff meist nur wenige weitere Elemente wie Wasserstoff (H), Sauerstoff (O), Schwefel (S), Phosphor (P) und Halogene. Die kleinste organische Verbindung ist Methan (CH4) 2014 VSA_Kurs_A3 201402_V1_#7 Organische Chemie Bindungsfähigkeit des Kohlenstoffs Kohlenstoff ist vierwertig, kann also vier Bindungen eingehen C 2014 Das Kohlenstoffatom hat 4 Elektronen auf der zweiten Schale und dadurch ein ausgeprägtes Bestreben zur stabilen, unpolaren kovalenten Bindung Die Kohlenstoffatome haben eine Selbstbindefähigkeit d.h. ausbilden von sehr stabilen kovalenten C – C Bindungen. Die Kohlenstoffatome können sich zu beliebig langen, geraden und verzweigten Ketten oder Ringen verknüpfen VSA_Kurs_A3 201402_V1_#8 Organische Chemie Welche Stoffe sind organisch, welche anorganisch? 2014 Salzsäure HCl (Chlorwasserstoff) Essigsäure C2H4O2 (Ethancarbonsäure) Phosphorsäure H3PO4 Wasser H 2O Nagellackentferner Aceton, C3H6O Benzin Kohlenwasserstoffe C5-C12 Gips Calciumsulfat, CaSO4 Kochsalz Natriumchlorid, NaCl Traubenzucker C6H12O6 (Glucose) Kerzenwachs Kohlenwasserstoffe C18-C40 Harnstoff CH4N2O Eisen(III)chlorid FeCl3 VSA_Kurs_A3 201402_V1_#9 Organische Chemie Beispiel organischer Verbindungen Weitere Beispiele siehe auch Skript Harnsäure DNS / DNA 2014 Harnstoff Methyl-Benzol / Toluen Aspartam VSA_Kurs_A3 Acetylsalicilsäure DDT (Dichlordiphenyltrichlorethan) 201402_V1_#10 Organische Chemie Organischen Verbindungen in der Abwassereinigung Im Zulauf Kläranlage in enormer Vielfalt in Fäkalien, industriellen Produkten, Küchenabfällen etc. Die Kohlenstoffverbindungen kommen sowohl in gelöster (z.B. Zucker), flüssiger (z.B. Fett) als auch in fester Form (z.B. Küchenabfälle) vor Die organischen Verbindungen werden in der Biologie mit Hilfe von Sauerstoff und Mikroorganismen zu CO2, Stickstoff, Wasser und Salzen ab-, resp. in die Biomasse eingebaut. 2014 VSA_Kurs_A3 201402_V1_#11 Repetition org. Chemie Übungen 1. Was versteht man unter organischer Chemie? 2. Wie kann die organische Belastung von Abwasser gemessen werden? 3. Welches sind typische organische Belastungen auf Ihrer Kläranlage in den 24 h Sammelproben im Sand- / Fettfang, Ablauf VKB, Ablauf ARA? 2014 VSA_Kurs_A3 201402_V1_#12 Repetition org. Chemie Lösungen 1. Es ist die Chemie des Kohlenstoffs und die Basis allen Lebens auf der Erde. 2. Mit Summenparameter wie CSB, TOC oder KMnO4 3. Beispiel: Sammelproben im Sand- / Fettfang, Ablauf VKB, Ablauf ARA? Sand-/Fettfang: z.B. 400 mg/l Ablauf VKB: z.B. 250 mg/l Ablauf ARA: z.B. 20 mg/l 2014 VSA_Kurs_A3 201402_V1_#13
