2.3 Herstellung von Seife. Aufgabe. Wie lässt sich aus Fett Seife herstellen? Naturwissenschaften - Chemie - Lebensmittelchemie - 2 Fette

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1 Naturwissenschaften - Chemie - Lebensmittelchemie - 2 Fette (P785500) 2.3 Herstellung von Seife Experiment von: Anouch Gedruckt: :50:52 intertess (Version 3.2 B24, Export 2000) Aufgabe Aufgabe Wie lässt sich aus Fett Seife herstellen? Stelle aus Fett oder Stearinsäure Seife her. Raum für Notizen Wenn Sie als Lehrer angemeldet sind, finden Sie nachstehend eine Schaltfläche für Zusatzinformationen. - -

2 Zusätzliche Informationen Die Herstellung von Seife ist seit dem Altertum bekannt. Tier- oder Pflanzenfette wurden mit Holzasche verkocht. Inhalte und Lernziele Seifen lassen sich aus langkettigen Alkansäuren oder Fetten durch Zugabe von Alkalilauge herstellen. Seifen müssen deshalb aus Alkalisalzen der Fettsäuren bestehen. Methodische Anmerkungen Hier wirkt das gruppenteilige Verfahren besonders motivierend, da aus verschiedenen Ausgangsstoffen dasselbe Produkt, das sich in seinen Eigenschaften phänomenologisch stark von den Edukten unterscheidet, entsteht. Die verschiedenartige Versuchsdurchführung kann von den Arbeitsgruppen vorgestellt und die Gleichheit des Ergebnisses fruchtbar diskutiert werden. Grundlagen und Hinweise Die hier vorgenommene "Verseifung" von Fetten entspricht dem klassischen Seifenherstellungsverfahren, das auch nach alten Rezepten mit Pflanzenasche (Pottasche) durchgeführt werden kann. Hinweise zur Vertiefung Durch Variation der verwendeten Alkali entstehen die unterschiedlichsten Seifen. Es besteht die Möglichkeit die physikalischen Eigenschaften vorzustellen. Die reinigende Wirkung kann in Zusammenhang mit der Thematik "Körperpflege" besprochen werden. Hinweise zu Aufbau und Durchführung Vorbereitung Stellen Sie konzentrierte Natronlauge und 25%ige Natronlauge (34 g NaOH auf 00 ml Wasser) bereit. Halten Sie die Augenwaschflasche griffbereit. Als Fett ist Margarine oder gehärtetes Pflanzenfett besonders gut geeignet. Anmerkung zu den Schülerversuchen Sowohl Stearinsäure wie auch Fett dürfen nur soweit erhitzt werden, dass sie gerade eben schmelzen. Bei höheren Temperaturen neigt die Natronlauge zu stärkerem herrausspritzen

3 H- und P-Sätze Ethanol: H225:Flüssigkeit und Dampf leicht entzündbar. P20: Von Hitze/Funken/offener Flamme/heißen Oberflächen fernhalten. Nicht rauchen. Natriumhydroxid H34: Verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden. H290: Kann gegenüber Metallen korrosiv sein. P280: Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz tragen. P30+P330+P33:BEI VERSCHLUCKEN: Mund ausspülen. KEIN Erbrechen herbeiführen. P309+P30: BEI Exposition oder Unwohlsein: Sofort GIFTINFORMATIONS-ZENTRUM oder Arzt anrufen. P305+P35+P338: BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser spülen. Vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter spülen. Gefahren Natronlauge wirkt stark ätzend. Schutzhandschuhe anziehen! Bei der Zugabe von Natronlauge zu den geschmolzenen Stoffen können Spritzer auftreten. Schutzbrille aufsetzen! Brennspiritus ist leicht entzündlich. Beim Abfüllen alle offenen Flammen löschen! Entsorgung Inhalt der Reagenzgläser in das Becherglas geben und abfiltrieren. Filtrat in den Sammelbehälter für organische Flüssigkeiten geben, die Seien und Fettreste können zum Normalmüll gegeben werden

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5 Material Material Material aus "TESS advanced Chemie Set Lebensmittelchemie, FCH" (Bestellnr ) Position Material Stativfuß, variabel Bestellnr Menge 2 Stativstange Edelstahl 8/8, l = 370 mm, d = 0 mm Ring mit Muffe, verzinkt, Innendurchmesser 00 mm Drahtnetz mit Keramik, 60 x 60 mm Becherglas DURAN, niedrige Form, 250 ml Messzylinder 0 ml, PP transparent Reagenzglasgestell, 2 Bohrungen, d = 22 mm, Holz Reagenzglas, d = 8 mm, l = 80 mm, Laborglas, 00 Stück (3) 9 Reagenzglashalter bis d = 22 mm Reagenzglasbürste, d = 20 mm, l = 270 mm Spritzflasche, 250 ml, Kunststoff Gummistopfen 7/22, ohne Bohrung Löffelspatel, Stahl, l = 50 mm Glasrührstab, Boro 3.3, l = 200 mm, d = 6 mm Schutzbrille, farblose Scheiben Gummihandschuhe, Größe S (7) Chemikalien, Zusätzliches Material Position Material Bunsenbrenner mit Hahn, für Erdgas, DIN-Ausführung Bestellnr Menge Sicherheits-Gasschlau, DVGW, lfd. Meter Natriumhydroxid, Perlen, 000 g Stearinsäure, 250 g Ethanol, Lösemittel (Brennspiritus), 000 ml Wasser, destilliert, 5 l Fett - 5 -

6 Für das Experiment benötigte Materialien - 6 -

7 Aufbau Aufbau Gefahren Natronlauge wirkt stark ätzend. Schutzhandschuhe anziehen! Bei der Zugabe von Natronlauge zu den geschmolzenen Stoffen können Spritzer auftreten. Schutzbrille aufsetzen! Brennspiritus ist leicht entzündlich. Beim Abfüllen alle offenen Flammen löschen! Aufbau Baue das Stativ mit Brenner entsprechend der Abbildungen -5 auf. Befestige an der Stativstange den Stativring und lege darauf das Drahtnetz. Verschiebe den Stativring in der Höhe so, dass die Brennerflamme gerade das Drahtnetz erreicht. Abb. Abb. 2 Abb. 3 Abb

8 Abb. 5 Gib in das 250 ml Becherglas 3 Löffel Fett (Abb. 6) und stelle das Becherglas auf das Drahtnetz (Abb. 7). Abb. 6 Abb

9 Durchführung Durchführung Ablauf Umsetzung von Fett mit Natronlauge Erhitze das Becherglas vorsichtig mit kleiner Flamme, sodass das Fett gerade eben schmilzt. Gebe 0 ml Brennspiritus und 5 ml destilliertes Wasser hinzu. Füge diesem Gemisch nach und nach 0 ml 25%ige Natronlauge zu und erhitze unter Umrühren mit dem Glasstab weitere 0 Minuten. Ersetze dabei das verdampfende Wasser durch vorsichtige Zugabe von destilliertem Wasser. Lass danach das Becherglas abkühlen. Abb. 8 Umsetzung von Stearinsäure mit Natronlauge Gib in ein Reagenzglas einen Löffel Stearinsäure und füge 3 ml Brennspiritus und 5 ml destilliertes Wasser hinzu. Erwärme das Gemisch kurz, füge dann 3 ml konzentrierte Natronlauge hinzu. Erwärme das Gemisch dann vorsichtig unter leichtem Schütteln ca. 3 Minuten lang, ohne dass dieses siedet. Stelle nach dem Abkühlen das Reagenzglas in das Reagenzglasgestell. Abb

10 Wirkung des Reaktionsproduktes aus der Umsetzung von Stearinsäure auf Wasser Gieße aus dem eben hergestelltem Gemisch von dem sich oben absetzenden Teil ca. ml in ein zweites Reagenzglas. Füge destilliertes Wasser hinzu (Füllhöhe ca. 5 cm), verschließe das Reagenzglas mit einem Stopfen und schüttele kräftig. Wirkung des Reaktionsproduktes aus der Umsetzung von Fett auf Wasser Entnimm mit dem Löffel aus dem Becherglas etwas von der sich absetzenden Substanz, gib diese in ein weiteres Reagenzglas und fülle dies wie eben mit destilliertem Wasser, verschließe es mti dem Stopfen und schüttele wieder kräftig. Entsorgung Inhalt der Reagenzgläser in das Becherglas geben und abfiltrieren. Filtrat in den Sammelbehälter für organische Flüssigkeiten geben, die Seien und Fettreste können zum Normalmüll gegeben werden

11 Ergebnisse Ergebnisse Notiere hier deine Beobachtungen. Umsetzung von Fett mit Natronlauge Umsetzung von Stearinsäure mit Natronlauge Wirkung der Reaktionsprodukte auf Wasser - -

12 Umsetzung von Fett mit Natronlauge Das Fett schmilzt beim Erhitzen. Bei Zugabe von Brennspiritus und Natronlauge bildet sich erst eine Emulsion, nach einiger Zeit löst sich das Fett. Bei längerem Erwärmen setzt sich im oberen Teil ein weißlich gefärbter Stoff ab, während im unteren Teil eine homogene Flüssigkeit entsteht. Umsetzung von Stearinsäure mit Natronlauge Die Stearinsäure schmilzt beim Erhitzen, auch hier bildet sich eine Emulsion auf der sich ein weißlich gefärbter Stoff absetzt. Die Emulsion wandelt sich im Laufe der Reaktion in eine homogene Flüssigkeit um. Wirkung der Reaktionsprodukte auf Wasser Gibt man das weiße Reaktionsprodukt aus beiden Versuchsteilen zu Wasser, so entsteht nach Schütteln Schaum, es bilden sich Seifenblasen

13 Auswertung Auswertung Frage Ziehe Schlussfolgerungen aus deinen Beobachtungen. Fette und Stearinsäure sind in Natronlauge wenig löslich, sie bilden aber beim Zusatz von Brennspiritus eine Emulsion. Stearinsäure wird von Natronlauge neutralisiert. Natronlauge reagiert sowohl mit Fetten wie auch mit der Stearinsäure unter Bildung von Seige. Frage 2 Fette sind Glycerin-Ester langkettiger Alkansäuren. Welche Reaktion muss im ersten Versuchsteil abgelaufen sein? - 3 -

14 Durch die Natronlauge wird der Ester gespalten. Es entsteht der Alkohol (Glycerin), außerdem bildet sich das Natriumsalz der Fettsäure. Frage 3 Welche Folgerungen für die Zusammensetzung von Seifen muss aus den Versuchsteilen gezogen werden? - 4 -

15 Da bei einer Neutralisationsreaktion ein Salz (und ein Wasser) entsteht, muss Seife ein Salz (Alkalisalz) der Fettsäure, in disem Fall der Stearinsäure sein. Dies entspricht auch dem Ergebnis der Esterspaltung, da auch hier das Natriumsalz der im Fett enthaltenen Fettsäuren entstehen. Frage 4 Vervollständige die folgenden Aussagen.. Fette und Stearinsäure bilden mit nnnnnnnnnnnnnnnnnnnn und nnnnnnnnnnnnnnnnnnnn eine nnnnnnnnnnnnnnnnnnnn. 2. Natronlauge nnnnnnnnnnnnnnnnnnnn Stearinsäure und Fette unter Bildung von nnnnnnnnnnnnnnnnnnnn. 3. Fette sind nnnnnnnnnnnnnnnnnnnn. Natronlauge spaltet diese in nnnnnnnnnnnnnnnnnnnn und das nnnnnnnnnnnnnnnnnnnn der Fettsäure. 4. Das Natriumsalz der Fettsäure ist nnnnnnnnnnnnnnnnnnnn. Die Reaktion wird als nnnnnnnnnnnnnnnnnnnn bezeichnet. 5. Bei einer nnnnnnnnnnnnnnnnnnnn entstehen aus Alkohol und Säuren nnnnnnnnnnnnnnnnnnnn. Durch nnnnnnnnnnnnnnnnnnnn werden die Ester in nnnnnnnnnnnnnnnnnnnn und das nnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn umgewandelt.. Fette und Stearinsäure bilden mit Natronlauge und Brennspiritus eine Emulsion. 2. Natronlauge neutralisiert Stearinsäure und Fette unter Bildung von Seife. 3. Fette sind Glycerin-Ester. Natronlauge spaltet diese in Alkohol und das Natriumsalz der Fettsäure. 4. Das Natriumsalz der Fettsäure ist Seife. Die Reaktion wird als "Verseifung" bezeichnet

16 5. Bei einer Veresterung entstehen aus Alkohol und Säuren Ester. Durch Verseifung werden die Ester in Alkohol und das Alkalisalz der Säure umgewandelt. Frage 5 Welche Seifen bilden sich bei Verwendung von Natronlauge bzw. Kalilauge? Mit Natronlauge entsteht feste Kernseife, mit Kalilauge entsteht pastenartige Schmierseife. Frage 6 Welchen ph-wert haben Seifen? - 6 -

17 Seifen reagieren alkalisch