Backhilfsmittel. Allgemeines [1, 2] 1. Hirschhornsalz [2, 3] Versuch 1: Nachweis von Ammoniak [2, 4, 5]

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1 Universität Regensburg Institut für Anorganische Chemie Lehrstuhl Prof. Dr. A. Pfitzner Demonstrationsvorträge im Sommersemester Betreuung: Dr. M. Andratschke Referentinnen: Anja Drexler, Christina Seyferth Backhilfsmittel Allgemeines [1, 2] Backhilfsmittel sind Stoffe, die v. a. durch die Entwicklung des Gases Kohlendioxid zur Lockerung eines Teiges beitragen. Man unterscheidet grundsätzlich drei verschiedene Arten: biologische Triebmittel: Hefe, Sauerteig chemische Triebmittel: Hirschhornsalz, Pottasche, Backpulver physikalische Triebmittel: Wasserdampf, Luft 1. Hirschhornsalz [2, 3] Der Name leitet sich von dem ursprünglichen Verfahren der Gewinnung ab. Früher wurden gepulvertes Hirschhorn, Hufe und Klauen destilliert. Heute erhitzt man ein Gemisch aus Ammoniumsulfat und Schlämmkreide (aufgeschlämmtes Calciumcarbonat). Hirschhornsalz wird u. a. bei Flachgebäcken, wie Amerikanern, Spekulatius und Lebkuchen verwendet. - NH 4 HCO 3 Ammoniumhydrogencarbonat - (NH 4 ) 2 CO 3 Ammoniumcarbonat - NH 4 CO 2 NH 2 Ammoniumcarbamat Versuch 1: Nachweis von Ammoniak [2, 4, 5] Hirschhornsalz Spatel Reagenzglas Reagenzglasklammer Bunsenbrenner Indikatorpapier Pinzette 1

2 Hirschhornsalz wird in einem Reagenzglas vorgelegt und über dem Bunsenbrenner erhitzt. Dabei wird angefeuchtetes Indikatorpapier mit Hilfe der Pinzette in die Öffnung des Reagenzglases gehalten. Beim Erhitzen der Substanz entsteht ein stechender Geruch, Wasser kondensiert an der oberen Hälfte des Reagenzglases und das Indikatorpapier verfärbt sich blau. Durch Erhitzen entstehen bei den einzelnen Bestandteilen folgende Produkte: NH 4 HCO 3 NH 3 + H 2 O + CO 2 (NH 4 ) 2 CO 3 2 NH 3 + H 2 O + CO 2 NH 4 CO 2 NH 2 2 NH 3 + CO 2 Die Blaufärbung des Indikatorpapiers beruht auf der Bildung der Hydroxidionen: NH 3 + H 2 O NH OH - 2. Pottasche [2] Der Name Pottasche stammt von der Methode des Auslaugens von Holzasche mit Wasser und dem anschließenden Eindampfen in Pötten. Heute wird ein Verfahren angewandt, bei dem Kohlendioxid in eine Lösung von Kaliumhydroxid eingeleitet wird. Man setzt Pottasche überwiegend beim Backen von Lebkuchen ein. - K 2 CO 3 Kaliumcarbonat Versuch 2: Test auf Gasentwicklung [3, 6] K 2 CO 3 Pottasche Backpulver (s. auch 3., S. 3) destilliertes Wasser CH 3 COOH verdünnte Essigsäure drei Petrischalen Overheadprojektor Die drei Petrischalen werden nebeneinander auf den Overheadprojektor gestellt und nacheinander mit folgenden Chemikalien gefüllt: 1. Schale: Pottasche und Wasser 2. Schale: Pottasche und verdünnte Essigsäure 3. Schale: Backpulver und Wasser 2

3 1. Schale: keine Reaktion 2. Schale: Gasentwicklung 3. Schale: Gasentwicklung 1. Schale: K 2 CO 3 + H 2 O keine Reaktion Pottasche enthält selbst kein Säuerungsmittel und kann deshalb allein mit Wasser kein Kohlendioxid bilden. 2. Schale: K 2 CO H + 2 K + + H 2 O + CO 2 Pottasche bildet durch Zugabe von Säure Kohlendioxid. 3. Schale: NaHCO 3 + H + + H 2 O Na H 2 O + CO 2 Backpulver setzt mit Wasser Kohlendioxid frei, weil es selbst bereits ein Säuerungsmittel enthält. 3. Backpulver [2, 3, 7] Heutzutage ist Backpulver für viele nicht mehr wegzudenken. Es ist besonders geeignet, da es geschmacksneutral und im Gegensatz zu Hefe keine Zeit zum Gehen braucht. Backpulver wird bei Rühr- und Mürbteigen verwendet. - NaHCO 3 Natriumhydrogencarbonat (Natron) - Na 2 H 2 P 2 O 7 Dinatriumdihydrogendiphosphat (Säuerungsmittel) - (C 6 H 10 O 5 ) n Stärke (Trennmittel) Versuch 3: Nachweis von Stärke [8, 9] Backpulver Iod-Lösung (I 2 ) destilliertes Wasser Reagenzglas In einem Reagenzglas wird Backpulver vorgelegt und in destilliertem Wasser aufgelöst. Langsam wird Iod-Lösung zur Probe zugetropft. Es zeigt sich eine tiefe blauviolette Färbung. 3

4 Iod bildet mit der Amylose der Stärke eine blauviolette Einschlussverbindung. In eine Spirale des schraubenförmigen Molekülgerüstes wird jeweils ein Iodmolekül eingelagert. Versuch 4: Die Backpulverrakete [2, 10] Backpulver Wasser Filmdose In eine Filmdose gibt man etwas Backpulver und füllt sie etwa zu einem Viertel mit Wasser auf. Anschließend wird die Filmdose schnell mit einem Deckel verschlossen und auf einer Arbeitsplatte platziert. Kurz darauf wird der Deckel der Filmdose mit einer kleinen Explosion abgesprengt. Das Wasser reagiert mit dem Backpulver und dem darin enthaltenen Säuerungsmittel, wodurch Kohlendioxid freigesetzt wird. Es entsteht ein Druck in der Filmdose, der irgendwann so hoch ist, dass der Deckel abgesprengt wird. NaHCO 3 + H + Na + + H 2 O + CO 2 Lehrplanbezug [11, 12] Im bayerischen Lehrplan für Gymnasien (naturwissenschaftlich-technologisches Gymnasium (NTG)) wird das Thema Backhilfsmittel nicht direkt angesprochen. Es lassen sich jedoch zu verschiedenen Bereichen Verbindungen herstellen. In der achten Jahrgangsstufe werden die Eigenschaften und der Aufbau von Salzen behandelt. Diese könnten exemplarisch auch an Hirschhornsalz, Pottasche und Natriumhydrogencarbonat aufgezeigt werden. (C NTG 8.3 Salze, Metalle und molekular gebaute Stoffe) Zudem werden im Profilbereich der achten Klasse Themen wie Chemie im Haushalt und Chemie vor Ort mit einem Besuch in der Bäckerei vorgeschlagen. (C NTG 8.4 Profilbereich am NTG) In der zehnten Jahrgangsstufe werden Biomoleküle durchgenommen. In diesem Zusammenhang könnte man bei der Beschäftigung mit Kohlenhydraten auch einen Stärkenachweis am Beispiel von Backpulver durchführen. (C NTG 10.3 Biomoleküle) 4

5 Quellen [1] (Stand: ) [2] G. Schwedt, Chemie und Supermarkt Informationen zum Einkaufen, 1. Auflage, Aulis-Verlag Deubner, Köln, 2006, S. 26, S. 28, S [3] C. Meyerhoff, F. Bischof, Wissenschaft im Kochtopf: Küchengeheimnisse wissenschaftlich erklärt, 2. Auflage, Books on Demand GmbH, Norderstedt, 2010, S [4] H.-D. Barke, G. Harsch, Chemiedidaktik Heute, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, 2001, S [5] (Stand: ) [6] G. Schwedt: Noch mehr Experimente mit Supermarktprodukten, Wiley-VCH GmbH & CO KGaA, Weinheim, 2003, S [7] (Stand: ) [8] R. Matissek, G. Steiner, M. Fischer, Lebensmittelanalytik, 4. Auflage, Springer-Verlag, Berlin, 2009, S [9] K. Häusler, H. Rampf, R. Reichelt, Experimente für den Chemieunterricht, 2. Auflage, Oldenbourg Schulbuchverlag GmbH, München, Düsseldorf, Stuttgart, 1995, S. 313 [10] P. Barham, Die letzten Geheimnisse der Kochkunst, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, 2004, S [11] subtemplate=print&supertemplate= (Stand: ) [12] subtemplate=print&supertemplate= (Stand: ) 5