Alkoholische Gärung (Artikelnr.: P )

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1 Lehrer-/Dozentenblatt Alkoholische Gärung (Artikelnr.: P ) Curriculare Themenzuordnung Fachgebiet: Chemie Bildungsstufe: Klasse 7-10 Lehrplanthema: Organische Chemie Unterthema: Sauerstoffhaltige organische Verbindungen Experiment: Alkoholische Gärung Schwierigkeitsgrad Vorbereitungszeit Durchführungszeit empfohlene Gruppengröße Leicht 10 Minuten 10 Minuten 2 Schüler/Studenten Zusätzlich wird benötigt: Versuchsvarianten: Schlagwörter: Alkohole, Alkanole, Alkoholische Gärung, Ethanol Aufgabe und Material Lehrerinformationen Lernziele Bei der Vergärung zuckerhaltiger Flüssigkeiten mit Hilfe von Hefe entsteht Alkohol. Der Zucker wird durch Hefepilze in Alkohol und Kohlenstoffdioxid aufgespalten. Hinweise zu Aufbau und Durchführung Vorbereitungen Es können verschiedene Obstsäfte (z.b. Kirschsaft oder Traubensaft) verwendet werden, diese müssen jedoch naturrein und ungeschwefelt sein. Geschwefelte Säfte müssen vor der Gärung erhitzt werden. Verwendbar ist jede handelsübliche Hefeform, es empfiehlt sich jedoch die Verwendung von Wein-Reinzuchthefen, die in jeder Drogerie erhältlich sind. Anmerkungen zu den Schülerversuchen Die Erlenmeyerkolben sollten nicht dem Sonnenlicht und Temperaturen über 25 C ausgesetzt werden. Eine Aufbewahrung beispielsweise auf einer Heizung ist nicht empfehlenswert. Besonders geeignet sind Glasschränke, die eine zwischenzeitliche Betrachtung des Gärfortschrittes zulassen. Es sollten in jedem Fall mehrere und verschiedene Gäransätze verwendet werden, da in nachfolgenden Versuchen größere Mengen alkoholischer Lösungen verwendet werden. Gefahren Gummi-Glas-Verbindungen mit Glycerin gleitend machen! Kalkwasser wirkt ätzend. Schutzbrille aufsetzen! Hinweise Die enzymatische Hefegärung verläuft nach folgender Reaktionsgleichung: C 6 H 12 O 6 2 C 2 H 5 OH + 2 CO 2

2 Lehrer-/Dozentenblatt Der reale Ablauf ist indes wesentlich komplexer und verläuft in mehreren Einzelschritten unter ATP-Beteiligung. Neben Ethanol werden auch größere Mengen Milchsäure, aber auch andere Alkansäuren und höhere Alkanole gebildet. Reine Zuckerlösung wird aufgrund der hohen Zuckerkonzentration, aber auch wegen fehlender Mineralstoffe weniger gut vergoren. Die Vergärungsgeschwindigkeit kann durch Zugabe eines Löffels Mehl oder durch Nährsalze heraufgesetzt werden. Methodische Bemerkungen Der Versuch bietet sich für ein arbeitsteiliges Verfahren an. Es können verschiedene Obst-/Fruchtsäfte verwendet werden. In jedem Fall sollte ein Parallelversuch mit einer Zuckerlösung angesetzt werden, um zu zeigen, dass der Zucker die vergärbare Substanz ist. Entsorgung Beide Erlenmeyerkolben kennzeichnen und an einem sicheren Ort verschlossen weiter aufbewahren. Inhalt für nachfolgende Versuche weiterverwenden.

3 AlkoholischetGäruegt(Artikeler.:tP ) AufgabetuedtMaterial Aufgabe WietwerdeetalkoholischetGeträekethergestellt? Stelle aus zuckerhaltigen Lösungen alkoholhaltige Flüssigkeiten her.

4 Material Positioe Material Besteller. Meege 1 Erlenmeyerkolben 100 ml, Enghals, SB Gummistopfen 17/22, 1 Bohrung 7 mm Sicherheitsrohr, -Gärrohr Glasrührstab, Boro 3.3, l = 200 mm, d = 6 mm Löffelspatel, Stahl, l = 150 mm Schutzbrille, farblose Scheiben Zusätzliches Material Glycerin, 99%, 250 ml D(+)-Glucose 1000 g Calciumhydroxidlösung 1000 ml Fruchtsaft (naturrein) Hefe (Weinhefe) Wasser AufbautuedtDurchführueg Aufbau Gefahree Kalkwasser wirkt ätzend. Schutzbrille aufsetzen! Gummi-Glas-Verbindungen mit Glycerin gleitend machen! Durchführueg

5 Ablauf Drehe das Garröhrchen vorsichtig in den Gummistopfen (Abb. 1), ohne dabei Gewalt anzuwenden (mit ausreichender Menge Glycerin gleitend machen). Abb. 1 Fülle einen Erlenmeyerkolben etwa zur Hälfte mit Obstsaft (Abb. 2), füge 3 Löffel Glucose (Abb. 3) hinzu und rühre um, bis sich der gesamte Zucker gelöst hat (Abb. 4). Gib dann etwa 5 g fein zerbröckelter Festhefe (Abb. 5) oder ein halbes Fläschchen Weinhefe hinzu.

6 Abb. 2 Abb. 3 Abb. 4 Abb. 5 Fülle den zweiten Erlenmeyerkolben etwa zur Hälfte mit Wasser (Abb. 6), füge 7 Löffel Glucose hinzu (Abb. 7) und rühre bis zur Auflösung des gesamten Zuckers um (Abb. 8).

7 Abb. 6 Abb. 7 Abb. 8 Verschließe die Erlenmeyerkolben mit den Gummistopfen. Gib in die Gärröhrchen so viel Kalkwasser, dass diese etwa zur Hälfte gefüllt sind (Abb. 9). Bewahre die Kolben eine Woche an einem wärmeren Ort auf, beobachte zwischenzeitlich den Reaktionsablauf. Abb. 9 Eetsorgueg Beide Erlenmeyerkolben kennzeichnen und an einem sicheren Ort verschlossen weiter aufbewahren.

8

9 Protokoll: Alkoholische Gärueg Ergebeis - Beobachtuegee 1 (10 Puekte) Notiere Deine Beobachtungen während des Gärvorgangs. Ergebeis - Beobachtuegee 2 (10 Puekte) Vergleiche Ausgangsstoff und Endprodukt.

10 Auswertueg - Frage 1 (10 Puekte) Ziehe die Schlussfolgerungen aus den Beobachtungen. Auswertueg - Frage 2 (10 Puekte) Formuliere zu dem abgelaufenen Vorgang eine entsprechende Wortgleichung.

11 Auswertueg - Frage 3 (10 Puekte) Welche Schlussfolgerung lässt sich aus dem unterschiedlichen Verlauf in den Erlenmeyerkolben ziehen?

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