Ethanol, der bekannteste Alkohol

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1 Klasse:. Gruppe: 3.Praktikum Fam.Name:.. Vorname:... im 2er Team mit: Fam.Name:.. Vorname:... Ethanol, der bekannteste Alkohol 1. Herstellung von Ethanol durch Gärung (Demo-Exp) 5 g Glucose (Traubenzucker) werden in einem 500 ml Rundkolben in 50 ml dest. Wasser gelöst und mit einem grossen gehäuften Spatel Trockenhefe versetzt. Nachdem durch Schwenken alles gut gemischt wurde, wird der Kolben am Stativ befestigt. In das Gärröhrli wird Ca(OH) 2 -Lösung(Schutzbrille!) gefüllt, bis die Kugeln etwa zur Hälfte gefüllt sind. Skizze der Apparatur (mit Beschriftung) Während die Gärung abläuft, beginne mit dem nächsten Experiment! Beobachtungen Im Kolben: Im Gärröhrli: Ca(OH) 2 Lösung im Gärröhrli (2 Beobachtungen): CO 2 -Nachweis im Gärröhrli CO 2 reagiert mit dem Wasser zu. Notiere nun die Reaktionsgleichungen zu den beiden Beobachtungen im Gärröhrli in der Ionenschreibweise: (vgl. dazu Praktikum: Der technische Kalkkreislauf) Reaktionsgleichung zu Beobachtung 1 Reaktionsgleichung zu Beobachtung 2 Dr. S. Lang, KS Heerbrugg, September

2 2. Bestimmen des Ethanolgehalts durch Destillieren Miss mit Hilfe zweier Messkolben genau 150 ml Wein ab, fülle ihn mittels eines Trichters in den Destillierkolben und gib ein Siedesteinli dazu. Schalte Heizung und Kühlwasser ein. Bestimme das Gewicht von 3 markierten (25 ml Marke) Reagenzgläsern (=Tara) und trage es in untenstehende Tabelle ein. Sammle das Destillat in den Reagenzgläsern bis zur Marke und trage die Siedetemperatur am Ende der Fraktionenentnahme ein. Einführung (lies während Du Fraktionen sammelst) Der Alkoholgehalt von Wasser / Ethanolgemischen kann mittels Dichtemessung bestimmt werden. Da es sich bei Wein, Bier um komplexere Mischungen handelt, wird der Alkohol abdestilliert (Siedepunkt von Ethanol: 78 C). Vom erhaltenen Alkohol/Wasser-Gemisch wird die Dichte bestimmt und daraus der Alkoholgehalt errechnet. Spezieller Effekt beim Destillieren von Alkohol/Wasser-Gemischen: In der Dampfphase ist Ethanol immer noch mit Wasserdampf vermischt, man spricht vom sogenannten Azeotrop, welches sich nur durch aufwändige Destillationsapparaturen vollständig trennen lässt. Beim Schnapsbrennen spielt dies keine Rolle, da ja sowieso kein 100%iger Alkohol angestrebt wird. Wäge die vollen Regenzgläser und bestimme die Dichte der einzelnen Fraktionen durch vorsichtiges Eintauchen des Aräometers (die Skala gibt die Dichte oder je nach Aräometer die Gewichtsprozent Alkohol der Flüssigkeit an). Den entsprechenden Alkoholgehalt kannst Du aus der Tabelle auf der nächsten Seite ablesen. Reagenzglas Nr. (Fraktion) Siedetemperatur von C bis.. C von C bis.. C von C bis.. C Tara des Reagenzglases Masse des vollen RGs Masse des Alkohol- Wasser-Gemischs Dichte (Aräometer) Gewichtsprozent Alkohol (s. Tabelle S.3) Berechne: Alkoholgehalt in Gramm Fülle die Tabelle fertig aus. Berechne den Alkoholgehalt der gesamten 150 ml Wein in Gramm:.. und in Millilitern: (Dichte von Alkohol ist 0,7893). Dies sind. Volumenprozent Alkohol. Vergleich mit der Angabe auf der Flasche (Name, Jahrgang des Weins?...): Beschreibe, wie die beobachtete Änderung (welche?) der Alkoholkonzentration von einem Reagenzglas zum nächsten zustande kommt: Dr. S. Lang, KS Heerbrugg, September

3 Dr. S. Lang, KS Heerbrugg, September

4 3. Verwandtschaft von Ethanol mit Wasser und Dimethylether Ethanol hat die Summenformel und die Gruppenformel... Mit der Summenformel von Ethanol wäre auch noch eine andere Gruppenformel möglich, nämlich.. Es handelt sich dabei um Dimethylether. Zeichne die Lewisformeln von Ethanol Wasser Dimethylether Trage bei den folgenden Experimenten unbedingt die Schutzbrille! a) Reaktion von Natrium mit Ethanol, Wasser und Dimethylether Fülle ein Reagenzglas etwa zu 3/4 mit Ethanol, ein anderes mit Wasser, ein drittes mit Diethylether (Wir haben keinen Dimethylether in der Sammlung). Nimm mit einer Pinzette ein kleines Stück Natrium aus der Flasche heraus und lege es auf ein Papiertüchlein. Achtung: das Natrium-Stück darf niemals mit der blossen Haut berührt werden!! Trockne das Natrium ein wenig mit dem Papiertüchlein ab. Halte nun das Natrium mit der Pinzette fest und schneide mit einem Messer drei Apfelkerngrosse Stücke ab. Gib in die Reagenzgläser je ein Natrium-Stückchen, setze sogleich den Gummistopfen mit Rohr auf und stelle ein kleineres RG darüber, um das entstehende Gas aufzufangen. Beobachtungen (vergleiche die 3): Natrium mit Wasser: Natrium mit Ethanol: Natrium mit Dimethylether: Führe die Knallgasprobe durch Was muss man tun, um den besten Knall zu erhalten? Um welches Gas muss es sich also handeln? Dr. S. Lang, KS Heerbrugg, September

5 Notiere die Reaktionsgleichung von Wasser mit Natrium: a) Nur die Ionengleichung: 2 Na + 2 H2O ----> H2 + Na+ + OH- b) Zeichne nun diese Reaktion in der Lewisformel (Wie Du bei der Ionengleichung schon gesehen hast, entsteht das Hydroxidion (siehe Blatt Molekülionen)) H 2 O kann also ein abspalten, welches reduziert wird zu. Notiere die Reaktionsgleichung von Ethanol mit Natrium (Formuliere analog zur Reaktion von Wasser) a) Nur die Ionengleichung in der Gruppenformel 2 Na + 2 CH3CH2OH ----> H2 + Na+ + CH3CH2O- b) Zeichne die Reaktion in der Lewisformel (Zeichne das gebildete Ethanolation (Es ist dem Hydroxidion verwandt) Ethanol kann also auch ein abspalten, welches dann zu reduziert wird. Wie reagiert Natrium mit Dimethylether? Warum wohl? Erkläre anhand der Lewisformel. Aufräumen: Wasser und Ethanol mit Natrium werden mit Salzsäure neutralisiert und weggeschüttet. Diethylether wird im Kanister für organische Lösungsmittel gesammelt. Dr. S. Lang, KS Heerbrugg, September

6 b) Ethanol verbrennen Giesse die Hälfte der Natrium/Ethanol-Lösung aus a) in eine Abdampfschale. Fülle in eine zweite Abdampfschale die selbe Menge reinen Ethanol. Entzünde beide. Reaktionsgleichung in der Summenformel Zusatz: Halte mit der Tigelzange eine weitere Abdampfschale ca. eine halbe Minute in die Flamme. Beobachtungen an dieser Abdampfschale: Damit kann gezeigt werden, dass Ethanol unter anderem aus. -Atomen aufgebaut ist. Vergleiche die beiden Flammen: Die Die Flamme ist gelb die reine Ethanolflamme ist bla Was könnte die Ursache für die unterschiedliche Flammenfärbung sein? (vgl. Praktikum Ionenanalysen Flammenfärbungen) Natrium färbt die Flamme gelb. Rückstand Ein weisses Salz mit dem Namen Natrium-Ethanolat bleibt zurück. Wie lautet wohl seine Gruppenformel? c) Reaktion von Natrium-Ethanolat mit Wasser Löse das enstandene Natriumethanolat in der Abdampfschale in etwas demin.wasser und gib ca. 2 Tropfen Phenolphthalein dazu. Beobachtung Folgerung Ionengleichung der Reaktion von Ethanolat mit Wasser (in der Gruppenformel) Dr. S. Lang, KS Heerbrugg, September

7 Aufräumen Neutralisiere die Lösung mit einer geeigneten Lösung auf eurem Glasregal. Welcher? Woran erkennt man, dass die Lösung neutral ist? Die neutrale Lösung kann weggeleert werden. Reibe die Abdampfschale, die Du in die Flamme gehalten hast, mit Ethanol und einem Haushaltspapier sauber. Nenne eine weitere Möglichkeit, um sie zu säubern (siehe Praktikum 1): Spüle die beiden Abdampfschalen, trockne sie und stelle sie in den Schrank. Dr. S. Lang, KS Heerbrugg, September