Praktikum Klasse 9 Alkohole und Ester

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1 Praktikum Klasse 9 Alkohole und Ester S. Neumann 2015

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3 Allgemeines Das Praktikum zu den Alkoholen und Estern ersetzt die Klassenarbeit im zweiten Halbjahr und geht somit zu 30% in die Gesamtnote in Chemie ein. Die Note setzt sich folgendermaßen zusammen: 30% Experimentieren (Verhalten beim Experimentieren, Vorbereitung, Sauberkeit am Arbeitsplatz, etc.) 50% Laborjournal 20% Muliple-Choice-Test zum Ende des Praktikums Experimentieren Die gesamte Experimentierzeit beträgt 5 Unterrichtsstunden. Für jedes Experiment, das im Labor durchgeführt werden soll, muss zuvor ein Protokoll vorbereitet werden. In diesem müssen alle Gefahrenhinweise (Gefahrensymbole, H und P-Sätze) notiert werden. Es soll Geräte, Chemikalien und die Durchführungsschritte umfassen und muss vor Beginn des Experimentierens vom Lehrer abgezeichnet werden. Soll ein Versuchsansatz über die Unterrichtsstunden hinaus im Labor stehen gelassen werden, so muss das Protokoll für diesen Zeitraum am Versuchsaufbau verbleiben, so dass für jeden Labornutzer ersichtlich ist, um welchen Versuch es sich handelt und welche Gefahren eventuell von diesem ausgehen. Für Versuch 1 sind eigene Chemikalien (Bananen, Rosinen, Beeren) und eventuell Geräte (0,5l-PET- Flasche und Luftballon) mitzubringen. Alle weiteren Chemikalien und Geräte werden zur Verfügung gestellt. Laborjournal Das Laborjournal enthält alle Protokolle (vollständig oder Kurzform je nach Aufgabenstellung) und die Überlegungen zu den Aufgabenstellungen. Es muss eine Woche nach dem letzten Praktikumstag abgegeben werden, weshalb es unbedingt empfehlenswert ist, bereits vor dem letzten Praktikumstag alle Aufgaben zu bearbeiten. Muliple-Choice-Test Der Mulitple-Choice-Test zum Ende des Praktikums umfasst Fragen zu allen Versuchen und den Aufgaben des Praktikums und wird in der Woche nach dem letzten Praktikumstag geschrieben.

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5 Warum die Tiere in der Serengeti plötzlich einen Schwips haben: Untersuchung von selbst hergestellten Alkoholen Aufgabe Legt ein Laborjournal (es reichen hier einige DIN-A4-Seiten) an! Beschriftet diese Blätter zunächst mit eurem Namen. In das Journal sind die vollständigen Protokolle der Versuche zu notieren. Darüber hinaus sind einige Aufgaben zu bearbeiten und ebenfalls im Laborjournal festzuhalten. Versuch 1: Ansetzen eines Fruchtweines Stellt einen Weinansatz nach einer der angehängten Rezepturen her und notiert hierzu ein vollständiges Protokoll in eurem Laborjournal. Wählt je Tag einen Schüler, der den Weinansatz im Labor kontrollieren muss. Dies ist wichtig, damit auch wirklich Wein entsteht! (Die Beobachtungen sollten dann in alle Journals übernommen werden.) Notiert in der Auswertung zu diesem Protokoll die Grundgleichung für die alkoholische Gärung! Versuch 2: Abfiltrieren der Maische Filtriere den entstandenen Wein mit Hilfe eines Kaffeefilters und eines Trichters von der Maische ab. Achte darauf, dass alle Geräte sehr sauber sein müssen! Notiere hierzu ein Kurzprotokoll in deinem Laborjournal. Praktikum Klasse 9

6 Klasse 9 Versuch 3: Untersuchung des Weins A) Bestimmung des Zuckergehalts im Wein Geräte und Chemikalien: Testtabletten, kleiner Standzylinder, Pipette, eigener Wein Durchführung Vorsicht! Die Tabletten sind stark ätzend! Unbedingt Schutzbrille tragen!!! Fülle 1ml deines Weines in den Messzylinder und füge eine Tablette hinzu (der Wein erhitzt sich bis zum Kochen). Schüttle kurz um bis die Tablette vollständig gelöst und die sichtbare Reaktion beendet ist. Vergleiche die Farbe der Flüssigkeit mit der Farbskala, um den Zuckergehalt zu bestimmen. Notiere das Kurzprotokoll in deinem Laborjournal und beantworte dazu auch folgende Auswertungsfragen: Wein gilt unter 2g/l als absolut durchgegoren. Wurde das erreicht? Unter 4g/l ist ein Wein auch für Diabetiker geeignet. Trifft dies zu? B) Bestimmung des Alkoholgehalts mit Hilfe des Vinometers Geräte und Chemikalien: Weißwein, Rotwein, eigener Wein, Wasser, Vinometer Durchführung Etwas Wein in das Vinometer eingießen. Davon einige Tropfen durchlaufen lassen und dann den Rest vorsichtig aus dem Trichterlaufen lassen (die Kapillare darf dabei nicht erschüttert werden). Vinometer mit dem Trichter nach unten auf eine trockene Fläche stellen und das Ergebnis wie bei einem Thermometer ablesen. Spüle das Vinometer anschließend gründlich mit Wasser aus. Das Restwasser muss nun noch aus der Kapillare geblasen werden. C) Bestimmung des Alkoholgehalts mit Hilfe des Alkoholmeters Geräte und Chemikalien: Messzylinder, Weißwein, Rotwein, eigener Wein, Wasser Durchführung Fülle den Messzylinder mit der zu untersuchenden Flüssigkeit ca. bis zur Hälfte. Gib das Alkoholmeter in den Messzylinder und lies den Alkoholgehalt ab. (Das Alkoholmeter taucht bis zur entsprechenden Markierung in die Flüssigkeit ein.) Erstelle hierzu ein Kurzprotokoll in deinem Laborjournal. Vergleiche den Alkoholgehalt der drei Weine miteinander und vergleiche auch die mit dem Alkoholmeter gewonnen Werte mit denen des Vinometers. Gib eine begründete Vermutung an, auf welchem Prinzip das Alkoholmeter basiert. Berechne die Masse an reinem Ethanol in deinem Wein mit Hilfe des Mittelwerts aus Alkoholmeter und Vinometer. Praktikum Klasse 9

7 Versuch 4: Destillation des Weins zu Obstbrand ( Schnaps ) Wähle eine der beiden Varianten, um deinen Wein zu destillieren. Behalte jedoch eine kleine Probe des Weins zurück. Variante A Destillation ohne Kühler 1 Baue die Apparatur wie in der Skizze auf. Fülle den Rest deines Weines in einen sauberen Erlenmeyerkolben, in welchen du zuvor Siedesteine eingebracht hast. Umwickle das Ableitungsrohr mit einem feuchten Tuch. Entzünde den Brenner und achte darauf, dass die Temperatur im Erlenmeyerkolben 85 C nicht überschreitet. Variante B Destillation mit Hilfe eines Kühlers Baue die Apparatur wie in der Skizze auf. Fülle den Rest deines Weines in einen sauberen Kolben, in welchen du zuvor einen Rührfisch eingebracht hast. Schließe die Wasserversorgung wie in der Abbildung dargestellt an den Kühler an. Schalte die Heizplatte und den Magnetrührer ein. Achte beim Erhitzen darauf, dass die Temperatur im Kolben 85 C nicht überschreitet. 1 Erstelle ein vollständiges Protokoll zu der Destillation. Übernimm auch die jeweilige Skizze und benenne die einzelnen Teile. Gib in der Auswertung an, auf welcher Grundlage die Trennung von Alkohol und Wasser gelungen ist Ermittle die Siedetemperaturen der ersten zehn Vertreter der Alkanole. Stelle diese Siedetemperaturen in Abhängigkeit von der Anzahl der Kohlenstoffatome graphisch dar. Notiere alles in deinem Laborjournal. Versuch 5: Vom Schnaps zum Fruchtaroma Geräte und Chemikalien Wasserbad (Becherglas mit Wasser), großes Reagenzglas, Pipette, Gasbrenner, Dreifuß, Drahtnetz, Thermometer, Butansäure, Schnaps, konzentrierte Schwefelsäure Durchführung Das Wasserbad wird auf ca. 60 C 70 C erhitzt. Dann gibt man jeweils eine halbe Pipettenfüllung (ca. 5 ml) vom Schnaps und von Buttersäure in das Reagenzglas. Dazu kommt noch ca. 2 ml Schwefelsäure. Das Reagenzglas wird dann im Wasserbad einige Minuten erwärmt und der Geruch geprüft.

8 Versuch 6: Herstellung eines weiteren Aromas Bei Aromastoffen handelt es sich häufig um typische Ester, wie Hexansäureethylester (Erdbeere), Benzoesäureethylester (Pfefferminz), Essigsäurepentylester (Banane/Birne), Propansäurebutylester (Rum). Stelle einen dieser Ester her. Gehe dabei folgendermaßen vor: Gib ein mit 4ml Alkohol gefülltes Reagenzglas in ein auf 90 C erwärmtes Wasserbad. Gib drei Tropfen konzentrierte Schwefelsäure in das Reagenzglas. Füge nachdem sich die beiden Flüssigkeiten gut durchmischt haben 3ml Carbonsäure hinzu. Notiere ein vollständiges Protokoll in deinem Laborjournal. Hinweis: Zu den Auswertungen von V5 und V6 gehören selbstverständlich die Reaktionsgleichungen in Wort und Formelschreibweise. Weitere Aufgaben 1. Zeichne die Strukturformeln aller in der Praktikumsanleitung genannter Ester. 2. Recherchiere, ob bestimmte Ester als Lebensmittelzusatzstoffe zugelassen sind. Gib falls möglich die entsprechende Kennzeichnungsnummer (E-Nummer) und die Verwendung der Ester an. 3. Zu den Estern kann keine eindeutige homologe Reihe gefunden werden. Erkläre diese Tatsache. 4. Wird beim Herstellen eines eigenen Fruchtweines das Reaktionsgefäß nicht mit einem Gärröhrchen verschlossen, so wird der Wein schnell sauer. Erkläre diese Beobachtung mit Hilfe einer Reaktionsgleichung. 5. Essigsäureethylester kann aus Wein hergestellt werden, indem nur konzentrierte Schwefelsäure und Kalimpermanganatlösung als zusätzliche Chemikalien eingesetzt werden. Stelle die Syntheseschritte dar. 6. Bei einer Methanolvergiftung wird um dem Vergifteten zu helfen zumeist etwas Trinkalkohol gegeben. Erkläre dieses Vorgehen. 7. Berechne die Blutalkoholkonzentration (Promille) eines erwachsenen Mannes (85Kg), der zuvor 3 Tequila-Shots (4cl) getrunken hat. Begründe, ob dieser Mann noch zur Führung eines PKWs befugt ist. Hinweis: Tequila hat einen Alkoholgehalt von 38%vol.

9 Weinrezepte Bananenwein Zutaten: Bananen (ca. 70g), Hefe (1Pk), Zucker (ca. 70g), Wasser (300ml) Material: 500ml-Erlenmeyerkolben, Gärröhrchen, Knete (zum Abdichten) Rezept Die Bananen werden geschält und mit der Gabel zerdrückt. Der entstandene Fruchtbrei wird in den Erlenmeyerkolben (dieser muss unbedingt ganz sauber sein!!!) gegeben und mit den restlichen Zutaten versetzt. Der Erlenmeyerkolben wird mit dem Stopfen verschlossen (evtl. abdichten mit Knete) und in das Gärröhrchen etwas Wasser gefüllt. Der Kolben wird an einen gleichmäßig temperierten Ort gestellt und jeden Tag vorsichtig geschüttelt. Die Gärung beginnt nach zwei bis fünf Tagen. Rosinenwein Zutaten: Hefe (1/2 Pk.), Rosinen (100g), Wasser (250ml) Material: Luftballon, PET-Flasche Rezept Warmes Wasser in die PET-Flasche einfüllen und die Hefe darin auflösen. Rosinen hinzufügen und die Flasche mit einem Luftballon verschließen. Flasche an einem normaltemperierten Ort aufbewahren und täglich überprüfen. Beerenwein Zutaten: Erdbeeren (ca. 180g), Hefe (1Pk), Zucker (ca. 75g), Wasser (300ml) Material: 500ml-Messkolben, Stopfen, Gärröhrchen Rezept Früchte werden abgewogen, gewaschen und gemaischt (zerdrückt). Die Maische wird zusammen mit den anderen Zutaten in den Messkolben gegeben (gut umrühren!). Der Messkolben wird nun mit einem Stopfen verschlossen, in den ein Gärröhrchen eingeführt werden muss. Dieses muss mit Wasser gefüllt sein. Den Kolben an einem normaltemperierten Ort aufbewahren und täglich schwenken.