0 Versuch 1: Strukturaufklärung von Ethanol Geräte Reagenzgläser

Versuch 1: Strukturaufklärung von Ethanol
Geräte
Reagenzgläser, 1x Normalgröße, 1x Miniaturglas,
durchbohrter Stopfen, Glasrohr, Stativmaterial, Messer,
Tiegelzange, Toilettenpapier
Chemikalien:
Ethanol (ca. 5 ml), Natrium
Sicherheitshinweise: Ethanol:
F. leichtentzündlich
R11: leichtentzündlich
S7: Behälter geschlossen halten
S16: von Zündquellen fernhalten, nicht rauchen.
Natrium:
F: leichtentzündlich
C: ätzend
R15: Reagiert mit Wasser unter Bildung
hochentzündlicher Gase
R34: verursacht Verätzungen
Durchführung:
Ein normales Reagenzglas mit Ethanol wird mit dem Stativmaterial fixiert. Anschließend entfernt man von einem etwa
erbsengroßen Stück Natrium mit dem Messer die Oxidschicht
und gibt es in den Alkohol. Man verschließt das Reagenzglas
mit dem Stopfen und Glasrohr und fängt mit dem kleinen
Reagenzglas das entweichende Gas auf. Durch die KnallgasProbe überprüft man, ob es sich dabei um Wasserstoff
handelt.
Beobachtung:
Gibt man das elementare Natrium in den Alkohol, so setzt
Blasenbildung ein und das Metall löst sich auf. Hat mein kurze
Zeit gewartet kann man das aufgefangene Gas mit einem
Pfeiffton verbrennen, die Knallgasprobe ist also positiv.
Entsorgung:
Die neutralisierte Lösung kann im Behälter für organische
Lösemittelabfälle entsorgt werden.
0
Auswertung:
Natrium reagiert mit Alkoholen unter Bildung von elementarem
Diwasserstoff und Natriumalkoholat.
1
1
0
2 C 2 H 5 O H (l)
2 Na
2 C 2H 5 O
(s)
(aq)
2 Na
0
(aq)
H 2(g)
Da Alkoholate starke Basen sind, erhöht sich bei dieser
Redoxreaktion der pH-Wert sehr stark. Das Natrium wird
dabei oxidiert und die Kationen solvatisiert, es löst sich also in
der Flüssigkeit auf.
Hat man eine ausreichende Menge von dem Diwasserstoffgas
aufgefangen, so kann man durch Anzünden die Knallgasprobe
durchführen. Ein pfeiffender Ton ertönt, falls es sich um H 2
handelt, das mit dem Luftsauerstoff zu Wasser reagiert.
0
2 H 2(g)
0
O 2 (g)
Δ
1
-2
2 H 2 O (g)
Der Versuch dient der Strukturaufklärung von Ethanol, bei
dem man zwischen folgenden beiden Isomeren zu entscheiden hat:
Elementares Natrium wird unter Paraffinöl aufbewahrt, das
aus Kohlenwasserstoffen besteht und somit viele C-HBindungen aufweist. Diese werden vom Natrium nicht angegriffen. Das Metall löst sich aber in Ethanol auf und es
entsteht elementares Wasserstoffgas. Die einzige Erklärung
dafür muss sein, dass Natrium die O-H-Bindung trennen kann
und so Wasserstoffgas bildet. Die linke Struktur ist also richtig.
1
Demo 1: Hydrophilie und Volumenkontraktion
Geräte
2 Messzylinder (100 ml), 2 Bechergläser gleicher Größe
Chemikalien:
Ethanol, Oktanol, Sudanrot, Wasser
Sicherheitshinweise: Ethanol:
F. leichtentzündlich
R11: leichtentzündlich
S7: Behälter geschlossen halten
S16: von Zündquellen fernhalten, nicht rauchen.
Oktanol:
Xi: reizend
R36: reizt die Augen
S26: bei Berührung mit den Augen sofort gründlich mit
Wasser abspülen und Arzt konsultieren
Sudanrot: Xn: gesundheitsschädlich
R40: Verdacht auf krebserzeugende Wirkung
R43: Sensibilisierung durch Hautkontakt möglich
R53: kann in Gewässern längerfristig schädliche
Wirkung haben
S22: Staub nicht einatmen.
S24/25: Berührung mit den Augen und der Haut vermeiden
Durchführung:
Mit dem Sudanrot färbt man je 50 ml der beiden organischen
Flüssigkeiten und gibt sie jeweils in einen der Standzylinder, in
denen man vorher 50 ml Wasser vorgelegt hat.
Beobachtung:
Das rot gefärbte Ethanol vermischt sich mit dem Wasser und
es entsteht eine homogene, rötliche Lösung. Das Volumen
beträgt etwa 98 ml.
Das Oktanol entmischt sich nach kurzer Zeit wieder vom
Wasser. Es entsteht ein Zweiphasensystem, in dem die
organische Phase rot, die wässrige Phase farblos ist. Das
Volumen beträgt 100 ml.
Entsorgung:
Nach Neutralisierung können die Flüssigkeiten in die
organische Lösemittelabfälle gegeben werden.
2
Auswertung:
Sudanrot ist ein Azo-Farbstoff, der zwar eine Hydroxylgruppe
besitzt, aber sich trotzdem wegen seines überwiegend unpolaren Moleküls nur mit den organischen Flüssigkeiten vermischt und diese somit farbig erscheinen lässt. Das Ethanol
hat ebenfalls eine Hydroxylgruppe. In diesem Fall ist der
Einfluss derselben jedoch stark, da der unpolare Rest des
Moleküls sehr klein ist. Aus diesem Grund löst sich das
Ethanol
und
somit
auch
das
Sudanrot im Wasser. Die Wasserstoffbrücken sorgen dafür, dass
sich Wasser- und Ethanolmoleküle in dem Gemisch stärker anziehen, als sie es in den reinen
Flüssigkeiten tun würden, deswegen kann man eine Volumenkontraktion beobachten.
Beim Oktanol erfolgt keine Vermischung mit Wasser,
daher gibt es auch keine Volumenkontraktion. Oktanol hat
einen sehr langen hydrophoben Teil im Molekül, in dessen
Nachbarschaft sich viele Wasserteilchen befinden. All diese
Wassermoleküle können in die
Richtung des organischen Moleküls
keine
ausbilden.
Wasserstoffbrücken
Aus diesem
Grund
versucht das System, die Teilchen
so anzuordnen, dass sich alle Wassermoleküle neben
möglichst vielen Teilchen gleicher Art befinden. Daher kommt
es zur Entmischung von Wasser und Oktanol, um durch
möglichst viele Wasserstoffbrückenbindungen Energie zu
gewinnen.
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Versuch 2: Herstellung eines Schaumweins
Geräte
Magnetrührer, Becherglas, Sieb, Stativmaterial, Tropftrichter,
Thermometer, Reagenzglas, durchbohrter Gummistopfen,
Gärröhrchen.
Chemikalien:
Hefe, 2 g Natriumalginat, CaCl2-Lösung (c=0,2 mol·l-1) , ges.
Ca(OH)2-Lösung, 50 ml Weißwein, 2,4 g Saccharose,
Sicherheitshinweise: Ca(OH)2:
Xi: reizend
R36/38: reizt die Augen und die Haut
R41: Gefahr ernster Augenschäden
S2: Darf nicht in die Hände von Kindern gelangen
S24: Berührung mit der Haut vermeiden
S25: Berührung mit den Augen vermeiden
S26: bei Berührung mit Augen oder Haut gründlich mit
Wasser abspülen und Arzt konsultieren.
Durchführung:
Zunächst muss man die Hefe immobilisieren. Dazu werden in
einem 250ml-Becherglas 90 ml Wasser auf ca. 70° C erwärmt
und durch den Magnetrührer ein Vortex erzeugt. Auf diesen
gibt man sehr langsam 2 g Natriumalginat. In das entstehende
Gel rührt man anschließend die Hefe ein und lässt es langsam
in die CaCl2-Lösung tropfen. Die Kügelchen können nach etwa 2 Stunden abfiltriert werden.
Des Weiteren wird ein Wasserbad von etwa
38° C vorbereitet. Die Saccharose und der Weißwein werden mit Wasser auf 100 ml aufgefüllt und
von dieser Lösung 15 ml in ein Reagenzglas gegeben. Dieses wird anschließend mit den Kügelchen mit immobilisierter Hefe gefüllt. Man verschließt das Reagenzglas mit einem Stopfen und
einem Gärröhrchen, in dem sich frisch angesetzte,
gesättigte Ca(OH)2-Lösung befindet. Zuletzt stellt
man das Reagenzglas ins Wasserbad.
4
Beobachtung:
Gibt man das Alginat in das erwärmte Wasser, so wird es mit
zunehmender Menge immer viskoser und schließlich gelartig.
Die Hefe-Alginat-Kügelchen bekommen in der CaCl2-Lösung
eine feste Konsistenz.
Anhand der Veränderung der Flüssigkeitspegel im Gärröhrchen kann man erkennen, dass bei der Reaktion ein Gas
entsteht; das Kalkwasser trübt sich. Nach einiger Zeit
beginnen die Hefekügelchen, an die Flüssigkeitsoberfläche zu
steigen.
Entsorgung:
Nach Neutralisierung können die Flüssigkeiten kanalisiert und
die Alginatkügelchen in den Feststoffabfall gegeben werden.
Auswertung:
Alginat besteht aus Zuckern (β-D-Mannuronat und α-D-Guluronat), die sich durch 1,4-Verknüpfung zu Makromolekülen
verbunden haben. Der Polymerisationsgrad liegt meistens
zwischen 100 und 3000. Das Alginat bildet mit den Ca2+-Ionen
Komplexe und bekommt daher eine starre Struktur.
Die Hefe ist nun in dieser festen Matrix eingeschlossen, sie ist
immobilisiert. Sie ist allerdings nicht so stark eingeschlossen,
dass in alkoholischer Lösung die Substratmoleküle nicht mit
ihr in Kontakt kommen könnten. Aus diesem Grund kann die
immobilisierte Hefe zuckerhaltige Substrate vergären.
C 6 H 12 O 6(aq)
Hefe
2 C 2 H 5 OH
(aq)
2 CO
2(g)
Es entsteht neben dem Alkohol auch viel CO2, welches
teilweise am Alginat adsorbiert wird und nach einer gewissen
Zeit die Kügelchen zum Schwimmen bringt. Nicht adsorbiertes
CO2 gelangt in das Kalkwasser im Gärröhrchen und trübt es.
5
CO
2(g)
Ca(OH)
2(aq)
CaCO
3(s)
H 2O
Dies ist eine Nachweisreaktion für Kohlendioxid. Man kann also
erkennen, dass der Zucker wirklich vergärt wurde. Der
ausführliche Mechanismus ist folgender:
Alkoholische Gärung (s. Beyer, Seite 346 f.)
Quellen:
- Marburger, Anke: Immobilisierte Hefezellen. In: Praxis der
Naturwissenschaften; Chemie in der Schule. Jahrgang 52,
2003, Heft 6, Seiten 6 ff
- Beyer, Hans: Lehrbuch der organischen Chemie. S.Hirzel
Verlag, Leipzig 1968
6
Versuch 3: Veresterung
Geräte
Bunsenbrenner, Dreifuss mit Drahtnetz, Becherglas, Tiegelzange, Becherglas (100 ml)
Chemikalien:
Rizinusöl, Zitronensäure
Sicherheitshinweise:
Zitronensäure:
Xi: reizt die Augen
R36: reizt die Augen
S24/25: Berührung mit den Augen und der Haut
vermeiden
Durchführung:
In einem Becherglas auf dem Drahtnetz werden mit dem Bunsenbrenner 4,5 g Zitronensäure und 10 g Rizinusöl so lange
erhitzt, bis sich aus ihnen ein zähflüssiges Harz gebildet hat.
Beobachtung:
Die vorher recht wenig viskosen Flüssigkeiten reagieren zu
einem gelblichen, dickflüssigem Harz.
Entsorgung:
Der Harz kann im Feststoffabfall entsorgt werden.
Auswertung:
Rizinusöl ist ein Fett, welches im Durchschnitt etwa zwei
Hydroxylgruppen an den Fettsäureresten besitzt. Man kann
also sagen, Rizinus ist ein Diol.
Zitronensäure dagegen besitzt mehrere Carboxylgruppen und
ist somit eine Polycarbonsäure.
Beim Erhitzen kommt es zwischen diesen beiden Substanzen
zur Veresterung. Da sich in den Molekülen nicht nur je eine
funktionelle Gruppe befindet, entsteht ein langkettiges und
7
zähflüssiges Polyesterharz nach folgendem Reaktionsmechanismus:
Zunächst wird der Carbonyl-Sauerstoff protoniert. Das entstehende Carbo-Kation kann nun von einem freien Elektronenpaar des Alkohols nucleophil angegriffen werden. Anschließend wird das Proton des Alkohols abgespalten und
verlässt zusammen mit einer Hydroxylgruppe als Wasser das
Molekül. Es bildet sich ein Carbo-Kation, das nach einer
weiteren Abspaltung eines Protons wieder zu einem CarboxylKohlenstoff wird.
Insgesamt ergibt sich ein Makromolekül, das man
aufgrund der Entstehung durch Veresterung auch Polyester
nennt.
Ausschnitt aus dem Polyesterharz von Rizinusöl und Zitronensäure
Quellen:
http://www.axel-schunk.net/experiment/edm0203.html (1.12.07)
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Versuch 4: Chlorierung von tert-Butanol
Geräte
Stativmaterial mit Stativring, Scheidetrichter mit Stopfen
Chemikalien:
Salzsäure(konz), tert-Butanol, Sudanrot
Sicherheitshinweise: HCl(konz):
C: ätzend
R35: verursacht schwere Verätzungen
R37: Reizt die Atmungsorgane
S26: Bei Berührung mit den Augen gründlich mit
Wasser abspülen und Arzt konsultieren
S45: Bei Unfall oder Unwohlsein sofort Arzt zuziehen
(wenn möglich, dieses Etikett vorzeigen)
tert-Butanol: F: leichtentzündlich
Xn: gesundheitsschädlich
R11: Leichtentzündlich
R20: Gesundheitsschädlich beim Einatmen
S9: Behälter an einem gut gelüfteten Ort aufbewahren
S16: Von Zündquellen fernhalten - Nicht rauchen
Sudanrot:
Xn: gesundheitsschädlich
R40: Verdacht auf krebserzeugende Wirkung
R43: Sensibilisierung durch Hautkontakt möglich
R53: kann in Gewässern längerfristig schädliche
Wirkung haben
S2: darf nicht in die Hände von Kindern gelangen
S22: Staub nicht einatmen.
S24/25: Berührung mit den Augen und der Haut vermeiden
Durchführung:
In den Scheidetrichter gibt man 25 ml Konzentrierte Salzsäure
und 10 ml mit Sudanrot angefärbtes tert-Butanol. Man
schüttelt die Lösung einige Male und entlüftet ab und zu das
System, um den Druck nicht zu stark ansteigen zu lassen.
9
Beobachtung:
Die zunächst homogene Lösung wird durch
das Sudanrot nur schwach rötlich gefärbt.
Nach dem Schütteln bildet sich auf der Oberfläche eine zweite, stark rötlich gefärbte Phase.
Entsorgung:
Nach Neutralisation können die Flüssigkeiten
in den Müll für organische Lösemittel gegeben
werden.
Auswertung:
Die Salzsäure reagiert mit dem tert-Butanol in einer SN1-Reaktion. Die Hydroxylgruppe des Alkohols wird protoniert und ein
Wassermolekül wird abgespalten. Ein planares Carbo-Kation
bildet die Zwischenstufe, die nun von einem Chloridion
nucleophil angegriffen wird. Es entsteht tert-Butylchlorid.
Das Produkt ist hydrophob und setzt sich somit an der
Wasseroberfläche ab. Da sich der organische Farbstoff
Sudanrot besser in unpolaren Phasen löst, erscheint die
obere, organische Phase intensiv rot.
Quellen:
Becker, Heinz G.O. et al.: Organikum. Wiley-VCH-Verlag;
21. Auflage, 2004
10
Versuch 5: Oxidation verschiedener Alkohole
Geräte
3 Petrischalen, 4 Bechergläser, 3 Pipetten, Overheadprojektor
Chemikalien:
1-Propanol, 2-Propanol, tert-Butanol, KaliumpermanganatLösung (verd.), NaOH-Lösung (c = 1 mol·l-1)
Sicherheitshinweise: 1-Propanol: F: leichtentzündlich
Xi: reizend
R11: leichtentzündlich
R41: Gefahr ernster Augenschäden
R67: Dämpfe können Schläfrigkeit und
Benommenheit verursachen
S7: Behälter dicht geschlossen halten
S16: Von Zündquellen fernhalten - Nicht rauchen
S24: Berührung mit der Haut vermeiden
S26: Bei Berührung mit den Augen gründlich mit
Wasser abspülen und Arzt konsultieren
S39: Schutzbrille/Gesichtsschutz tragen
2-Propanol: F: leichtentzündlich
Xi: reizend
R11: leichtentzündlich
R36: Reizt die Augen
R67: Dämpfe können Schläfrigkeit und
Benommenheit verursachen
S16: Von Zündquellen fernhalten - Nicht rauchen
S24/25: Berührung mit der Haut und mit den Augen
vermeiden
S26: Bei Berührung mit den Augen gründlich mit
Wasser abspülen und Arzt konsultieren
tert-Butanol: F: leichtentzündlich
Xn: gesundheitsschädlich
R11: leichtentzündlich
R20: gesundheitsschädlich beim Einatmen
S9: Behälter an einem gut gelüfteten Ort aufbewahren
S16: Von Zündquellen fernhalten - Nicht rauchen
11
KMnO4:
Xn: gesundheitschädlich
O: brandfördernd
N: umweltgefährlich
R8: Feuergefahr bei Berührung mit brennbaren
Stoffen
R22: Gesundheitsschädlich beim Verschlucken
R50/53: Sehr giftig für Wasserorganismen, kann in
Gewässern längerfristig schädliche Wirkung haben
S60: Dieser Stoff und sein Behälter sind als
gefährlicher Abfall zu entsorgen
S61: Freisetzung in die Umwelt vermeiden.
Besondere Anweisung einholen /
Sicherheitsdatenblatt zu Rate ziehen
Durchführung:
Die Kaluimpermanganatlösung wird mit etwa gleichem Volumen der Natronlauge versetzt und auf die drei Petrischalen
aufgeteilt, so dass der Boden jeder Schale komplett bedeckt
ist. Die Schalen können noch auf dem Unterboden in Spiegelschrift mit „primär“, „sekundär“ und „tertiär“ beschriftet werden,
bevor man sie auf den Overheadprojektor stellt. Es wird in
jede Schale je eine Pipettenfüllung eines Alkohols gegeben.
Beobachtung:
Die Lösungen sind zunächst alle violett. Beim 1-Propanol und
2-Propanol wechselt die Farbe bald nach grün, bevor sie beim
primären Alkohol ins braune überschlägt und feste, braune
Flocken entstehen.
Entsorgung:
Die Permanganatreste können mit Oxalsäure versetzt und
pH-neutral in den Schwermetallabfall gegeben werden. Die
alkoholischen Lösungen werden neutral in den Abfall für
organische Lösemittel entsorgt.
12
Auswertung:
Der primäre Alkohol wird durch das Kaliumpermanganat zunächst zum Butanal
I
R
Ox:
I
C OH
R
C HO
2e
VI
VII
2 MnO
Red:
2 H
2 e
4
2 MnO
2
4
und dann weiter zur Buttersäure oxidiert
VI
I
R
C HO
III
MnO
2
2H
4
R
IV
COOH
MnO
H 2O .
2
Bei dieser Reaktion wird das Mangan von der Oxidationsstufe
+VII bis zu +IV reduziert. Braunstein (MnO2) wird gebildet und
wie der Name schon sagt wird die Lösung braun. Der
sekundäre Alkohol 2-Propanol kann nur bis zum Aceton
oxidiert werden.
0
H 3C
II
H C OH
CH
3
VII
2 MnO
H 3C
CO
CH
2e
3
2 H
VI
2 e
4
2 MnO
2
4
Um jetzt die Manganionen weiter zu reduzieren müsste das
C-Atom der Carbonyl-Gruppe weiter oxidiert werden, das
bedeutet, es müsste mindestens die Oxidationszahl +III erhalten. Das würde geschehen, wenn es eine Doppelbindung und
eine Einfachbindung zu Sauerstoffatomen ausbilden würde,
aber dann müsste wegen eine C-C-Bindung gespalten werden. Dies ist energetisch nicht möglich. Hier bleibt die
Reaktion also stehen, wenn Mangan in der Oxidationsstufe
+VI vorliegt. MnO42- -Ionen sind in Lösung grün.
Beim tertiären tert-Butanol findet keine Reaktion statt,
denn der Carbonyl-Kohlenstoff hat die Oxidationszahl +I. Um
auf
+II
zu
kommen
müsste
es
zwei
Bindungen
zu
Sauerstoffatomen ausbilden und eine Bindung zu einem
anderen Kohlenstoffatom spalten. Die Lösung bleibt violett.
13
Bei Oxidationen mit Kaliumpermanganat gilt die Faustregel „je
saurer das Milieu desto stärker wirkt das Oxidationsmittel“.
KMnO4 alleine ist schon ein starkes Oxidationsmittel und wenn
noch H3O+-Ionen anwesend wären, würden nicht nur die
funktionellen Gruppen sondern auch endständige Methylgruppen oxidiert. Dadurch würde das Permanganat weiter
reduziert und man würde in allen drei Petrischalen eine
Braunfärbung feststellen.
Der Mechanismus der Oxidation ist folgender: Der
Alkohol greift mit dem Hydroxyl-Sauerstoff nucleophil am
positivierten Mangan an. Es wird das Proton der OH-Gruppe
abgespalten und ein Sauerstoffatom des Permanganats
protoniert. Durch die Base wird diese Gruppe wieder
deprotoniert. Das sich nun am Manganatom befindliche
negativ geladene Sauerstoffatom eliminiert ein Proton aus
dem Alkohol-Rest. Auch diese OH-Gruppe wird anschließend
von der Base deprotoniert, bevor durch Bildung einer C-ODoppelbindung MnO42- das Molekül verlässt. Es ist auch
möglich, dass die Base direkt am Proton des Kohlenstoffs
angreift und durch eine Eliminierung den Aldehyden bildet.
14
Die Reaktion vom Alkanal zur Carbonsäure verläuft analog,
nur ist noch eine Addition von Wasser vorgeschaltet.
Bei einem sekundären Alkohol kann in diesem Fall kein
weiteres Proton am Kohlenstoff abgespalten werden, die letzte
Reaktion kann daher nicht erfolgen. Aus ebendiesem Grund
kann ein tertiärer Alkohol gar nicht durch diesen Mechansimus
oxidiert werden.
Quellen:
Brückner, Reinhard: Reaktionsmechanismen. Springer Verlag
Berlin Heidelberg, 3. Auflage 2007, Seite 742.
http://chids.online.uni-marburg.de/dachs/experimente/
005oxidierbarkeit_prim_sek_ter_alkohole.xml
(13.12.06)
15
Versuch 6: Oxidation von Methanol
Geräte
Magnetrührer, Weithals-Erlenmeyerkolben (500 ml), Platindraht (spiralförmig), Bunsenbrenner.
Chemikalien:
50 ml Methanol
Sicherheitshinweise: Methanol: F: leichtentzündlich
T: giftig
R11: leichtentzündlich
R23/24/25: Giftig beim Einatmen, Verschlucken und bei
Berührung mit der Haut
R39/23/24/25:
Giftig:
Ernste
Gefahr
irreversiblen
Schadens durch Einatmen, Berührung mit der Haut und
durch Verschlucken
S7: Behälter dicht geschlossen halten
S16: Von Zündquellen fernhalten - Nicht rauchen
S36/37:
S45: Bei Unfall oder Unwohlsein sofort Arzt zuziehen
(wenn möglich, dieses Etikett vorzeigen).
Durchführung:
Etwa 50 ml Methanol werden auf dem
Magnetrührer auf etwa 60° C erwärmt. Dann
wird eine Platinspirale mit dem Bunsenbrenner bis zum Glühen erhitzt und möglichst
schnell in den Erlenmeyerkolben gehangen.
Der Raum sollte während des Experimentes
verdunkelt werden, um den Effekt besser
sichtbar zu machen.
Beobachtung:
Der Platindraht hört auf zu glühen, wenn man ihn aus der
Bunsenbrennerflamme nimmt und ihn in den Kolben hängt. Ab
hier verläuft das Experiment periodisch: Nach einigen
Sekunden beginnt der Draht erneut, aufzuglühen. Kurze Zeit
danach entzündet sich das Gas im Kolben mit grüner Flamme.
16
Währenddessen erlischt das Glühen des Platindrahtes.
Nachdem dann auch die grüne Flamme erlischt beginnt der
Draht erneut, zu glühen und die Abfolge beginnt von Neuem.
Entsorgung:
Das Methanol wird im organischen Lösemittelabfall entsorgt.
Auswertung:
Das Methanol hat bei etwa 60° C einen recht hohen Gasdruck,
die Athmosphöre im Weithals-Erlenmeyerkolben ist also sehr
methanolhaltig. Gibt man nun einen erhitzten Platindraht in
den Kolben, so fungiert dieser als Katalysator für die Oxidation
von Methanol zu Methanal.
2
2 H 3 COH
0
(g)
0
O 2(g)
[Pt]
-2
2 HCHO
(g)
2 H 2O
Diese Reaktion ist exotherm und somit heizt sich der Platindraht auf. Die Zündtemperatur von Methanol beträgt 455° C
und sobald der Draht diese Temperatur erreicht entzündet er
das gasförmige Methanol.
-2
2 H 3 COH
0
(g)
3 O 2(g)
Δ
4 -2
2 CO
2(g)
4 H 2 O (g)
Nun kommt die Reaktion an der Katalysatoroberfläche zum
Erliegen, das Glühen hört auf. Die Verbrennung läuft so lange,
bis im Erlenmeyerkolben nicht mehr genug Luftsauerstoff
vorhanden ist. Die Flamme erlischt und Sauerstoff strömt
nach. Nun erfolgt wieder die katalytische Oxidation, bis erneut
die Zündtemperatur erreicht ist …
Quellen:
http://www.experimentalchemie.de/versuch-012.htm (15.12.06)
17