[1] Abbildung 1: „Lesson Study Kreislauf“. Frei übersetzt nach: Keng, J. (2012) in Slideshare: „Lesson Study on Bar Model“. Online abgerufen am 5.4.2018 unter

https://www.slideshare.net/jimmykeng/m13-lesson-study-on-bar-model [2] Abbildung 2 und 3: „Vergärung von zuckerhaltigem Kaugummi“ Abbildung 8: „Versuchsaufbau“

Abbildung 11: „Destillationskurve“

Abbildung 14: „Ethanolischer Auszug des Sternanisaromas in diversen Formen“ Abbildung 15: Flammenfarbe der unterschiedlichen Alkohole

Jeweils entnommen von Anscheit, K.; Flint, A.: „Chemie fürs Leben. Bier, Baby-Öl und Essig- Essenz - Eine alltags- und schülerorientierte Unterrichtskonzeption für die Behandlung der Organischen Chemie in der Sekundarstufe I“. Rostock, 2014.

[3] Abbildung 4: „positiver CO2-Nachweis in Kalkwasser“ entnommen von Seilnacht, T.:

„Kalkwasser“. Online abgerufen am 13.4.2018 unter http://www.seilnacht.com/Chemie/ch_kalkw.html

[4] Abbildung 5: „positiver Alkohol- Nachweis mit Cerammoniumnitrat“ entnommen von Seilnacht, T.: „Ammoniumcer(IV)-nitrat“. Online abgerufen am 9.4.2018 unter

http://www.seilnacht.com/Chemie/ch_amcer.html

[5] Abbildung 6: „Schlagzeilen Methanol-Vergiftung“ entnommen von Ärtzeblatt.de (2009): „107 Tote durch gepanschten Alkohol in Indien“. Online abgerufen am 5.12.2017 unter https://www.aerzteblatt.de/nachrichten/37298/107-Tote-durch-gepanschten-Alkohol-in-Indien [6] Abbildung 7: „Schlagzeilen Methanol-Vergiftung“ entnommen von Bublitz, N. (2009) in stern.de: „Warum Methanol so gefährlich ist“. Online abgerufen am 5.12.2017 unter https://www.stern.de/gesundheit/gepanschter-alkohol-warum-methanol-so-gefaehrlich-ist- 3565154.html

[7] Abbildung 9 und 10: „links Methylester, rechts Ethylester“ entnommen von Wichoczek, D. (2010): „Bunte Alkoholflammen mit Borsäureestern“. Online abgerufen am 13.4.2018 unter http://www.chemieunterricht.de/dc2/r-oh/a-borsre.htm

[8] Abbildung 12: „Farbumschlag bei Oxidation von primären Alkoholen mit Kaliumpermanganat“ entnommen am 13.4.2018 von

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/7a/Gummibarchen.JPG

[9] Abbildung 13: „Amphiphile von Ethanol“ entnommen von Wiechoczek, D. (2011): „Alkohol löst nicht nur Probleme…“. Online abgerufen am 11.4.2018 unter

Anhang Teil 1

Oberstufen-Projekt

„Alkohole – Geheimnisse von gefährlichen Universalgenies“

1. Folien der einführenden PowerPoint Präsentation

2. Anleitung für die Schüler

3. Auswertebogen für die Schüler

4. Zusatzversuche für Schnelle

Alkohole – Geheimnisse gefährlicher Universalgenies

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12. Schulstufe - Anleitung

1

Anleitung: Alkohole

Geheimnisse von gefährlichen Universalgenies

TEIL 1: Herstellung von Trinkalkohol

o Alkohol aus Kaugummi - geht das?

o Weinskandalen auf der Spur

TEIL 2: Eigenschaften bestimmen die Verwendung von Alkoholen im Alltag

o The Hangover und DIY-Pralinen-Alkoholtest

o Warum eisgekühlter Ouzo plötzlich weiß wird und Gesichtreinigungs-

mittel die Haut austrocknen können

Alkohole – Geheimnisse gefährlicher Universalgenies

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12. Schulstufe - Anleitung

2

1. Wie entsteht Trinkalkohol (Ethanol)?

Alkohol wird durch Hefe-katalysierte Vergärung von kohlehydrathaltigen Substanzen ge- bildet. So entsteht z.B. Wein aus Weintrauben oder Bier aus Getreide (hauptsächlich Malz). Doch ist es auch möglich aus Kaugummis Alkohol zu gewinnen?

1.1

Alkohol aus Kaugummi herstellen – geht das?

Materialien: 1 Zipper-Beutel Becherglas

Chemikalien:

1

Pkg Trockengerm Kaugummi

Leitungswasser

Sicherheit:

Durchführung:

1. Beschriftet den Zipper-Beutel mit euren Namen und gebt 15 cm klein zerteilten Kau- gummi hinein.

2. Fügt die gesamte Packung Trockengerm hinzu und mischt kurz durch.

3. Füllt den Beutel mit 100 mL handwarmem Wasser (etwa 30 - 35 °C), vermengt den Inhalt durch leichtes Drücken des Beutels und streicht anschließend die Luft heraus.

4. Legt den verschlossenen Beutel in eine mit lauwarmem Wasser (etwa 30 - 35 °C) ge- füllte Wanne, damit die Hefepilze aktiv werden können.

5. Wartet nun einige Zeit ab. Während ihr wartet, könnt ihr bei Versuch 2 weitermachen.

1.2

Welche Reaktionsprodukte habt ihr bei der Gärung erhalten?

Materialien: Spritze Kanüle Strohhalm

6 kleine Reagenzgläser im Ständer Trichter

Filterpapier

Chemikalien: Kaugummi-Beutel Ammoniumcernitrat-Reagenz Kalkwasser

Sicherheit:

Alkohole – Geheimnisse gefährlicher Universalgenies

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12. Schulstufe - Anleitung

3

Nachweisreaktion für das Gas:

Infothek:

CO2 ist das Gas, das ihr ausatmet.

Wird CO2 in Kalkwasser (Calciumhydroxid) eingeleitet, dann fällt Kalk (Calciumcarbonat) als weißlicher Feststoff aus und die Lösung trübt sich.

1. Füllt drei kleine Reagenzgläser zu ¾ mit Kalkwasser und beschriftet diese passend. 2. Führt im ersten RG eine Positivprobe durch, indem ihr mit einem Strohhalm ins Kalk-

wasser pustet, bis ihr eine Veränderung erkennen könnt.

3. Führt im zweiten RG eine Negativprobe durch, indem ihr Luft mit der Spritze (+Kanüle) aufsaugt und diese direkt in das Kalkwasser spritzt.

4. Überprüft nun, ob es sich bei dem Gas im Beutel um CO2 handelt oder nicht! Saugt

dazu mit einer Spritze (+Kanüle) Gas aus dem Kaugummi-Beutel und spritzt dieses anschließend direkt in das Kalkwasser.

Nachweisreaktion für die Flüssigkeit:

Infothek:

Alkohole zeigen mit Ammoniumcernitrat eine rote Färbung. Je nach Konzentration kann diese unterschiedlich intensiv (orange – dunkelrot) sein.

1. Filtriert einige mL der im Beutel befindlichen Flüssigkeit in ein kleines beschriftetes RG. Während ihr wartet, könnt ihr eine Positiv- und Negativprobe durchführen.

So faltet ihr die Filtertüte richtig:

2. Positivprobe: Gebt etwas Ethanol in ein kleines beschriftetes Reagenzglas und ver- setzt es mit einigen Tropfen Ammoniumcernitratreagenz.

3. Negativprobe: Gebt etwas Wasser in ein kleines beschriftetes Reagenzglas und ver- setzt es mit einigen Tropfen Ammoniumcernitratreagenz.

4. Überprüft nun, ob es sich bei der Flüssigkeit im Beutel um Alkohol handelt, indem ihr dem Filtrat Ammoiumcernitrat-Reagenz hinzufügt.

Alkohole – Geheimnisse gefährlicher Universalgenies

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12. Schulstufe - Anleitung

4

1.3 Welchen Alkoholgehalt konntet ihr bei der Gärung erzielen?

Der Alkoholgehalt wird meistens in Volumenprozent (mL Alkohol/mL Flüssigkeit) angege- ben. Materialien: Refraktometer Kosmetiktücher Spritze EW-Pipetten Spritzenfilter Chemikalien: Kalibrierlösungen dest. Wasser

Flüssigkeit aus Gärbeutel

Sicherheit:

Durchführung:

1. Schreibt zuerst eure Vermutungen bezüglich des Alkoholgehalts auf: Der Umgang mit dem Refraktometer wird euch von den Tutoren erklärt!

2. Macht eine Blindprobe mit dest. Wasser, damit das Gerät richtig kalibriert ist. 3. Erstellt eine Kalibriertabelle für das Refraktometer, indem ihr die Brechungsindices

der Kalibrierlösungen K1-K3 (Ethanol-Wasser-Gemische) messt.

4. Ermittelt auch den Brechungsindex eures Gärungsprodukts aus dem Zipper- Beutel. Um eine reine Lösung zu erhalten, verwendet das Filtrat und die Spritze mit Spritzenfilter von vorhin.

5. Vergleicht die Werte, stellt eine passende Regressionsgerade graphisch dar und ermittelt so den ungefähren Alkoholgehalt eurer Probe.

Infothek:

Das Refraktometer misst den Brechungsindex verschiedener Flüssigkeiten.

Beim Durchschauen werdet ihr folgendes Bild erkennen: Wichtig hierbei ist, dass die Grenzfläche zwischen dem weißen und dunklem Halbkreis stets genau durch das Fadenkreuz geht. Dies könnt ihr mit Hilfe des unteren Rades am Gerät einstellen.

Der Brechungsindex ist anschließend der unteren (!) Skala zu entnehmen. 3 Nachkommas- tellen kann man genau ablesen, die vierte ist zu schätzen.

Alkohole – Geheimnisse gefährlicher Universalgenies

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5

2. Aufkonzentrieren von Trinkalkohol durch Destillation

Bevor ihr mit dem nächsten Versuch startet, lest euch die nachfolgende Infothek über Des- tillation durch!

Infothek:

Hochprozentiger Alkohol, wie z.B. Schnaps, wird durch Destillation gewonnen

.

Hierbei wird ein Stoffgemisch durch unterschiedliche Siedetemperaturen der Reinstoffe aufgetrennt. Beim Schnapsbrennen ist deshalb darauf zu achten, nur den Mittellauf bzw. Edelbrand zu ver- wenden, da dieser den gewünschten Alkohol (Ethanol) enthält. Oberhalb von 91 °C wird vom Nachlauf gesprochen, in welchem höhere Alkohole (Fuselalkohole) vorkommen. Das Destil- lat bis 80 °C, der sogenannte Vorlauf, ist auch abzutrennen, da dieser gefährliches, aufkon- zentriertes Methanol enthalten kann.

Destillationskurve:

Sucht die Siedepunkte für Methanol und Ethanol aus der beiliegenden Tabelle und tragt sie in euren Auswertebogen ein!

Das Methanol entsteht nicht bei der Gärung oder Destillation, sondern ist in kleinen Mengen bereits in überreifen Früchten enthalten. Diese „natürliche“ Dosis ist für den Körper noch nicht giftig. Schwerwiegende Probleme (bis hin zu Todesfällen) gab es aber leider bereits des Öfteren im Zusammenhang mit Weinskandalen. Hierbei wurde aus Kostengründen ge- wöhnlicher Wein ordentlich „gepanscht“ (z.B. mit Methanol oder Ethylenglykol), um ihn billi- ger produzieren zu können.

Die Giftigkeit des Methanols kommt dann beim Abbau zu Ameisensäure im Körper. Diese führt zu Symptomen wie Übelkeit, Kopfschmerzen, Bewusstseinsstörungen und eventuell sogar zur Blindheit oder bis zum Tode. Behandelt wird eine solche Methanolvergiftung mit Ethanol. Beide werden im Körper vom gleichen Enzym (ADH) abgebaut. Wenn dieses En- zym die Wahl zwischen Ethanol und Methanol hat, entscheidet es sich für Ethanol. Dadurch entsteht die giftige Ameisensäure erst gar nicht.

Alkohole – Geheimnisse gefährlicher Universalgenies

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6

4.1 Weinskandalen auf der Spur

Findet durch Destillation im Reagenzglas heraus, welche Probe mit Methanol versetzt wur- de und welche reinen Wein enthält!

Materialien: Am Tisch:

Heizplatte mit Rührer 1000 mL Becherglas

2 Reagenzgläser mit seitlichem Ab- leitungsrohr

2 große durchbohrte Gummistopfen 2 Thermometer 2 kurze Gummischläuche 3 Reagenzglasstopfen 2 Stative 2 Stativklemmen 2 Muffen 2 Plastikbecher Siedesteine Im Kasten: großer Rührfisch 2 Bechergläser, 250 mL 2 Bechergläser 50 mL Permanent-Marker 3 Reagenzgläser Chemikalien: Probe A Probe B Eis

Borax (im Abzug) konz. H2SO4 (im Abzug)

Sicherheit:

Durchführung:

1. Füllt als erstes 600 mL heißes Wasser in das große Becherglas und schaltet die Mag- netheizplatte ein (Temp.: Stufe 6, Mot.: Stufe 2-3).

2. Baut den Versuch entsprechend der Abbildung auf, wobei die seitlichen Bechergläser (250 mL) mit Eiswasser zu befüllen sind. Beschriftet alle 4 Reagenzgläser (2x A und 2x B) und gebt in die großen ca. 4 Siedesteinchen.

3. Holt euch mit den 50 mL Bechergläsern je ca. 25 mL der Proben A und B und gebt diese gleichzeitig in die großen Reagenzgläser mit seitlichem Ableitungsrohr.

4. Verschließt die großen Reagenzgläser mit je einem passenden durchbohrten Stopfen samt Thermometer. Wobei sich die Thermometerspitze leicht unter dem Ableitungs- rohransatz befinden soll.

Alkohole – Geheimnisse gefährlicher Universalgenies

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12. Schulstufe - Anleitung

7

5. Während ihr wartet, bis die Proben zu sieden beginnen, beantwortet folgende Fragen: Auf welchem Parameter beruht die Trennung von Flüssigkeitsgemischen bei der Destillation?

Welche Temperaturgrenzen haben Vor- bzw. Mittellauf und welche Stoffe enthal- ten diese?

Bei welcher Temperatur erwartet ihr euch also in etwa die ersten Tropfen der entsprechenden Proben?

6. Notiert in der Tabelle des Auswertungsteils jeweils die Temperatur, wenn die Proben zu sieden beginnen.

7. Denkt daran, den Vorlauf in ein gesondertes Reagenzglas abzutrennen (beschriften!) und mit einem Stopfen zu verschließen. Fangt auch den Mittellauf auf und stoppt die Destillation, wenn das Destillat 1.5 - 2 cm hoch im RG steht.

Arbeitet ab nun im Abzug weiter und tragt Handschuhe!

8. Gebt den Vorlauf der einen und den Mittellauf der anderen Probe in zwei Porzellantie- gel und versetzt die unterschiedlichen Fraktionen mit einer Spatelspitze Borax und we- nigen Tropfen H2SO4.

9. Rührt gut um, damit sich das Borax löst, entzündet die Proben mit einem Holzstab und notiert die jeweilige Flammenfarbe.

Infothek:

Methanol bildet gemeinsam mit Borsäure den leichtflüchtigen Borsäuretrimethylester, wel- cher die Flamme grün färbt!

--- ENDE DES TRINKALKOHOL-TEILS ---

Vergesst nicht auf die Auswertung und die ausstehenden Nachweise von dem

Kaugummi-Versuch! (Versuch 1.1 – 1.3)

Alkohole – Geheimnisse gefährlicher Universalgenies

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12. Schulstufe - Anleitung

8

3. The Hangover – Warum es uns am Tag danach so schlecht geht

.

Der Grund dafür, warum wir uns am berühmt-berüchtigten Tag nach der Party so schlecht fühlen, finden wir im Abbau von Alkohol im Körper. Alkohole werden durch das Enzym ADH (Alkoholdehydrogenase) stufenweise oxidiert, wobei Ethanol in Acetaldehyd und folglich in Essigsäure umgewandelt wird.

Infothek:

Alternativ verwenden wir im Labor zur Oxidation Kaliumpermanganat. Je nachdem von welchem Alkohol man ausgeht (primär, sekundär, tertiär), entstehen unterschiedliche Oxidationsprodukte, welche man an den unterschiedlichen Färbungen (von lila über grün- türkis bis hin zu braun) erkennen kann.

Alkohol Aldehyd/(Keton) Carbonsäure

Die Reaktion zur Carbonsäure kann einige Minuten in Anspruch nehmen.

3.1

Um welche Alkohole handelt es sich?

Materialien: 3 Petrischalen EW-Pipetten

Chemikalien: Propanol 0,006 M-Kaliumpermanganat-Lösung NaOH (1%ig) Alkohol X Alkohol Y Sicherheit:

Entsorgung: Kaliumpermanganat: anorganischer Abfall

Durchführung:

1. Versetzt in jeder Petrischale 3 mL Kaliumpermanganat-Lösung mit der gleichen Menge an Natronlauge.

2. Gebt nun in eine Schale 1 mL Propanol hinzu. Welche Farbumschläge könnt ihr er- kennen?

3. Wiederholt den Vorgang mit den unbekannten Proben und findet heraus, um welchen Alkohol es sich bei X und Y handelt.

Alkohole – Geheimnisse gefährlicher Universalgenies

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9

Infothek: Alles über den Kater

Der Ausdruck Kater leitet sich vom Wort „Katarrh“ ab, was so viel Bedeutet wie „Schnupfen, Unwohlsein“. Er ist eine Reaktion des Körpers auf eine leichte Vergiftung durch Alkohol und äußert sich als eine Mischung aus Symptomen wie Übelkeit, Brechreiz, Kopfschmerzen, Licht- und Lärmempfindlichkeit, emotionale Instabilität und Konzentrationsstörungen.

Alkohol wird im Körper nahezu ausschließlich in der Leber abgebaut. Dabei findet mit Hilfe des Enzyms ADH (=Alkoholdehydrogenase) eine Umwandlung in CO2 und Wasser statt. Als Zwischenprodukt dieser Oxidation entsteht der toxische Acetaldehyd, welcher unter anderem auch für den Kater und vor allem für den typischen Geruch der Fahne am nächsten Tag verantwortlich ist.

Wer glaubt durch Tricks und Hausmittel die Aufnahme von Alkohol reduzieren zu können oder den Abbau beschleunigen zu können, der irrt! Der Alkoholabbau ist praktisch von allem unabhängig, denn Ethanol wird stets mit einer konstanten Geschwindigkeit von 0,1 - 0,2 Promille pro Stunde umgewandelt. Eine „fettige Unterlage“ verlangsamt zwar die Aufnah- me von Alkohol, verhindert diese aber nicht.

Wie der Körper auf Alkohol reagiert, hängt neben Parametern wie Geschlecht, Alter, Körper- größe, Herkunft und Gewicht auch damit zusammen, wie viel man trinkt und was man trinkt. Nehmen wir alkoholische Getränke zu uns, trinken wir nicht reines Ethanol, sondern Misch- getränke, die auch Methanol und langkettige Alkohole beinhalten können. Je mehr dieser sogenannten Fuselalkohole in den konsumierten Getränken stecken, desto schlimmer ist am nächsten Tag der Kater. Bier und Weißwein sind am harmlosesten, während Schnaps oft extrem viele Fuselalkohole enthält. Zuckerhaltige alkoholische Getränke und jene, die mit Kohlensäure versetzt wurden, bereuen wir am nächsten Tag besonders. Da Kohlensäure die Aufnahme von Alkohol beschleunigt und Zucker den Abbau von toxischem Acetaldehyd hemmt.

Klar ist aber im jeden Fall: Alkohol entzieht dem Körper Wasser. Aus der Dehydration resul- tiert nicht nur das starke Durstgefühl am nächsten Tag, sondern auch die heftigen Kopf- schmerzen. Deswegen ist die beste Medizin gegen den Kater viel Flüssigkeit zu sich zu nehmen (bereits während und auch nach dem Trinken von Alkohol).

Die einzige Lösung einen Kater zu umgehen ist, überhaupt keinen Alkohol zu konsumieren. Wenn man aber dann doch mal zu einem Gläschen greift, dann ist man mit geringen Men- gen an hochwertigem Alkohol (ohne Fuselalkohole) gut beraten.

Alkohole – Geheimnisse gefährlicher Universalgenies

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12. Schulstufe - Anleitung

10

4. Untersuchen der Löslichkeit von Alkoholen in Wasser

Bereits im Mittelalter waren sich die Alchimisten über ein Gesetz bewusst, das noch heute eine wichtige Rolle spielt: „Ähnliches löst sich in Ähnlichem“. Weshalb dieses Gesetz die Antwort darauf ist, warum Alkohole in so vielen alltäglichen Mitteln enthalten sind und was dies mit der Kettenlänge auf sich hat, wollen wir nun herausfinden.

4.1

Warum Gesichtsreinigungsmittel die Haut austrocknen können

Materialien: große Reagenzgläser Reagenzglasständer Stopfen 2 Mikrospatel Permanent-Marker Handschuhe Chemikalien: Methanol Ethanol Propanol Butanol Pentanol dest. Wasser Sudanrot gelbe Eierfarbe Sicherheit:

Im Umgang mit Sudanrot sind Handschuhe zu tragen!

Entsorgung: Organischer Abfall

Durchführung:

1. Nummeriert die 5 Reagenzgläser.

2. Gebt 3 mL des jeweiligen Alkohols in die beschrifteten Reagenzgläser, versetzt sie mit wenigen (!!) Krümeln Sudanrot und schüttelt gut (Stopfen).

3. Fügt je 2 mL dest. Wasser hinzu, versetzt die Proben zusätzlich mit gelber Eierfarbe und schwenkt die Reagenzgläser.

4.2 Warum wird eisgekühlter Ouzo plötzlich weiß?

Ouzo ist das griechische Nationalgetränk, das wir beim Trinken als Anisschnaps identifizie- ren. Wie fast jeder andere gebrannte Schnaps auch, ist Ouzo farblos. Das aber nur solange, bis man das Getränk mit Wasser verdünnt oder auf Eis serviert. Doch warum ist das so?

Materialien: 2 kleine Reagenzgläser Reagenzglasständer Stopfen

Glaspipette mit Hütchen

Trichter Filterpapier Löffelspatel Chemikalien: Ethanol Wasser Anis

Alkohole – Geheimnisse gefährlicher Universalgenies

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12. Schulstufe - Anleitung

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Sicherheit:

Durchführung:

1. Gebt 1-2 cm hoch gemahlenen Anis und einen guten Schuss Ethanol in ein Reagenz- glas, schüttelt kräftig (Stopfen) und filtriert anschließend die trübe Suspension in das zweite Reagenzglas.

2. Überprüft die Farbe und den Geruch des Filtrats!

3. Fügt dem Filtrat langsam Leitungswasser hinzu, indem ihr es mit einer Glaspipette di- rekt auf den Reagenzglasinnenboden auftragt. Sobald ihr eine Veränderung sehen könnt, gebt ihr weiteres Wasser von oben hinzu.

4. Überprüft nun nochmals den Geruch des Filtrats und zeichnet in der Skizze ein, was ihr beobachten könnt.

Infothek:

Die in den Anisschalen vorkommenden ätherischen Öle enthalten vor allem den für Anis typischen Duft- und Aromastoff Anethol, der in Wasser kaum, aber in Ethanol gut löslich ist.

5 Untersuchen der Brennbarkeit der Alkohole und Brennspiritus als al-

ternativer Kraftstoff für’s DIY-Ethanolauto

5.1 Unterscheiden sich verschiedene Alkohole in ihrer Brennbarkeit?

Dass Alkohole brennen, ist euch nicht zuletzt von der Destillation in Versuch 1.3 bekannt. Doch verbrennt jeder Alkohol gleich oder gibt es Unterschiede bei der Verbrennung ver- schiedener Alkohole? Und was könnte die Kettenlänge mit der Brennbarkeit zu tun haben? Führt den gesamten Versuch als 4er-Gruppe im Abzug durch!

Materialien: 5 Porzellantiegel Feuerzeug 2 lange Glasstäbe Holzstab EW-Pipetten feuerfeste Unterlage Drahtnetze Chemikalien: Methanol Ethanol Propanol Butanol Pentanol Sicherheit:

Alkohole – Geheimnisse gefährlicher Universalgenies

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12. Schulstufe - Anleitung

12

Durchführung:

1. Gebt in jede der Porzellanschalen der Reihe nach jeweils 2 mL der Alkohole (Metha- nol, …, Pentanol).

2. Entzündet diese mit Hilfe des Holzstabes beginnend mit Pentanol.

3. Beobachtet Flammenfarbe sowie Entzündbarkeit und Brenndauer. Haltet auch zwei lange Glasstäbe für einige Zeit in die Flammen von Methanol und Pentanol. Was pas- siert?

Infothek:

Vor allem die gute Brennbarkeit von Ethanol ist für uns in vielerlei Hinsicht von großer Bedeutung im Alltag. Nicht nur, dass Bioethanol als alternativer Kraftstoff für Ottomotoren eingesetzt werden kann, selbst in der Küche ist die Brenn- barkeit von hochprozentigem Trinkalkohol nicht mehr weg- zudenken, wenn man z.B. ans Flambieren denkt. In vielen Wohnzimmern findet man bereits dekorative Ethanolöfen und auch in Form von Brennpasten in Fondues oder zum Grillen wird Ethanol verwendet.

In allen Fällen, mit Ausnahme vom Flambieren, wird Ethanol in denaturierter oder vergäll- ter Form verwendet. Dabei wird gewöhnlicher Alkohol mit Zusatzstoffen vermengt, um ihn ungenießbar zu machen. Dies hat den Vorteil, dass dadurch die Branntweinsteuer umgan- gen wird und Spiritus kostengünstig erlangt werden kann.

5.2 Do-it-yourself Ethanolauto

Bioethanol wird aus nachwachsenden Rohstoffen (Zuckerrüben, Mais, Biomasse) herge- stellt und mit Benzin gemischt als Kraftstoff verwendet. So findet man in einigen europäi- schen Ländern an Tankstellen z.B. den Treibstoff E85. Die Zahl gibt dabei den Ethanolge- halt an, sprich 85% Ethanol und 15% Benzin.

Materialien: Flaschenauto Feuerzeug Chemikalien: Brennspiritus

Arbeitsauftrag:

Alkohole – Geheimnisse gefährlicher Universalgenies

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12. Schulstufe - Auswertung

1

Auswertung: Alkohole

Geheimnisse von gefährlichen Universalgenies

TEIL 1: Herstellung von Trinkalkohol

o Alkohol aus Kaugummi - geht das?

o Weinskandalen auf der Spur

TEIL 2: Eigenschaften bestimmen die Verwendung von Alkoholen im Alltag

o The Hangover und DIY-Pralinen-Alkoholtest

o Warum eisgekühlter Ouzo plötzlich weiß wird und Gesichtreinigungs-

mittel die Haut austrocknen können

o Brennbarkeit und alternativer Kraftstoff für’s DIY-Ethanolauto

o Was Schmetterlinge im Winter mit Autos zu tun haben

Alkohole – Geheimnisse gefährlicher Universalgenies

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12. Schulstufe - Auswertung

2

1. Wie entsteht Trinkalkohol (Ethanol)?

Alkohol wird durch Hefe-katalysierte Vergärung von kohlehydrathaltigen Substanzen gebil- det. So entsteht z.B. Wein aus Weintrauben oder Bier aus Getreide (hauptsächlich Malz). Doch ist es auch möglich aus Kaugummis Alkohol zu gewinnen?

1.1

Alkohol aus Kaugummi herstellen – geht das?

➢ Was geschieht mit dem Kaugummi-Beutel nach einiger Zeit im warmen Wasser?

➢ Welchen Stoff muss ein Kaugummi enthalten, damit die Vergärung funktioniert? Als Hil- festellung dient euch die Inhaltsangabe der Kaugummipackung.

➢ Was denkt ihr würde passieren, wenn ihr Zahnpflege-Kaugummi verwenden würdet?

1.2

Welche Reaktionsprodukte habt ihr bei der Gärung erhalten?

➢ Tragt eure Beobachtungen das Gas betreffend ein:

Positivprobe (Ausatmen)

Negativprobe (Raumluft)

Gas aus dem Beutel

Welche Veränderung zeigt das Kalkwasser?

Konntet ihr CO2 als Reaktionspro-

dukt nachweisen?

➢ Tragt eure Beobachtungen die Flüssigkeit betreffend ein:

Positivprobe (Ethanol) Negativprobe (Wasser) Flüssigkeit aus dem Beutel

Wie verändert sich die Flüssig- keit nach Zugabe von Ammoni- umcernitrat-Reagenz?

Konntet ihr die Flüssigkeit als

Alkohol identifizieren?

➢ Reaktionsgleichung der Vergärung:

………. …………..…….

+

………..

Alkohole – Geheimnisse gefährlicher Universalgenies

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12. Schulstufe - Auswertung

3

1.3 Welchen Alkoholgehalt konntet ihr bei der Gärung erreichen?

Im Dokument Konzeption und Wirksamkeit eines Experimentierhalbtages zum Thema Alkohole in einem Schulversuchslabor / eingereicht von Sabrina Wallner (Seite 92-149)