Chemie-Arbeitsblatt _ _ Klasse _ _ _ Name ______________________Datum _ _ ._ _._ _

Carbonsäuren

Aus der Mittelstufe ist Dir bekannt, welche gemeinsamen Merkmale die Stoffgruppe der Säuren besitzt:
1. Säuren entwickeln in Reaktion mit Metallen Wasserstoffgas.
            Beispiel 1: Salzsäure + Magnesium —> Magnesiumchlorid + Wasserstoffgas
2. Säuren und Laugen reagieren in einer Neutralisationsreaktion zu Salz und Wasser.
            Beispiel 2: Salpetersäure + Kalilauge —> Kaliumnitrat + Wasser
3. Säuren färben Indikatoren in einer spezifischen Farbe, z.B. wird Bromthymolblau in saurer Lösung  ___________, in alkalischer Lösung besitzt der Indikator dagegen eine ________ Farbe.
4. Viele Säuren, vor allem die sog. Mineralsäuren, entstehen aus der Lösung eines Nichtmetalloxids in Wasser, z.B. _________________ oder _____________________ .
5. Säuren haben einen pH-Wert < 7.
Um die Natur v.a. der organischen Säuren, der sog. Carbonsäuren, weiter zu ermitteln, werden folgende Versuche durchgeführt:

Versuch 1: Gleich große Stoffportionen von Ameisensäure (Methansäure), Essigsäure (Ethansäure), Propansäure und Hexadecansäure (Palmitinsäure) werden in a) Wasser und b) Heptan zu lösen versucht.
Versuch 2: In einer Petrischale (auf einem OHP) befindet sich wasserfreie Essigsäure, in die ein kleines Stück Magnesiumband und ein Körnchen Lackmus gelegt wird. Mit einer Pipette wird nach einiger Zeit Wasser hinzugefügt.
Versuch 3: Reine, wasserfreie Essigsäure wird auf ihre elektrische Leitfähigkeit hin überprüft. Dazu wird bei einer Wechselspannung von U = 10 V die Stromstärke gemessen. Nach der ersten Überprüfung wird tropfenweise Wasser zugegeben und jedesmal die Stromstärke neu abgelesen.

Arbeitsaufträge:

1. Übersetze die Reaktionsschemata aus den Beispielen in entsprechende Reaktionsgleichungen!
2. Was ist der gängige Nachweis für Wasserstoffgas? Formuliere die Reaktionsgleichung!
3. Formuliere die Reaktionsgleichung der Bildung von Salpetersäure und Schwefelsäure aus den entsprechenden Oxiden in Reaktion mit Wasser.
4. Informiere dich über die pH-Skala!
5.  Notiere dir sorgfältig die Beobachtungen zu den folgenden Versuchen!
6. Versuche eine Interpretation der Beobachtungen zu Versuch 1 und 2.
7. Messwerte-Tabelle zu Versuch 3.
Anzahl Wassertropfen 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Stromstärke I [____]                      
8. Welche natürlichen Carbonsäuren sind dir dem Namen nach bekannt? Stelle eine Liste zusammen!
9. Viele Carbonsäuren haben eine gemeinsame Eigenschaft, die mit dem generellen Thema des Kursabschnittes zu tun hat. Um welche Eigenschaft geht es? Wie ist diese Eigenschaft bei den einzelnen Carbonsäuren spezifisch ausgeprägt?
10. Welche spezifischen Bindungsverhältnisse sind in der Carboxy-Gruppe vorhanden? Stichwort: Elektronegativität! Beschreibe und skizziere die Bindungssituation!
11. Welche Rolle übernimmt das Wasser bei der Reaktion der Carboxygruppe mit Wasser? Erkläre in diesem Zusammenhang die Beobachtungen zu Versuch 3! Formuliere die entsprechenden Reaktionsgleichungen!

In der Fehling-Probe wurden Aldehyde in alkalischer K-Na-Tartrat-Lösung mit Kupfersulfat-Lösung zu Carbonsäuren oxidiert. Carbonsäuren sind in der Natur weitverbreitet, z.B. Ameisensäure wird von Ameisen als chemische Waffe gegen ihre Feinde eingesetzt.
Das gemeinsame chemische Strukturmerkmal der Carbonsäuren ist die Carboxy-Gruppe -COOH. Sie kann formal zerlegt werden in eine Hydroxy-Gruppe, die an das Kohlenstoffatom einer Carbonylgruppe gebunden ist. Mit Wasser reagiert diese Gruppe unter Abspaltung eines Protons, also als Säure.

update: 11.02.2011                                                                                                                                       zurück        zur Hauptseite