2015-03-24 Lösungsmittel

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Zu den Unterrichtsfotos links:

Bindungskräfte zwischen Molekülen als Wirkungskräfte beim gegenseitigen Lösen.
Ein vergleichender Lösungsversuch:

Das Verhalten von Styropor in Wasser? Das kennen wir.

Styropor in verschiedenen Alkanolen? In einem Alkanal? In einem Alkanon?

Wir stecken schon mitten drin in einer organischen Chemie, die schwerer ist als anfangs.
Wir haben die schlichten Alkane, Alkene, Alkine, Aromaten hinter uns gelassen.
Und auch der liebe Alkohol gehört zur Unterrichts-Vergangenheit.
Derzeit passiert etwas, das fast so nachteilig ist wie in Mathematik: Der Lehrer setzt Grundlegendes voraus. Die Klasse nickt. Aber die Hälfte versteht eigentlich nur Bahnhof:

Alkanale, Alkanone, Alkansäuren bilden jeweils eine homologe Reihe.

Können Sie in einem klaren Schriftsatz sagen, was eine „homologe Reihe“ ist?

Können Sie zu diesen drei systematischen Namen auch die drei Gebrauchsnamen nennen?

Können Sie in einem klaren Schriftsatz sagen, was eine „funktionelle Gruppe“ ist?

Können Sie die Strukturformeln der drei hier genannten funktionellen Gruppen zeichnen?

Können Sie in einer allgemeinen Abfolge darstellen, aus welchen Stoffen die drei hier genannten Stoffe durch Oxidation hervorgehen?

Können Sie anhand einer Zeichnung mit einigen Oxidationszahlen erläutern, was Reduktion und Oxidation ist?

... so weit die Wiederholung für heute.

Nun klären wir noch die Theorie zu den verschiedenen Lösungseigenschaften organischer Stoffe. Sie spielt eine Rolle bei Fragen wie: Warum wandeln Pflanzen frisch gebildete Glucose sekundenschnell in Folgestoffe um? Warum ist Fett der bevorzugte Langzeit-Speicherstoff im Körper? Wie halten Biomembranen zusammen? Wie schafft es ein Protein, sich passgenau in eine Biomembran einzufügen?
(Foto oder Film der Extraktion von Jod aus Wasser in Benzin hier noch hin) ... und weiter geht es hier am 14.4.2015 zum Thema "Lösungsmittel":

Vor den Osterferien hatten wir uns mit einer physikalischen Erstaunlichkeit organischer Flüssigkeiten befasst: Sie können jeweils bestimmte andere Stoffe lösen. Leicht andere Stoffe lösen sie dann oft schon nicht mehr.
Zu sehen war das an festem Styropor: Der löst sich nicht in Wasser (zu polar) und nicht in Benzin (zu unpolar). Genau in Aceton (Dipol ohne Wasserstoffbrückenbindungen) löst er sich in enormer Menge.

Heute sehen wir eine Extraktion. Da wird ein Stoff, der an seinem Lagerort unlöslich oder schwer löslich ist, durch ein Lösungsmittel herausgespült, in dem er sich gerne löst. Im Alltag ist „heißes Wasser“ unser häufigstes Extraktionsmittel, z.B. bei Kaffee und Tee. Aber auch, weniger willkommen, beim Herauslösen von Vitaminen in ein Kochwasser.
Die organische Chemie bietet sehr clevere Extraktionsmittel.
Wir lösen Jod in Wasser und geben die Lösung in ein Reagenzglas. Die Lösung überschichten wir vorsichtig mit Benzin (Warum schwimmt Benzin oben? Weil es ein geringeres spezifisches Gewicht hat als Wasser). Wir können den Trennbereich von Benzin und Wasser sehen, obwohl beide Flüssigkeiten wasserklar sind. (Warum mischen sich die Flüssigkeiten nicht? Die eine ist hydrophob, die andere hydrophil. Warum sehen wir den Trennbereich? Weil die zwei Flüssigkeiten unterschiedliche Eigenschaften bei der Lichtbrechung haben).
Wir verschließen das Reagenzglas mit einem Stopfen und schütteln. Ergebnis:
  
Das Element Jod löst sich etwas in Wasser. In Benzin löst es sich mehr. Löst man es in Wasser (braune Färbung), überschichtet dieses aber mit klarem Benzin, so wandert es komplett da hin, wo es sich vermehrt löst - ins Benzin. dort ist das Jod lila gefärbt.