Alkohol - Experimente Biologie

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Alkohol

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Gewinnung von Alkoholen                                                zurück                        druck
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Roland Wick und Volker Schneider
Mit dem Aufkommen von Ackerbau und Viehzucht konnten immer mehr Menschen ernährt werden und sich Städte ausbilden. Gleichzeitig aber wuchs das Problem der Trinkwasserversorgung. Im Mittelalter waren Wein und Bier als Grundgetränk weit verbreitet. Noch bis ins 19 Jahrhundert hinein waren alkoholische Getränke deutlich weniger gesundheitsschädlich als das übliche Trinkwasser in Städten. Die Herstellung von alkoholischen Getränken wird daher als wesentliche Begleiterscheinung für die menschliche Kultur angesehen, wobei die berauschende Wirkung wohl zunächst als angenehme Begleiterscheinung zu gelten hat (vgl. Vallee, B.L.: Kleine Kulturgeschichte des Alkohols IN. Spetrum der Wiss. 1999, 62-67).
Heute ist die berauschende Wirkung von „Alkoholischen Getränken“ ein gesellschaftliches Problem, weil Alkohol giftig ist. Weitaus größere Bedeutung hat Alkohol als Lösungsmittel und Grundstoff im technischen Bereich für Synthesen, neuerdings auch in der Kraftstoffindustrie: Etwa 85% von Biosprit bestehen aus Ethanol. Eine 70% Lösung von Ethanol dient in der Medizin und im Haushalt als gutes Desinfektionsmittel.
LIT:  http://de.wikipedia.org/wiki/Destillation; http://www.seilnacht.com/versuche/destill.html; http://de.wikipedia.org/wiki/Ethanol ; http://de.wikipedia.org/wiki/Methanol ; http://de.wikipedia.org/wiki/Azeotrop
Erster Schritt: Gärung: Pflanzliche Zucker werden mit Hilfe von Hefestämmen in großen Fermentern zu Alkoholen vergoren. Im Schulversuch eignen sich ein fünf Liter Kanister mit Traubensaft oder 5%ige Zuckerlösung (Haushaltszucker) mit dem Zusatz von reichlich Bäckerhefe. Nach einigen Tagen nimmt die CO2 Entwicklung ab, es sind nun etwa 13% Alkohol in der Maische (bei rund 13% Alkohol sterben die Hefezellen ab.)  
Zweiter Schritt: Destillation von Alkoholen: Als Modell für die Destillation kann man wegen der Farbe Rotwein benutzen, aber auch eine selbst hergestellte alkoholhaltige Lösung. Während der Destillation sollte die Temperatur langsam hochgefahren werden, so dass bei 65 Grad der evt. entstandene sehr giftige Metylalkohol sich in der Apparatur niederschlagen kann. Erst bei 78 o  lässt sich dann Ethanol destillieren, der noch relativ viel Wasser enthält. 
Zusatzinformationen: Azeotrope Gemische: Alkohol und Wasser bilden ein azeotropes Gemisch, das bei 78,17 o siedet und aus 95,58% Ethanol und 4,42% Wasser besteht. Durch Destillieren lässt sich das Wasser nicht weiter entfernen.  Mit Hilfe des Zusatzes von getrocknetem Calzium-Chlorid Pulver (zuvor im Backofen bei 200o 20min lang getrocknet) wird das Wasser als Kristallwasser in das CaCl2 aufgenommen. Eine Überprüfung ist mit Wassertestpapier möglich. 
Wassernachweispapier: Grundlage: Blaues Kupfersulfat verliert in der Wärme das Kristallwasser und wird weiß, bei Wasseraufnahme wieder blau.  Man tränkt Papier mit Kupfersulfat und trocknet im Ofen bei 200 Grad: das weiße Testpapier kann man nutzen, um Wasser nachzuweisen. 
Didaktischer Hintergrund: Der Versuch eignet sich für folgende grundlegende Begriffe: Destillieren, Dekantieren, Filtrieren, Sieden, Verdampfen. Kondensieren, azeotrope Gemische, Nachweisverfahren,  Kristallwasser, Einführung in einen großtechnischen Prozess und dessen Kontrolle. 
Arbeitsunterlagen:  Destillation                vgl. auch            Enzyme-Gärung 
 
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