Alkohol – Konsummittel und Chemikalie

Hallo. Heute wollen wir uns mit dem Thema Alkohol beschäftigen. Zuerst wollen wir einmal überlegen, wo Alkohol überall vorkommt. Am bekanntesten ist sicherlich der Alkohol, der in Getränken vorkommt. Hier handelt es sich um Ethanol, welcher häufig durch alkoholische Gärung entstanden ist. Außer für Getränke kann man Ethanol aber auch für viele andere Zwecke nutzen. Welche das sind, wollen wir uns gleich einmal genauer ansehen. Wir wollen uns aber nicht nur mit Ethanol beschäftigen, sondern auch sehen, ob es nicht noch andere Alkohole gibt und welche Strukturmerkmale diese Moleküle haben. Wir wollen uns als erstes mit dem Aufbau der Alkohole beschäftigen. Wenn Du aus dem Unterricht schon den Aufbau der Alkane kennst, wird der Aufbau der Alkohole kein Problem. Sehen wir uns die homologe Reihe der Alkane einmal an. Wir haben Kohlenwasserstoffverbindungen, bei denen immer Einfachbindungen zwischen den Kohlenstoffatomen vorliegen. So bilden sich Moleküle mit unterschiedlich langen Ketten aus. Die Anzahl der Kohlenstoffatome erkennst Du an der Vorsilbe im Namen. Das Alkan mit einem Kohlenstoffatom heißt „Methan“. Mit zwei Kohlenstoffatomen „Ethan“. Dann „Propan“ und so weiter. Alkohole besitzen nun zusätzlich eine funktionelle Gruppe, die Hydroxygruppe. Wenn wir nun ein Alkan als Kohlenstoffgrundgerüst haben und eines der Wasserstoffatome gegen die Hydroxygruppe tauschen, erhalten wir ein Alkoholmolekül. Beim Namen wird dann einfach an den Alkan-Namen die Endung „ol“ angehängt. Ein Beispiel: Nehmen wir ein Alkohol mit zwei Kohlenstoffatomen. Der Name für dieses Molekül besitzt die Vorsilbe „Eth“, für zwei Kohlenstoffatome. Und die Endung „ol“, also Ethanol. In der Struktur siehst Du an Stelle der sechs Wasserstoffatome nur noch fünf und eine Hydroxygruppe. So kannst Du analog zur homologen Reihe der Alkane auch eine homologe Reihe der Alkohole aufstellen. Schauen wir uns nun einige Eigenschaften der Alkohole an. Als erstes beschäftigen wir uns mit der Löslichkeit in Wasser. Methanol und Ethanol sind in Wasser gut löslich. Der Einfluss der Hydroxygruppe ist dabei sehr groß. Diese Gruppe ist polar und wechselwirkt somit gut mit dem polaren Wasser. Bei steigender Kettenlänge nimmt aber die Löslichkeit in Wasser ab. Dies hängt mit der Zunahme der Länge der Alkylreste zusammen. Dieser Alkylrest besteht nur aus Kohlenstoffatomen und Wasserstoffatomen. Somit ist dieser Rest unpolar. Das bedeutet, dass sich ein langkettiger Alkohol nicht gut in dem polaren Lösungsmittel Wasser löst. Je kürzer der Alkylrest allerdings ist, desto besser ist auch die Löslichkeit in Wasser. Du kannst Dir dazu merken, dass sich polare Moleküle in polaren Lösungsmitteln, wie zum Beispiel Wasser, gut lösen. Und unpolare Moleküle in unpolaren Lösungsmitteln, wie etwa „Hexan“. Schauen wir uns nun die Siedepunkte von Alkoholen an. Die Siedepunkte steigen mit zunehmender Kettenlänge. Je länger die Alkylreste sind, desto stärker können sich „Van-der-Waals-Kräfte“ zwischen den Alkylresten ausbilden. Das bedeutet, dass die Siedepunkte mit zunehmender Kettenlänge ansteigen. Zusätzlich bilden sich zwischen den Hydroxy-Gruppen der Alkoholmoleküle noch Wasserstoff-Brücken-Bindungen aus. Diese führen dazu, dass der Siedepunkt des Alkohols höher liegt, als der eines Alkans mit vergleichbarer Masse. Der Siedepunkt von Buthanol mit einer molaren Masse von 74 Gramm pro mol, liegt also wesentlich höher, als der von Penthan, mit einer molaren Masse von 72 Gramm pro mol. Nun werden wir uns den wohl bekanntesten Vertreter etwas genauer anschauen. Sicher weißt Du, dass er in vielen Getränken wie Bier oder Wein enthalten ist. Auf Getränkeflaschen ist der Alkoholgehalt immer in Volumenprozent angegeben. Das bedeutet, dass bei einer Angabe von sechs Volumenprozent in 1000 Milliliter des jeweiligen Getränks 60 Milliliter reines Ethanol enthalten sind. Nun wollen wir einmal sehen, wo Ethanol noch zum Einsatz kommt. Man findet Ethanol als Lösungsmittel in vielen kosmetischen Produkten, wie z.B. im Deodorant oder in Parfüms. Aber auch in der Medizin findet Ethanol als Lösungsmittel für Medikamente und als Desinfektionsmittel häufig Anwendung. Wie Du sicher weißt, ist Ethanol toxisch, also giftig. Bei regelmäßigem und übermäßigem Genuss wirkt er als starkes Zellgift. Besonders in der Schwangerschaft kann er zu Fehlbildungen beim ungeborenen Kind führen. Alkohol führt zu Orientierungsstörungen und kann die Gedächtnisleistung herabsetzen. In erste Linie solltest Du aber auch die hohe Gefahr einer Abhängigkeit beachten. Du siehst also, Ethanol hat viele Verwendungsmöglichkeiten, birgt aber, gerade als Genussmittel, auch viele Gefahren für die Gesundheit. Du hast heute gelernt, was Alkohole sind. Insbesondere haben wir uns mit Ethanol beschäftigt. Du weißt, dass alle Alkoholmoleküle die Hydroxygruppe als funktionelle Gruppe besitzen. Außerdem hast Du heute gelernt, dass der Siedepunkt der Alkohole mit steigender Kettenlänge zunimmt. Diese Eigenschaften haben auch Alkane. Der Grund dafür ist die Zunahme der Van-der-Waals-Kräfte mit steigender Kettenlänge. Allerdings liegen die Siedepunkte der Alkohole weit über den Siedepunkten der Alkane. Das hängt mit den Wasserstoffbrücken zusammen, die von den Hydroxygruppen der Alkohole ausgebildet werden können. Wir haben heute außerdem über den Nutzen und die gesundheitlichen Gefahren des Alkohols gesprochen.