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Alkohole – Reaktionen (Expertenwissen)

Erfahre in diesem Video alles über wichtige Reaktionen von Alkoholen, von der Oxidation bis zur Veresterung. Zudem lernst du, wie Alkohole hergestellt werden. Interessiert? Dies und vieles mehr findest du im folgenden Text!

Inhaltsverzeichnis zum Thema Alkohole – Reaktionen (Expertenwissen)
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Die Autor*innen
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André Otto
Alkohole – Reaktionen (Expertenwissen)
lernst du in der 9. Klasse - 10. Klasse

Alkohole – Reaktionen (Expertenwissen) Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Alkohole – Reaktionen (Expertenwissen) kannst du es wiederholen und üben.
  • Bestimme die Reaktionsprodukte zu folgenden Reaktionen von Alkoholen.

    Tipps

    Der reaktive Teil am Alkoholmolekül ist die Hydroxygruppe $-OH$.

    Lösung

    Alkoholmoleküle reagieren vielfältig. In der Regel findet die Reaktion an der funktionellen Gruppe, der Hydroxygruppe statt. Zum einen kann diese Gruppe oxidiert werden. Dabei entsteht im ersten Schritt ein Aldehyd und im zweiten Schritt eine Carbonsäure. Wird der Alkohol vollständig verbrannt, entstehen Wasser und Kohlenstoffdioxid. Außerdem kondensieren Alkoholmoleküle oft mit anderen Molekülen. Das bedeutet, dass sie ein größeres Molekül unter Abspaltung von Wasser bilden. Kondensieren zwei Alkoholmoleküle miteinander, entsteht ein Ether. Bei der Kondensation von einem Alkohol mit einer Carbonsäure entsteht ein Ester. Wird ein Wassermolekül aus einem Alkoholmolekül eliminiert, erhält man ein Alken.

  • Bestimme das Reaktionsprodukt bei der Reaktion von zwei Molekülen Ethanol.

    Tipps

    Die beiden Ethanolmoleküle kondensieren.

    Lösung

    Reagieren zwei Moleküle Ethanol unter sauren Bedingungen miteinander, kondensieren die beiden Moleküle. Das bedeutet, sie bilden unter Wasserabspaltung ein Ethermolekül. In diesem Ethermolekül sind die beiden Ethylgruppen über eine Sauerstoffbrücke verknüpft.

    $2~CH_3CH_2-OH \rightarrow CH_3CH_2-O-CH_2CH_3$

    Das entstehende Molekül heißt Diethylether.

  • Beschreibe die ablaufende Reaktion zwischen Lithium und Ethanol.

    Tipps

    In dieser Reaktion verhält sich Ethanol wie eine Säure.

    Erinnere dich: Wozu reagieren Säuren mit unendlen Metallen?

    Lösung

    Bei der Reaktion von Ethanol mit Lithium verhält sich Ethanol wie eine Säure. Es reagiert also mit dem unedlen Metall Lithium zu einem Salz. Diese Salze werden Alkoholate genannt. In diesem Beispiel entsteht also Lithiumethanolat. Den Reaktionsverlauf kannst du gut beobachten. Das Metallstückchen löst sich langsam auf und das entstehende Gas Wasserstoff lässt sich gut an der Bläschenbildung erkennen.

    $2~Li + 2~CH_3CH_2OH \rightarrow 2~CH_3CH_2OLi + H_2$

  • Gib die einzelnen Oxidationsprodukte des Ethans an.

    Tipps

    Die Oxidation verläuft häufig unter Aufnahme von Sauerstoff.

    Lösung

    Bei einer Oxidation werden Elektronen abgegben und die Oxidationszahl steigt. Dazu betrachten wir nur den Bereich, an dem die Oxidation stattfindet, also am letzten Kohlenstoffatom. Die $-CH_3$-Gruppe am Molekül bleibt dabei unverändert. Im Ethan besitzt das Kohlenstoffatom die geringste Oxidationsstufe (-III). Im Ethanol steigt die Oxidationsstufe um 2 an auf -I. Im Ethanal besitzt das Kohlenstoffatom die Oxidationsstufe +I. Seine höchste Oxidationsstufe besitzt das Kohlenstoffatom in der Ethanalsäure. Hier beträgt sie +III.

    Allgemein lässt sich also sagen:

    $\mathrm{Alkan \ \xrightarrow{Oxidation} \ Alkanol \ \xrightarrow{Oxidation} \ Alkanal \ \xrightarrow{Oxidation} \ Alkansäure}$

  • Formuliere die Reaktionsgleichung zur Verbrennung von Propanol.

    Tipps

    Verbrennung bedeutet, dass Sauerstoff bei der Reaktion beteiligt sein muss.

    Lösung

    Alkohole sind brennbar. Bei der Verbrennung reagieren die Alkohole mit Sauerstoff. Die entstehenden Reaktionsprodukte sind Wasser und Kohlenstoffdioxid. Übrigens entstehen auch bei der Verbrennung von Kohlenhydraten im Körper Wasser und Kohlendioxid.

  • Erkläre, welche typische Reaktion von Alkoholen in Alkoholtestern verwendet wird.

    Tipps

    Überlege dir, welche Verbindungen farbig sein könnten.

    Oft entsteht die Farbigkeit von Verbindungen durch d-d-Übergänge.

    Lösung

    Im Alkoholtester findet eine Oxidation des Alkohols statt. Im Röhrchen ist das gelbe Salz Kaliumdichromat enthalten, welches ein gutes Oxidationsmittel ist, da Chrom hier in der hohen Oxidationsstufe +IV vorliegt. Die Farbigkeit entsteht aber nicht durch die entstandene Carbonsäure, sondern durch die $Cr^{3+}$-Ionen. Diese entstehen bei der Reduktion vom Dichromat. Übergangsmetalle wie Chrom haben häufig farbige Salze, da sich ihre Elektronen in den d-Orbitalen durch Licht anregen lassen.

    $2~K_2Cr_2O_7+8~H_2SO_4+3~CH_3CH_2OH\rightarrow 2~Cr_2(SO_4)_3+2~K_2SO_4+3~CH_3COOH+11~H_2O$