Eigenschaften und Verwendung von Formaldehyd 07:04 min
Transkript Eigenschaften und Verwendung von Formaldehyd
Hallo und ganz herzlich willkommen! In diesem Video geht es um "Eigenschaften und Verwendung von Formaldehyd". Eine unruhige Nacht Nach meiner Ausbildung konnte ich endlich in meine eigene Wohnung einziehen. Flugs kaufte ich Möbel für das Schlafzimmer. Darunter war auch ein Schrank. Ich legte mich zur Ruhe. Aber der Schlaf war unruhig. Die Augen begannen mir zu tränen und ich bekam ein Kratzen im Hals. Erst später erfuhr ich: Der Schuldige an meiner Unpässlichkeit war die chemische Verbindung "Formaldehyd". Zwei wichtige Eigenschaften Ein Gutes hatte die Nacht; Mir wurden zwei wichtige Eigenschaften von Formaldehyd deutlich: Die Verbindung ist ein farbloses, stechend durchdringend riechendes Gas. Den Stoff findet man im Bindemittel für Hartfaserplatten und Spanplatten. Der Steckbrief Formaldehyd ist der erste Vertreter der homologen Reihe der Alkanale. Er trägt den systematischen Namen Methanal. Es folgen Ethanal, Propanal usw. Formaldehyd ist der einfachste Aldehyd. Aldehyde haben die funktionelle Gruppe -CHO. Die Verbindung ist ein stechend riechendes Gas. Formaldehyd ist gut wasserlöslich. Er ist sehr reaktionsfähig. Formaldehyd ist gesundheitsschädlich und giftig. Die Aldehyd - Gruppe Aldehyde sind polar. Ihre Moleküle ziehen sich an. Daher sieden sie höher als die entsprechenden Alkane. Es entstehen jedoch keine Wasserstoffbrückenbindungen. Daher sieden sie niedriger als die entsprechenden Alkanole. Herstellung Formaldehyd wird im Stoffwechsel gebildet und weiter umgesetzt. Industriell gewinnt man Formaldehyd durch katalytische Oxidation von Methanol. Im Labor taucht man eine heiße oxidierte Kupferplatte in Methanol: Der Sauerstoff wird vom Kupfer(II)-oxid auf Methanol übertragen, es entsteht Kupfer und Wasser wird frei. Formalin Formaldehyd ist gut wasserlöslich. Seine Moleküle bilden mit den Wassermolekülen Wasserstoffbrückenbindungen. Eine wässrige Lösung von Formaldehyd heißt Formalin. Gewöhnlich stellt man eine 40%-ige Formalin - Lösung. Darin wird Formaldehyd transportiert. Verwendung Formaldehyd ist stark keimtötend und dient daher der Desinfektion. Hauptsächlich im Krankenhaus, weniger in der eigenen Wohnung. Formaldehyd ist ein wichtiger chemischer Ausgangsstoff: Verschiedene Kunststoffe werden daraus hergestellt. Über Bindemittel in Spanplatten haben wir bereits gesprochen. Man stellt Trockenspiritus daraus her. Aus Formaldehyd gewinnt man Dünger. Dazu eine amüsante Geschichte: Als ich für das Video im Internet recherchierte, stieß ich in einem Forum auf einen wütenden Nutzer: Er habe einen Dünger mit Formaldehydharnstoff gekauft. Formaldehyd sei doch wohl schädlich?!? Na so eine Frechheit aber auch! Tatsächlich reagiert der Formaldehyd mit dem Harnstoff und es entsteht ein wertvoller Dünger. Der Dünger enthält keinen Formaldehyd, denn der wäre ja schon längst verflogen! Der aufgebrachte Herr hatte offensichtlich in der Schule im Fach Chemie tief geschlafen. Man synthetisiert aus Formaldehyd Vorstufen für Sprengstoffe. Der Stoff konserviert biologische Objekte. Dabei werden Proteine denaturiert, ähnlich wie der Bratvorgang eines Eies. Schließlich haben die Bauindustrie und die Automobilindustrie großen Bedarf an Formaldehyd. Nachweis Ein schöner Nachweis ist die Reaktion mit fuchsinschwefliger Säure (Schiffs Reagenz). Der Farbstoff Fuchsin wird beim Kontakt mit schwefliger Säure entfärbt. Gibt man Formaldehyd dazu, entsteht wieder eine magentafarbige Verbindung. Schädlichkeit Formaldehyd ist schädlich und giftig. Er ist krebserregend. Bemerkenswert ist der Gehalt im Zigarettenrauch. Ein Raucher atmet eintausendmal mehr Formaldehyd aus als ein Nichtraucher. Das war es auch schon wieder. Ich wünsche euch viel Erfolg und alles Gute! Tschüs
Euer André
Videobeschreibung
Hallo, kurz nach meiner Ausbildung schloss ich Bekanntschft mit Formaldehyd. Er piesackte mich die ganze Nacht. Der Stoff ist jedoch sehr nützlich. Viele wichtige Dinge können daraus hergestellt werden. Seine funktionelle Gruppe bewirkt gute Wasserlöslichkeit. Eine wässrige Foemaldehyd - Lösung heißt Formalin. Beim Umgang mit Formaldehyd ist Vorsicht geboten. Er bildet sich beim Stoffwechsel und wird in geringen Mengen über die Atmung ausgestoßen. Die Menge bei Rauchern ist jedoch erheblich höher.
Der Tutor:
Dr. rer. nat.
Eigenschaften und Verwendung von Formaldehyd
Eigenschaften und Verwendung von Formaldehyd Übung
Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Eigenschaften und Verwendung von Formaldehyd kannst du es wiederholen und üben.
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Erkenne die Eigenschaften von Formaldehyd.
Tipps
Formaldehyd ist flüchtig und hat einen starken, stechenden Geruch.
Im Wasser bildet es Wasserstoffbrücken.
Lösung
Formaldehyd ist ein, besonders in der organischen Chemie, viel verwendeter Stoff mit zahlreichen Eigenschaften. Zuerst ist reiner Formaldehyd flüchtig und farblos als Gas. Es löst, wie in der Geschichte zu Beginn des Videos beschrieben, Augentränen und Kratzen im Hals aus. Daraus folgt, dass es gesundheitsschädlich und giftig ist. Ebenfalls ist es sehr reaktiv. In Wasser löst sich das Formaldehyd sehr gut, gelöstes Formaldehyd mit Wasser nennt man Formalin. Die beiden Stoffe bilden Wasserstoffbrücken aus.
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Gib die Verwendungszwecke von Formaldehyd an.
Tipps
Formaldehyd ist ein gutes Konservierungsmittel.
Formaldehyd ist in vielen Desinfektionsmitteln zu finden.
Lösung
Formaldehyd ist ein sehr wichtiger Stoff in der Industrie und im Labor. Als Erstes der Aldehyde nimmt es eine wichtige Stellung bei der Synthese von vielen Stoffen ein. Aufgrund seiner starken keimtötenden Funktion wird das Formaldehyd oft als Desinfektionsmittel genutzt. Dennoch muss man hier aufpassen, da es auch giftig ist. Ebenfalls funktioniert es als Bindemittel in Spanplatten und wird mit Harnstoff zusammen zu Dünger verarbeitet. Da es stark flüchtig ist, kommt es nicht wie der Rest des Düngers in den Boden. Auch konserviert Formaldehyd biologische Objekte. Wie man also erkennt, ist Formaldehyd ein sehr wichtiger Stoff im täglichen Leben.
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Nenne die Edukte zur Herstellung von Formaldehyd.
Tipps
Silber kann als Katalysator in der industriellen Herstellung dienen.
Der Ausgangsstoff für die Synthese ist in jedem Fall Methanol.
Die Reaktion verläuft in jedem Fall über Wasserabspaltung.
Lösung
Die Herstellung von Formaldehyd ist sehr wichtig, da das Produkt ein wichtiger Stoff sowohl in der Industrie als auch der alltäglichen Verwendung ist. Zuerst kann Formaldehyd im industriellen und großen Maßstab über die katalytische Oxidation von Methanol hergestellt werden:
${ CH }_{ 3 }OH\quad +\quad { 0,5O }_{ 2 }\quad \rightarrow \quad { CH }_{ 2 }O\quad +\quad { H }_{ 2 }O$.
Hierzu benötigt man Methanol, Silber, welches als Katalysator wirkt, und Sauerstoff. Als Produkte erhält man Formaldehyd und Wasser.
Im zweiten Fall stellt man Formaldehyd im Labor her, indem man ein oxidiertes Kupfernetz (Kupferoxid) in etwas Methanol taucht:
${ CH }_{ 3 }OH\quad +\quad CuO\quad \rightarrow \quad { CH }_{ 2 }O\quad +\quad Cu\quad +\quad { H }_{ 2 }O$.
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Bestimme die Schritte der Nachweisreaktion für Formaldehyd.
Tipps
Fuchsin bildet in Wasser eine rote Lösung.
Erhitzen ist wichtig, damit der entstandene Komplex durch das Aldehyd schnell zerstört wird und die charakteristische Farbe entsteht.
Zuerst ist die Lösung von Fuchsin und Wasser rot, am Ende lila.
Lösung
Der Nachweis mittels des Farbstoffs Fuchsin funktioniert für Aldehyde. Allerdings darf dieser Versuch an Schulen nicht mehr stattfinden, da Fuchsin krebserregend ist. Der Name für den Nachweis ist „Schiff´sche Probe". Im ersten Schritt wird etwas Fuchsin in Wasser gegeben. Dies färbt sich charakteristisch rot. Es entsteht ein Komplex, der im zweiten Schritt durch die Zugabe von schwefliger Säure zerstört wird. Nun ist die Lösung durchsichtig. Im nächsten Schritt wird nun das Aldehyd zugegeben und mit der nichtleuchtenden Brennerflamme kurz erhitzt. Die Lösung färbt sich nun wieder violett, da ein neuer Komplex entstanden ist.
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Ermittle die Verbindungen, die zu den Alkanalen gehören.
Tipps
Alkanale werden nach derselben Nomenklatur durchnummeriert, die bereits bekannt sein sollte (Methan, Ethan...).
Alkanale haben eine Aldehydgruppe (-CHO), die sie charakteristisch auszeichnet.
Lösung
Formaldehyd ist, wie der Name bereits ausdrückt, der erste und einfachste Aldehyd. Dieser besitzt die chemische Verbindung -CHO, die diese Stoffklasse auszeichnet. Der Nomenklaturname des Formaldehyds ist auch Methanal. Nun wird, der normalen Nomenklatur folgend, einfach weiter nummeriert: Methanal, Ethanal, Propanal (...). Alle diese Stoffe haben die entsprechende Anzahl an Kohlenstoffatomen und jeweils die charakteristische Aldehydgruppe. Die anderen angegebenen Moleküle sind etwa normale Alkohole (-OH-Gruppe) oder eine Carbonsäure (-COOH-Gruppe).
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Beschreibe die Änderung der Siedetemperaturen bei organischen Stoffklassen.
Tipps
Überlege, wenn die Kettenlänge gleich sein soll, welche funktionalen Gruppen Alkane, Alkanale und Alkanole haben. Diese wirken sich massiv auf die Siedetemperatur aus.
Wenn Gruppen untereinander etwa aufgrund eines Dipol-Moments in Wechselwirkung treten, hat dies meist eine höhere Siedetemperatur zur Folge.
Lösung
Formaldehyd und andere Alkanale unterscheiden sich durch ihre Siedetemperatur von anderen Kohlenstoffverbindungen, wie etwa den Alkanen oder den Alkanolen. Zuerst einmal steigt die Siedetemperatur mit steigender Kettenlänge immer weiter an. Also muss die unterschiedliche Siedetemperatur etwas mit den funktionellen Gruppen zu tun haben. Als Erstes bildet die Aldehydgruppe schwache intramolekulare Bindungen untereinander aus, die man entfernt mit Wasserstoffbrücken vergleichen kann. Wie man weiß, verstärken diese Bindungen die Moleküle untereinander, sodass man mehr Energie zuführen muss, um sie zu trennen. Alkane ohne funktionelle Gruppe haben diese zusätzliche Verstärkung nicht, daher sieden diese schneller. Alkanole dagegen haben schon eine richtige Wasserstoffbrückenbindung, sodass sie noch schwerer zum Sieden zu bringen sind.
