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Ethanol als Lösungsmittel 06:32 min

Textversion des Videos

Transkript Ethanol als Lösungsmittel

Guten Tag und herzlich willkommen! Dieses Video heißt: "Ethanol als Lösungsmittel". Oh, da wurde ja mein Board bekrakelt! Ich kann es ja wegnehmen, aber irgendwie Reste bleiben drauf. Was nehme ich? Ich nehme Ethanol in Form von Brennspiritus. Vor dem Mikro habe ich solch eine Scheibe, auch die wird mit Brennspiritus gereinigt und dabei auch gleich desinfiziert. Aber nicht nur das kann Ethanol. In Ethanol werden viele Stoffe aufgelöst. Betrachten wir einmal die 3 Stoffe Ethanol, Wasser und Benzin. Ethanol und Wasser sind in jedem Verhältnis miteinander mischbar. Genauso ist es mit Ethanol und Benzin. Wasser und Benzin hingegen sind praktisch nicht miteinander mischbar. Das liegt an der besonderen Struktur des Ethanols. Wenn ich mir das Ethanolmolekül anschaue, so finde ich auf der einen Seite eine kleine, unpolare Kette: CH2-CH3. Auf der anderen Seite habe ich die funktionelle Gruppe: OH, und die ist polar. Die Benzinmoleküle sind unpolar, die Wassermoleküle hingegen polar. Daher mischt sich Ethanol mit Benzin und genauso mischt sich Ethanol mit Wasser.  Ethanol ist mit vielen organischen Flüssigkeiten in jedem Verhältnis mischbar, zum Beispiel mit Aceton, einem Keton der Formel CH3COCH3, oder mit dem Alkan Heptan, das die Summenformel C7H16 besitzt. Auch mit Ethylacetat, einem Ester, ist Ethanol mischbar: CH3COOC2H5. Das ist die rationale Strukturformel für Ethylacetat. Benzol, eine ringförmige, aromatische Verbindung, vermischt sich in jedem Verhältnis mit Ethanol. Und schließlich sei noch Dichlormethan genannt. Das ist ein chlorierter Kohlenwasserstoff mit der Formel CH2CL2. Große Bedeutung hat Ethanol als Lösungsmittel in der Medizin. Nehmen wir als Beispiel eine von vielen verwendeten Verbindungen: 1,6-Diaminohexan, mit der rationalen Strukturformel: H2NCH2CH2CH2CH2CH2CH2NH2. Diese Verbindung wird in Ethanol aufgelöst und als Antiseptikum, zum Mundspülen, verabreicht. Oder nehmen wir ein substituiertes Dimethylaminoethanol. 2 Methylgruppen CH3 befinden sich am Stickstoffatom N und dann folgt CH2CH2O. R ist der Substituent. Ethanol löst auch gut Paracetamol. Die beiden letztgenannten Substanzen sind beides wirksame Präparate in einem Erkältungsmittel für die Nacht.  Aber nicht nur für synthetische Wirkstoffe, auch für pflanzliche Präparate ist Ethanol ein Lösungsmittel. Es gibt Pflanzenextrakte aus Lavendel, Melisse, Nelkenwurz und Weißdorn und vielen, vielen anderen Heilpflanzen. Nehmen wir ein ganz populäres Naturpräparat: Franzbranntwein. Franzbranntwein enthält, in gelöster Form, Campher, Menthol, Thymianöl, Fichtennadelöl, Muskatnussöl, Wacholderbeerenöl. Das alles ist gelöst in Ethanol. Oder nehmen wir Melissengeist. Dort haben wir Alant, die Wurzel, Cardamon, Engelwurz, Enzian, Ingwer, Melisse, Pomeranzen und Zimt. Alles in alkoholischer Lösung, das heißt in Ethanol aufgelöst.  Man benötigt bei den Präparaten in der Medizin auch Konservierungs- und Geschmacksstoffe. Dafür werden unter anderem verwendet: Natriumbenzoat, das Natriumsalz der Benzoesäure, Xylit, ein Zucker und Zitronensäure, eine Dreifachcarbonsäure. Alle diese Verbindungen sind in Ethanol löslich. Bei diesen vielen Möglichkeiten, in Ethanol Stoffe aufzulösen, ergibt sich die Frage: Welcher Stoff löst sich in Ethanol nicht? Ich zeichne einmal die ausführliche Strukturformel und ihr könnt in der Zeit überlegen. Nach der Antwort brauchen wir gar nicht so weit zu gehen. Wir haben diese Verbindung in jedem Haushalt. Es ist Natriumchlorid. Natriumchlorid, Kochsalz, ist in Ethanol nicht löslich. Versuchen wir zum Schluss zu systematisieren. Welche Verbindungen werden von Ethanol gelöst und welche Verbindungen werden von Ethanol nicht gelöst? Gute Chancen, von Ethanol gelöst zu werden, haben Molekülverbindungen, ob sie nun polar oder unpolar sind. Typische anorganische Ionenverbindungen hingegen sind in Ethanol unlöslich. Das betrifft unter anderem die anorganischen Salze. Ich bedanke mich für die Aufmerksamkeit, alles Gute, auf Wiedersehen!

4 Kommentare
  1. Ohne Angabe des Zusammenhangs kann ich diese Frage nicht beantworten.
    Alles Gute

    Von André Otto, vor etwa 6 Jahren
  2. Was heißt denn immer in Ethanol gelöst?

    Von Ludy1900, vor etwa 6 Jahren
  3. Einfachste Erklärung: Gleiches löst sich in Gleichem. Polar-Polar und Unpolar-Unpolar. Natriumchlorid ist STARK POLAR, Ethanol nur ETWAS POLAR. Das reicht nicht für eine konzentrierte Lösung.

    Übrigens kann man auch so erklären, warum HCl (Chlorwasserstoff) als Gas in reiner Form in Ethanol gut löslich ist. Das HCl - Molekül ist nämlich auch nur etwas polar.

    Andere (génau so richtige Erklärung): Die Ethanol-Moleküle können das NaCl-Gitter nicht zerstören, da die Solvate (Ethanol-Moleküle um die Ionen Na+ und Cl-) nicht stabil genug sind.

    Für die Klassen 9/10 ist das eigentlich schon zu tiefgründig.

    Exakte Erklärungen bleiben den Studenten und Wissenschaftlern vorbehalten.

    Ich hoffe, dass ich dir etwas helfen konnte.

    Alles Gute

    André

    Von André Otto, vor fast 8 Jahren
  4. Guten Abend, könnten sie mir nochmals erklären weshalb sich NatriumChlorid nicht mit Ethanol bindet? Weil es keine Säre/Base ist? Danke!

    Von Taz, vor fast 8 Jahren

Ethanol als Lösungsmittel Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Ethanol als Lösungsmittel kannst du es wiederholen und üben.

  • Gib die Strukturformel von Ethanol an.

    Tipps

    Die funktionelle Gruppe der Alkohole ist die $OH^-$-Gruppe.

    Die Summenformel von Ethanol ist $C_2H_5OH$.

    Lösung

    Ethanol ist ein Alkohol und besitzt somit eine Hydroxid-Gruppe. Wie auch bei den Alkanen, Alkenen und Alkinen bedeutet die Vorsilbe Eth-, dass das Molekül 2 Kohlenstoffatome enthält. An jedem Kohlenstoffatom sind vier Bindungen möglich. Da Ethanol zu den Alkanolen gehört und somit von den Alkanen abstammt, besitzt es nur Einfachbindungen und somit 5 Wasserstoffatome. Es kann also nur eine Strukturformel richtig sein.

  • Erkläre, warum sich Ethanol jeweils mit Wasser und Benzin mischen lässt, Wasser und Benzin sich aber nicht mischen lassen.

    Tipps

    Wasser kann in $H^+$- und $OH^-$-Ionen dissoziieren.

    Lösung

    Wasser ist polar, während Benzin unpolar ist. Da sich polar von unpolar jeweils abstößt, sind Wasser und Benzin nicht mischbar. Ethanol enthält sowohl ein polares Ende (Hydroxid-Gruppe) als auch ein unpolares Ende (Kohlenstoffkette) und lässt sich daher mit beiden Verbindungen mischen.

  • Bestimme die Stoffe, die sich nicht in Ethanol lösen.

    Tipps

    Ethanol lässt sich sowohl mit polaren als auch unpolaren Verbindungen mischen.

    Lösung

    Ethanol lässt sich sowohl mit polaren als auch mit unpolaren Verbindungen mischen, da es selbst jeweils ein polares und ein unpolares Ende besitzt. Natriumchlorid, also Kochsalz, ist eine anorganische Ionenverbindung, genauer ein anorganisches Salz. Löst sich Natriumchlorid also auf, entsteht ein Metall-Kation und ein nichtmetallisches Anion. Diese können nicht von Ethanolmolekülen umschlossen werden. Ethanol ist nur mit Molekülverbindungen mischbar.

  • Ermittle das Volumen, das sich beim Mischen von 52 ml Ethanol mit 48 ml Wasser ergibt.

    Tipps

    Es entstehen zusätzliche Bindungskräfte, die Wasserstoffbrückenbindungen, die die Moleküle noch enger aneinander binden.

    ml ist eine Einheit des Volumens.

    Überlege einmal: Wenn ein Tanzpaar locker miteinander tanzt, beansprucht es mehr Platz, als wenn es eng umschlungen tanzt.

    Lösung

    Mischt man Wasser mit Ethanol, kommt nicht das erwartete und mathematisch errechnete Volumen dabei heraus, sondern weniger. Die Verringerung des Volumens hängt dabei vom Mischungsverhältnis ab. Diesen Effekt nennt man Volumenkontraktion.

    Ursache für diesen Effekt sind die zusätzlichen Wasserstoffbrückenbindungen, die zwischen den Molekülen ausgebildet werden. Ähnlich wie bei einem Tanzpaar, das weniger Raum bei einem eng umschlungenen Tanz als bei einem lockeren Tanz einnimmt, nimmt diese Mischung weniger Raum ein, als wären die Bestandteile einzeln.

  • Stelle die Autoprotolyse-Gleichung von Ethanol auf.

    Tipps

    Erinnere dich an die Autoprotolyse des Wassers.

    Bei der Autoprotolyse wird gezeigt, dass Ethanol sowohl als Brönsted-Säure als auch Brönsted-Base reagieren kann.

    Lösung

    Brönsted definiert eine Säure als Protonendonator und eine Base als Protonenakzeptor. Ethanol kann als beides reagieren und ist somit ein Ampholyt, genauso wie Wasser.

    Es kann ein Proton ($H^+$) also sowohl aufnehmen als auch abgeben:

    $2~CH_3CH_2OH \rightleftharpoons {CH_3CH_2OH_2}^+ + CH_3CH_2O^-$

  • Stelle die Reaktionsglechung zur Herstellung von Ethanol durch alkoholische Gärung von Zucker auf.

    Tipps

    Aus Zucker entsteht Alkohol.

    Überlege, welche funktionelle Gruppe ein Alkohol besitzt.

    Alle Atome, die auf der Eduktseite stehen, müssen auf der Produktseite auftauchen und zwar in genau der gleichen Anzahl.

    In Worten:

    Zucker $\rightarrow$ Ethanol + Kohlenstoffdioxid

    Lösung

    Ethanol kann durch alkoholische Gärung aus Zucker hergestellt werden. Dabei spaltet sich Zucker in Ethanol und Kohlenstoffdioxid auf.

    Ethanol kann aber auch technisch synthetisiert, also hergestellt werden, zum Beispiel aus Ethen:

    $CH_2=CH_2 + H_2O \rightarrow CH_3CH_2OH$