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Ethanol als Lösungsmittel

Erfahre, warum Ethanol als vielseitiges Lösungsmittel in der Chemie so wichtig ist. Neben einer gründlichen Erklärung der Struktur des Moleküls lernst du, welche Stoffe sich in Ethanol lösen lassen und in welchen Bereichen es überall Anwendung findet. Interessiert? Dies und vieles mehr erfährst du im folgenden Text!

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Die Autor*innen
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André Otto
Ethanol als Lösungsmittel
lernst du in der 9. Klasse - 10. Klasse

Ethanol als Lösungsmittel Übung

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

  • 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:

    $CH_2=CH_2 + H_2O \rightarrow CH_3CH_2OH$

  • 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 Hydroxygruppe. 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.

  • 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.