Ziel des Versuchs: Dieser Versuch zeigt, wie die Säurestärke und Wirkung der verschiedenen Alkansäuren mit steigender Länger der Kohlenstoffkette abnimmt.
| Thema: Carbonsäuren | Tags: Carbonsäuren, Alkansäuren, Induktionseffekt | Klassenstufen: 11-12 | Versuchsart: LV |
Materialien
3 Petrischalen, Universalindikatorpapier
Chemikalien
konzentrierte Methansäure (Ameisensäure), konzentrierte Ethansäure (Essigsäure), konzentrierte Propansäure (Propionsäure), Mg-Band
| Gefahrstoff | H-Sätze | P-Sätze | GHS |
|---|---|---|---|
| Ameisensäure konz. | H314 | -- |  |
| Essigsäure | H314 | P280-P301+P330+P331-P305+P351+P338-P309+P310 | |
| Propionsäure | H314 | -- | |
| Magnesium | H228-H261-H252 | -- |  |
Durchführung
In jeder Petrischale wird der Boden mit einer der drei Alkansäuren bedeckt. Mit dem Indikatorpapier wird der pH-Wert der Säure bestimmt, bevor in jede Petrischale ein abgeschmirgeltes Magnesiumband gegeben wird.
Beobachtung
| Säure | pH-Wert | Blasenbildung beiZugabe des Mg-Bandes |
|---|---|---|
| Methansäure | 1 | sehr stark |
| Ethansäure | 2 | mittel |
| Propansäure | 3 | schwach |
Deutung
Wie die verschiedenen Farben des Indikatorpapiers beweisen, nimmt die Säurestärke mit wachsender Kettenlänge der Alkansäuren ab.
Die Säure mit dem niedrigsten pH-Wert (Methansäure) reagiert mit dem Magnesiumband am stärksten. Es reagieren alle drei Carbonsäuren mit dem Metall unter H2-Freisetzung:
2H3O+(aq) + Mg(s) → H2O(l) + H2(g) + Mg2+(aq)
Die Abnahme der Säurestärke in der homologen Reihe der Alkansäuren kann durch den positiven Induktionseffekt (+I-Effekt) des Alkylrestes erklärt werden. Die Alkylkette schiebt Elektronen hierbei zur –COOH-Gruppe, wodurch das Proton schlechter abgespalten werden kann. Je länger die Alkylkette, desto stärker wird der +I-Effekt.
Entsorgung
Die Säuren werden über den Säure-Base-Abfall entsorgt.
Anmerkungen & Unterrichtsanschlüsse: Durch diesen Versuch kann der Induktionseffekt eingeführt und besprochen werden, da er die Abnahme der Säurestärken sehr veranschaulichend darstellt. Dieser Versuch sollte aufgrund der konzentrierten Säure von einer Lehrkraft durchgeführt werden. Es kann außerdem zu einer starken Geruchsbelastung kommen.
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