Philipps- Universität Marburg 21.11.08 Name: Thomas Ichter
Organisches Grundpraktikum (LA) Assistentin: Beate Abé
Organisch- Chemisches Grundpraktikum WS 08/09
Gruppe 2
Brennender Geldschein
Übersichtsreaktion:
C2H5OH + 3 O2 2 CO2 + 3 H2O Zeitbedarf:
Vorbereitung: 5 Minuten Durchführung: 5 Minuten Nachbereitung: 2 Minuten
Chemikalien:
Chemikalien R- Sätze S- Sätze Gefahrensymbol Menge
Wasser k.A. k.A. k.A. 50 mL
Ethanol, C2H6O 11 2- 7- 16 F 50 mL
Natriumchlorid, NaCl
k.A. k.A. k.A. Zwei Teelöffel
Gefahrensymbole:
F: Leichtentzündlich Geräte:
- Petrischale - Tiegelzange - Feuerzeug - Spatel
- 5 Euro- Geldschein
Durchführung:
50 mL Wasser, 50 mL Ethanol und 2 Teelöffel NaCl werden in eine Petrischale gegeben.
Anschließend kann der Geldschein in diesem Gemisch einige Zeit getränkt werden. Der
Geldschein wird anschließend mit einer Tiegelzange aus der Lösung genommen und angezündet.
Beobachtung:
Es ist zu beobachten, dass das Ethanol- Wasser Gemisch mit gelblich- oranger Flamme verbrennt.
Der Geldschein hingegen ist fast vollständig unbeschädigt und trocken.
Lediglich am äußeren Rand ist eine Verbrennung des Geldscheines zu erkennen, da er an dieser Stelle nicht gut genug im Gemisch getränkt worden ist.
Entsorgung:
Das noch vorhandene Ethanol- Wasser Gemisch kann in den Abfluss überführt werden.
Fachliche Analyse:
Geldschein:
Banknoten bestanden ursprünglich aus Papier und werden in vielen Ländern noch immer auf Papier gedruckt. Es können allerdings auch andere Materialien wie z.B. Kunststoff verwendet werden. Unsere Euro- Banknote besteht aus Baumwolle.
„Polymerbanknoten“ sind vor allem in tropischen und subtropischen Ländern wie z.B. in Australien, Brasilien, Mexiko, Nepal, Sambia, Sri Lanka, Thailand usw. anzutreffen.
Banknoten aus Polymer haben den Vorteil einer längeren Haltbarkeit, sind in ihrer Herstellung teurer als Papierbanknoten und können in einigen Fällen in Geldautomaten nicht verarbeitet werden.
Cellulose:
Baumwolle enthält ca. 98 % Cellulose, während man aus Holz 50 % und aus Stroh 30 % Cellulose gewinnen kann. Der restliche Anteil der Baumwolle besteht aus pflanzlichen Wachsen. Unsere Euro- Banknote besteht somit zum größten Anteil aus Cellulose.
Die Cellulose((C6H10O5)n), ist der Hauptbestandteil von pflanzlichen Zellwänden und damit auch die häufigste organische Verbindung der Erde.
Abb. 39.8
Quelle: Eberhart Breitmaier, Günther Jung, „ Grundlagen, Stoffklassen, Reaktionen, Konzepte, Molekülstruktur“ 5., überarbeitete Auflage., Seite 873.
Cellulose findet vielseitige technische Verwendung. In der Bekleidungsindustrie wird Cellulose als Regeneratcellulosefaser (Viscose- Seide), Baumwollfaser und Leinen eingesetzt.
Ein weiteres wichtiges Anwendungsfeld ist die Baustoffindustrie, in welcher Cellulosederivate wie Methylcellulose verwendet werden. Außerdem wird Cellulose für die Verpackung einer Zigarettenschachtel, die Herstellung von Tischtennisbällen und in der Papierindustrie verwendet. Wie folgende Abbildung zeigt findet die Cellulose noch in mehreren anderen Bereichen Verwendung.
Quelle: siehe oben
Ethanol:
Ethanol (C2H5OH) ist eine klare, farblose Flüssigkeit mit charakteristischem Geruch. Ethanol ist ein Alkohol und brennt mit blauer Flamme. Zusammen mit der Luft kann es explosionsfähige Gemische bilden. Es ist leichtentzündlich und verbrennt zu Wasser und Kohlenstoffdioxid.
Für unseren Versuch ist sowohl der Ethanol, als auch die Cellulose sehr wichtig, um die Theorie, welche mit diesem Versuch verknüpft ist, zu verstehen.
Im Ethanol- Wasser- Gemisch verdampft Ethanol und lässt sich entzünden.
C2H5OH + 3 O2 2 CO2 + 3 H2O Flammpunkt < 100°C
Es ist eine helle, intensive orangefarbene Flamme zu erkennen. Flammen sind brennende Gase. Das im Ethanol- Wasser- Gemisch vorhandene NaCl sorgt für die orange Flammenfärbung.
Vom Ethanol- Wasser- Gemisch verbrennt lediglich der Ethanolanteil an der Oberfläche des Geldscheins, der vom Wasser- Anteil geschützt wird. Das Gemisch verarmt somit mehr und mehr an Ethanol. Die Wassereste sorgen durch ihre Verdampfung dafür, dass die Temperatur nicht über 100°C steigt und somit nicht die für die Entzündung von Cellulose nötigen 170°C erreicht werden.
((C6H10O5)n) + O2 reagiert nicht Flammpunkt > 100°C
Didaktische Analyse:
Der Versuch „Brennender Geldschein“ ist ein sehr spektakulärer und interessanter Versuch.
Es ist sinnvoll ihn in einer Oberstufenklasse durchzuführen, da die Alkanole und Cellulose Teil organischen Chemie sind.
Allerdings könnte man den Versuch etwas verändert durchführen, in dem man anstelle von Na- Ionen, Strontium- oder Barium- Ionen in das Ethanol- Wasser- Gemisch einbringt. Somit würde es zu einer anderen Flammenfärbung kommen und die Schüler bzw. Schülerinnen würden die jeweilige Flammenfärbung einem Stoff zu ordnen können. Im Hinblick auf dieses Phänomen wäre der Versuch auch für eine Mittelstufenklasse geeignet.
Der Versuch ist sehr leicht durchzuführen und man braucht keinen großen Zeitaufwand für die Vorbereitung und Entsorgung.
Abschließend lässt sich sagen, dass dieser Versuch als Schulversuch geeignet ist, da er ein
„Showversuch“ ist, den die Schüler lange in Erinnerung behalten werden und er einen geringen Zeitaufwand hat.
Literatur:
- Soester Liste Version 2.7 - www.experimentalchemie.de
- Eberhart Breitmaier, Günther Jung, „ Grundlagen, Stoffklassen, Reaktionen, Konzepte, Molekülstruktur“ 5., überarbeitete Auflage
- www.chids.de
