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Der Einfluss von Schwefelsäure auf Kohlenhydrate

von Niklas Heier

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Ziel des Versuchs In diesem Versuch wird die Gefahr, die von der Schwefelsäure ausgeht demonstriert werden. Sie entzieht Kohlenhydraten Wasser und es bleibt nur noch reiner Kohlenstoff übrig.

Vorbemerkung

Dieser Versuch soll den Einfluss von konzentrierter Schwefelsäure auf organische Stoffe zeigen. Dieser Showversuch kann genutzt werden, um das Gefahrenpotential der Schwefelsäure noch einmal zu verdeutlichen oder um zu zeigen, dass die Stoffe, die von der Säure zerstört werden, alle Kohlenstoff als Grundbaustein haben. Er lässt sich deshalb gut am Übergang zwischen anorganischer und organischer Chemie einsetzen, wobei das Augenmerk eher auf dem Kohlenstoff als auf der Schwefelsäure liegt.

Materialien

Sägespäne, ein altes Frotteehandtuch, Würfelzucker, 3 Petrischalen, ein 100-mL-Becherglas, ein Stück Papier

Chemikalien

konzentrierte Schwefelsäure

Gefahrstoffe

Gefahrstoff H-Sätze P-Sätze GHS-Piktogramme
Schwefelsäure konz. H314 – GHS05

Durchführung

Vier Stück Würfelzucker werden in einer Petrischale gestapelt, ein paar Sägespäne, sowie ein kleines Stück Papier werden in je eine Petrischale gegeben. Aus dem Handtuch wird eine kleine Ecke abgeschnitten, welche über die Öffnung des Becherglases gelegt wird. Nun werden auf jeden Stoff 6-10 Tropfen konz. Schwefelsäure gegeben.

Beobachtung

Der Zucker wird schwarz und es bilden sich Blasen. Die Sägespäne werden pechschwarz. Das Papier wird erst braun und nach einiger Zeit ist es auch schwarz. Das Stück Handtuch wird erst braun und an der Stelle, an der die Schwefelsäure mit dem Handtuch in Kontakt kam, entsteht ein Loch. Am Rand hat dieses Loch einen schwarzen Umriss und die heruntergetropften Handtuchreste im Becherglas sind auch schwarz.

Abbildungen

  • Abb. 1: Einfluss von Schwefelsäure auf Kohlenhydrate, v.l.n.r. Würfelzucker, Sägespäne, Papier, Handtuch

Deutung

Durch ihre hygroskopische Wirkung entzieht die Schwefelsäure den Kohlenhydraten das Wasser, wodurch deren Struktur zerstört wird. Der kleinste Baustein dieser organischen Substanzen ist der Kohlenstoff, der anhand der charakteristischen Farbe leicht erkannt werden kann.

Die Reaktionsgleichung für den hygroskopischen Zerfall am Beispiel von Zucker:

C6H12O6 (s) + 6 H2SO4 (aq) → 6 C(s) + 6 HSO4-(aq) + 6 H3O+(aq)

Entsorgung

Auf das Reaktionsgemisch wird Wasser gegeben, neutralisiert und in den Abfluss gegeben.

Anmerkungen & Unterrichtsanschlüsse

In diesem Showexperiment wird mit konzentrierter Schwefelsäure gearbeitet, deshalb sollte er dringend von der Lehrperson mit entsprechender Schutzkleidung durchgeführt werden. Um besser beobachten zu können, bietet es sich an, ggf. eine Kamera zu benutzen, wodurch alle SuS gleichermaßen gut beobachten können, obwohl das Experiment auf dem Lehrertisch stattfindet. Den SuS sollte nach diesem Versuch das Gefahrenpotential der Schwefelsäure bewusst sein und sie sollten für Folgeexperimente für den Umgang mit dieser Säure sensibilisiert worden sein.

Literatur

D. Wiechoczek, http://www.chemieunterricht.de/dc2/kh/kh-h2so4.htm, 5.08.2013, 21:33 Uhr.

K. Sommer & H.-J. Jahns, Chemische Versuche im Unterricht – Teil 1, O. Schmidt KG, 1961, S. 131 & 132.