Viskosität von Alkanen

In diesem Versuch wird die Viskosität von Heptan, Paraffinöl und Petroleumbenzin untersucht, indem die Zeit gemessen wird, die die drei Flüssigkeiten benötigen, um aus einer Pipette zu fließen. Dass Paraffinöl und Petroleumbenzin Gemische aus unterschiedlich langen Alkanen sind, sollten die SuS als Vorwissen besitzen. Außerdem sollte der Begriff der Viskosität als Maß für die Zähflüssigkeit bekannt sein

10 mL Pipette, Stoppuhr, Becherglas, Peleusball

n-Heptan, Paraffinöl, Petroleumbenzin

In je eins der drei Reagenzgläser wird Heptan, Paraffinöl bzw. Petroleumbenzin gegeben. Mit einer Pipettewerden 10 mL aufgezogen, der Peleusball wird entfernt und die Zeit bis zur Entleerung wird gestoppt.

Es dauert 7 Sekunden, bis Heptan aus der Pipette gelaufen ist. Petroleumbenzin benötigt 9 Sekunden und Paraffinöl 212 Sekunden.

Es lässt sich eine Abhängigkeit der Viskositätvon der Kettenlänge feststellen. Die Viskosität ist ein Maß für die Zähflüssigkeit.

Heptan besitztz mit Molekülen aus sieben Kohlenstoffatomen die kürzeste Kette, Petroleumbenzin besteht aus einem Gemisch von Alkanen mit einer Kettenlänge von 8-12 Kohlenstoffatomen und Paraffinöl aus Alkanen mit einer Kettelänge von 14-30 Kohlenstoffatomen. Je nach Länge der Kette unterscheidet sich die Viskosität, da sich mit steigender Kettenlänge stärkere van-der-Waals-Kräfte ausbilden, weil die längere Kette eine größere Kontaktfläche als eine kleine Kette bietet.

Aus diesem Grund sind die Ketten stärker miteinander verbunden, sodass Alkane mit einer längeren Kettenlänge viskoser sind. Die van-der-Waals-Kräfte, die erst in der Oberstufe thematisiert werden, können didaktisch reduziert werden, indem sie als temporäre Ladung, die infolge von Zusammenstößen entsteht, erklärt werden.

Die Entsorgung der Lösung erfolgt im Abfall für organische Lösungsmittel.

E. Irmer et al., elemente chemie 7-10, Ernst Klett 2010, S. 251.