Nachweis von Zitronensäure

von Jannik Nöhles

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Ziel des Versuchs In diesem Versuch weisen die SuS Zitronensäure in Zitronen nach

Vorbemerkung

Dieser Versuch dient als Nachweisreaktion für natürliche Carbonsäuren in Lebensmitteln, in diesem Fall Zitronensaft. Die SuS sollten bereits eine Einführung in die Komplexchemie erhalten haben.

Materialien

Trichter, Filterpapier, Bechergläser, Magnetrührer, Indikatorpapier

Chemikalien

Zitronensaft, Calciumchlorid, Ammoniak

Gefahrstoffe

Gefahrstoff	H-Sätze	P-Sätze
Ammoniaklösung 5 - 10%	H314, H335, H400	–
Calciumchlorid-2-H2O	H319	–
Citronensäure-1-H2O	H318	P280, P305+P351+P338, P309+P310

Durchführung

Der Saft einer Zitrone wird ausgepresst und filtriert. Das Filtrat wird solange mit Ammoniak versetzt, bis die Lösung leicht alkalisch ist (Indikatorpapier). Anschließend wird die Lösung mit einigen Millilitern Calciumchlorid-Lösung versetzt. Das Gemisch wird solange auf dem Magnetrührer erhitzt bis ein weißer Feststoff ausfällt. Der Feststoff kann im Anschluß noch abfiltriert und getrocknet werden. Als Blindprobe kann analog zu dieser Durchführung der Versuch zusätzlich mit einer Citronensäure-Lösung durchgeführt werden.

Beobachtung

Während des Erhitzens bildet sich ein weißer Niederschlag im Becherglas mit dem Zitronensaft.

Abbildungen

Abb. 1: Zitronensaft mit Ammoniak und Calciumchlorid nach dem Erhitzen
Abb. 2: Zitronensaft mit Ammoniak und Calciumchlorid vor dem Erhitzen

Deutung

Bei dem Niederschlag handelt es sich um schwer lösliches Tricalciumcitrat. Die in der Zitrone enthaltene Citronensäure ist eine dreiprotonige Carbonsäure. Die Zugabe von Ammoniak stellt sicher, dass die Citronensäuremoleküle komplett deprotoniert vorliegen. Bei Raumtemperatur bilden die Calcium- und Citrat-Ionen einen wasserlöslichen Citrat-Komplex.

Ca²⁺_(aq) + 2 Cit^3-_(aq) → [CaCit₂]^4-_(aq)

Durch Erhitzen und einen Überschuss an Calcium-Ionen bildet sich dann das schwerlösliche Tricalciumcitrat.

[CaCit₂]^4-_(aq) + 2 Ca²⁺_(aq) → Ca₃Cit_{2 (s)} ↓

Entsorgung

Das getrocknete Tricalciumcitrat kann im Feststoffabfall entsorgt werden, die verbliebene Lösung im Säure-Base Behälter.

Anmerkungen & Unterrichtsanschlüsse

Dieser Versuch kann als Einführung in das Thema der Carbonsäuren fungieren. SuS können anhand des Versuches sehen, dass Carbonsäuren sie im Alltag umgeben. Neben Zitronen können auch andere Lebensmittel auf Citronensäure getestet werden.

Literatur

Kuhn, I. http://www.chids.de/dachs/praktikumsprotokolle/PP0055Nach weis_von_Carbonsaeuren.pdf (Zuletzt abgerufen am 03.08.2016)