Big Bang HTL 2, Schulbuch

60 Bereich Grundlagen der Chemie (II. Jahrgang, 3. Semester) In der polaren Substanz Wasser lösen sich somit andere polare Stoffe und auch ionische Substanzen (Salze) gut. Man sagt auch, diese Stoffe sind hydrophil (wasserliebend). (Im Gegensatz zu hydrophob = wasserabstoßend). Möchte man wissen, ob ein Stoff polar oder unpolar ist, braucht man seine Strukturformel. Dann schaut man, ob das Molekül symmetrisch ist oder nicht. Bei größeren Molekülen hilft uns jetzt einmal eine Faustre- gel (genaueres dann in Band 4): Besteht ein Molekül nur oder hauptsächlich aus Kohlenstoff und Wasserstoff , so ist es unpolar und nicht mit Wasser mischbar. Je mehr -OH , -SH , -NH oder =O Gruppen im Molekül vorkom- men, desto polarer wird das Molekül. Zu den Beispielen F48 und F49 : In Abb. 4.32 sieht man ein typisches Fettmolekül. Es besteht aus 3 langen Kohlenwasserstoff-Ketten (nur C und H Ato- me), verbunden über drei COO – Gruppen. Der unpolare An- teil der Kohlenwasserstoffkette überwiegt bei weitem, da- her sind Fettmoleküle unpolar . Wassermoleküle sind polar . Fett und Wasser sind nicht mischbar, daher kann Wasser keinen Fettfleck entfernen. ( F48 ) V 4.7 Überprüfung der Mischbarkeit mit Wasser Geräte und Chemikalien: Reagenzgläser, Stopfen, Spatel, Hartparaffin, Kochsalz, Benzin , ev. Indikatorfarbstoff nach Wahl Durchführung: a) Gib eine kleine Menge Kochsalz und eine kleine Menge Hartparaffin in je ein Reagenzglas. Fülle mit Wasser auf etwa 5 cm Höhe auf. Schütteln! b) Versuche, jeweils 2 cm hoch Benzin und Wasser in einem Reagenzglas zu mischen (ev. das Wasser mit Indikatorfarb- stoff anfärben) Aufgabe: –– Gib an, welche Substanzen (Kochsalz, Benzin, Hart- paraffin) polar sind und welche unpolar –– Überlege, ob sich Kochsalz oder Hartparaffin besser in Benzin lösen würde! –– Überprüfe durch einen Löslichkeitsversuch (s. o.) Besprich dein Vorgehen zuerst mit der Lehrkraft! Entsorgung: Benzinreste in Behälter A. e Abb. 4.32: Formel eines typischen Fettmoleküls Abb. 4.33: Formel Capsaicin Der scharfmachende Inhaltsstoff der Chilischote, das Cap- saicin , ist ebenfalls ein unpolarer Stoff (lange C-H-Kette, nur 3 O-Atome im Molekül). Hat er sich einmal an den Rezepto- ren auf der Zunge festgesetzt, so kann man ihn mit Wasser kaum wieder entfernen. Geeigneter ist ein unpolarer Stoff: Öl würde funktionieren (man muss es ja nicht trinken, Mund ausspülen würde schon reichen). Milch wäre auch möglich, denn Milch enthält ebenfalls Fettanteile. Trinkalkohol (je hochprozentiger desto besser) würde ebenfalls funktionie- ren, wenn auch nicht ganz so gut. Das Ethanol (Trinkalkohol) enthält einen polaren und einen unpolaren Anteil im Mole- kül und kann deshalb sowohl polare Stoffe als auch unpola- re Stoffe lösen. ( F49 ) Polare und unpolare Gase: Auch Gase können verschieden stark polar sein. Chlorwasserstoff-Gas (HCl) ist eine polare Substanz. Man kann in einem Liter Wasser bei 0 °C die ungeheure Menge von 520 Liter Chlorwasserstoffgas lösen. Dabei entsteht dann Salzsäure HCl aq . („aqu“ bedeutet „in Wasser gelöst“). Salzsäure ist also kein Reinstoff, sondern eine Lösung von Chlorwasserstoffgas in Wasser. Sauerstoff ist dagegen eine unpolare Substanz. Daher lösen sich nur geringe Mengen davon in Wasser. Bei 0 °C gerade mal 10,3ml Sauerstoff in 1 L Wasser. Das ist zwar relativ wenig, aber immer noch genug, um Fischen und anderen Wasserlebewesen genügend Sauerstoff zur Verfügung zu stellen. ( F50 ) Info: Gase in Wasser Abb. 4.34: Ethanol mit polarem (rot) und unpolarem Anteil (blau) Gase in Wasser – „für die Fisch“ Nicht nur Feststoffe lösen sich in Wasser, auch Gase tun das. Natürlicherweise lösen sich in Wasser die in der Luft vorhandenen Gase Stickstoff, Sauerstoff und Kohlendioxid. Vor allem der Sauerstoff ist wichtig für die Lebewesen in Gewässern. Die Löslichkeit von Gasen nimmt allerdings mit steigender Temperatur ab. Das heißt, wenn es wärmer wird, steht weniger Sauerstoff zur Verfügung. Das kann zum Problem werden, wenn Fabriken ihr Kühlwasser (das ja nach der Verwendung nicht mehr kühl ist, sondern warm!) in Flüsse leiten. Die Wassertiere sterben dann nicht etwa wegen Chemikalien, sondern einfach, weil das zu warme Wasser zu wenig Sauerstoff gelöst hat. i Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des V rlags öbv