Geräte
und Hilfsmittel:
Stativ, Brenner, Dreifuß, Erlenmeyerkolben, durchbohrter Stopfen,
Kühlrohr, Becherglas
Substanzen: Rotwein
Versuchsanleitung:
Mit den oben angeführten Geräten baut man einen Destillationsapparat
auf. Der Wein wird solange erhitzt, bis er zu sieden beginnt (~ 80°C
bis 90°C).
Beobachtung:
Sobald der Wein zu sieden beginnt, steigt der verdampfte Alkohol auf.
Im Kühlrohr kühlt er wieder ab, das Gas kondensiert. Das flüssige
Destillat rinnt aus dem Kühlrohr in das Becherglas. Das Destillat
riecht süßlich, aber scharf.
Zusatzinformation:
Alkohole sind organische Verbindungen, die sich von den Kohlenwasserstoffen
ableiten lassen und in denen mindestens eine OH-Gruppe (Hydroxylgruppe)
direkt mit einem Kohlenstoffatom verbunden ist. Im allgemeinen Sprachgebrauch
versteht man unter dem Begriff "Alkohol" das Ethanol (Ethylalkohol).
Paracelsus übertrug die Benennung "Alkohol" auf eine leicht
flüchtige Substanz, die sich bei der Destillation von Wein gewinnen
ließ.
Ethanol:
Bei C2H5OH handelt es sich um eine klare, farblose Flüssigkeit mit
brennendem Geschmack sowie charakteristischem Geruch.
Ethanol ist beispielsweise in Getränken wie Bier, Wein oder Weinbrand
enthalten. Aufgrund seines niedrigen Gefrierpunkts wird dieser Alkohol
(eingefärbt) als Messflüssigkeit in Thermometern verwendet; insbesonders
dann, wenn Temperaturen unterhalb des Gefrierpunkts von Quecksilber
(-40 °C) anzuzeigen sind. Ethanol eignet sich auch als Gefrierschutzmittel,
z. B. in Scheibenwaschanlagen von Kraftfahrzeugen.
Konzentriertes Ethanol lässt sich u. a. durch Destillation seiner
verdünnten Lösungen gewinnen. Handelsübliches Ethanol enthält knapp
96 Volumenprozent Ethanol und etwa vier Volumenprozent Wasser.
Höhere Konzentrationen sind durch Destillation nicht erzielbar,
aber mit bestimmten Chemikalien lässt sich das restliche Wasser entfernen
und so genannter absoluter Alkohol herstellen. Die Erzeugung und der
Verkauf von Ethanol untersteht in vielen Ländern der staatlichen Kontrolle.
Schon in alten Zeiten gewann man Ethanol durch Gärung von Zucker.
Das gesamte Ethanol für alkoholische Getränke wird auch heute noch
auf diesem Weg hergestellt (Fermentation). Die Rohstoffe dafür sind
u. a. Rohrzuckersaft, Produkte aus der Holzverzuckerung, Früchte und
Trauben oder Stärke aus beispielsweise Mais, Kartoffeln oder Getreiden.
Grob betrachtet lässt sich die Gärung durch folgende Summengleichung
zusammenfassen:
Destillation:
Destillation ist ein besonderes Reinigungsverfahren, bei dem man eine
Flüssigkeit so lange erhitzt, bis ihre flüchtigen Bestandteile in
die Gasphase übergehen. Kühlt man den Dampf dann wieder ab, so erhält
man die kondensierten Bestandteile in flüssiger Form. Man bezweckt
damit hauptsächlich, ein aus mehreren Komponenten bestehendes Gemisch
in die Einzelkomponenten aufzutrennen. Bei diesem Prozess nutzt
man die unterschiedlichen Flüchtigkeiten der einzelnen Komponenten
(z. B. Trennung der flüchtigen Bestandteile von den nichtflüchtigen)
aus. Bei Verdampfung und Trocknung hat man es gewöhnlich auf die am
wenigsten flüchtige Komponente abgesehen, der flüchtigere Bestandteil
(meist Wasser) wird entfernt.
Bestehen in der Flüchtigkeit (und damit auch im Siedepunkt) zweier
Komponenten eines Gemisches große Unterschiede, so lässt sich
die Trennung mittels einfacher Destillation leicht bewerkstelligen.
So gelingt beispielsweise die Reinigung von Meerwasser, das etwa vier
Prozent an gelösten Feststoffen enthält (hauptsächlich Kochsalz),
ohne weiteres. Durch Verdampfung des weitgehend entsalzten Produktes
und anschließende Kondensation des Dampfes erhält man schließlich
destilliertes Wasser.
Unterscheiden sich die Siedepunkte der Bestandteile eines Gemisches
nur gering voneinander, ist eine vollständige Trennung mit einer
einfachen Destillation nicht zu erreichen. Ein Beispiel dafür ist
die Trennung von Wasser, das bei 100 °C siedet, und Ethanol (Alkohol),
der bei 78,5 °C siedet. Kocht man eine Mischung dieser beiden Flüssigkeiten,
so enthält der aufsteigende Dampf etwas mehr Alkohol und weniger Wasser
als die Flüssigkeit, aus der er stammt. Das so gewonnene Destillat
ist folglicherweise kein reiner Alkohol. Um auf eine Lösung mit etwa
50 Prozent Alkohol (z. B. für Whisky) zu konzentrieren, muss das Destillat
noch mindestens ein- bis zweimal destilliert werden.
Für technischen Alkohol (95-prozentig) wiederholt man die Destillation
mehrmals.
Quellen:
Encarta Enzyklopädie Kompakt Brockhaus
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