Experimenteliste zu den Kohlenhydraten

Beim Experimentieren den Allgemeinen Warnhinweis unbedingt beachten.

Die Tendenz von Schwefelsäure, Wasser an sich zu reißen, geht so weit, dass sie sogar aus organischen Molekülen Wasser abspaltet. Das kann man bekanntlich besonders gut an den Kohlenhydraten zeigen, die dabei verkohlen. Formal gilt:

C₆H₁₂O₆ + 6 H₂SO₄ ———> 6 C + 6 H₂SO₄ · H₂O       / exotherm

Einen besonders schönen Reaktionseffekt erzielst du mit Saccharose (Rüben- oder Rohrzucker).

Versuch 1: Zersetzung von Saccharose durch Schwefelsäure (Zuckerkohle-Versuch) Fülle ein Becherglas (100 mL, hohe Form) zu zwei Dritteln mit Saccharose und stelle es auf eine säurefeste Unterlage. Tropfe zur Reaktionsbeschleunigung 4 mL Wasser darauf. Nun gieße etwa 25 mL konzentrierte Schwefelsäure (C) auf den Zucker und warte etwas. Wenn nötig, stütze die Kohlewurst mit einem Glasstab (siehe Bild).

Dass hierbei deutlich Schwefeldioxid zu riechen ist, zeigt, dass bei der Saccharosezersetzung auch komplizierte Redox-Vorgänge ablaufen. Lies dazu auch unsere Hintergrundinformationen.

Bild 1 (Foto: Blume)

Die Wirkung von konzentrierter Schwefelsäure auf Kohlenhydrate kannst du auch in einem anderen Versuch zeigen.

Versuch 2: Wirkung von Schwefelsäure auf Leinen a) Lege ein Stück Leinentuch in konzentrierte Schwefelsäure (C). Wie lange dauert es, bis das Leinenstück verkohlt ist? b) Tropfe auf ein größeres Leinenstück etwas verdünnte Schwefelsäure (c = 1 mol/L; Xi) und lege das Stück beiseite. Prüfe die betropfte Stelle nach einer Woche (Bild).

Bild 2 (Foto: Blume)

Wegen dieser Fähigkeit, organisches Material zu zersetzen, ist die Schwefelsäure so aggressiv und gefährlich. Dafür gibt es sogar Beispiele aus der Geschichte.

Technische Anwendungen der Schwefelsäure-Hygroskopie
Die große Affinität zu Wasser ist aber auch Grundlage einiger technischer Verfahren: Taucht man z. B. Papier, das aus Cellulose besteht, kurzfristig in die Säure, so verkohlt es nicht, sondern wird in Pergamentpapier umgewandelt.

Versuch 3: Herstellung von Pergamentpapier In kalte, 80%ige Schwefelsäure (C) wird 10 sec lang ein Stück Filterpapier halb eingetaucht. Dann wird es rasch unter fließendem Wasser gut abgespült und getrocknet. Beschreibe das Papier. Was passiert, wenn du das Papier längere Zeit in der Säure belässt? Die Schwefelsäure muss wirklich kalt sein. Dies ist zu beachten, wenn die Lösung erst kurz vorm Unterricht hergestellt wird.

Wir lernen daraus, dass Pergamentpapier aus teilweise zerstörter Cellulose besteht. Deshalb gehört es auch nicht ins Altpapier.

Aber auch bei anderen chemischen Verfahren schätzt man die aggressive Hygroskopie der Schwefelsäure. Du kennst vielleicht die Veresterungsreaktionen, bei denen Schwefelsäure als Katalysator wirkt. Ein Beispiel:

Genau genommen sind es ihre Protonen, die katalytisch wirken. Deshalb kann man hier auch jede beliebige Säure oder sogar saure Kationenaustauscher verwenden. Schwefelsäure absorbiert aber zugleich das Nebenprodukt Wasser und verschiebt damit das Gleichgewicht der Reaktion in Richtung auf Esterbildung.

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