Anfragen wegen Facharbeiten
Aus dem E-Mail-Korb von Professor Blume

Facharbeiten 154
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F: Ich schreibe zur Zeit an meiner Facharbeit im Leistungskurs Chemie zu Thema Kunststoffe aus nachwachsende Rohstoffen.Hierbei habe ich auch selbst Stärkefolien hergestellt allerdings nach einer anderen Versuchsanleitung. Der Versuchsaufbau entspricht fast ihrem ausser, dass vor dem erhitzen noch 3 ml Salzsäure (c=0,1 mol/l) hinzugegeben werden und nach ca. 20 min kochen (mit Rücklaufkühler) 2ml Natronlauge (c=0,1 mol/l)zum stoppen der Reaktion zugeben wird.Meiner Vermutung nach dient dies dazu die Amylopektin Moleküle zu spalten um eine besser Kristallisierung zu ermöglichen.Ist diese Annahme korrekt.
In meiner zweiten Frage geht es um die technische Herstellung der Stärkefolien.Sie schreiben, dass eine partiell oxidierte Stärkealdehyd verwendet wird. Dafür müssten doch zuerst die Kette der Glucosemoleküle gespalten werden, da sonst ja eigentlich eine Stärkeketon vorliegen müsste oder werden nur die Hydroxygruppen der jeweils letzten Glucosemoleküle oxidiert?Wenn eine Spaltung vor liegt wird diese durch Enzyme oder Säurehydrolyse bewirkt und wo werden die Ketten gespalten bzw. wie lang sind die Reststück oder entsteht ein Gemisch aus verschiedenen langen Ketten?

Danke schon mal für die Antwort. Ihre Internetseite ist übrigens die umfangreichste, informativste und best verständlichste die im deutsche Web zu finden ist.


A: Durch die HCl-Zugabe kommt es zu einer partiellen Hydrolyse der Stärke; der Sinn ist mir nicht klar, denn dadurch werden die Makromoleküle, auf deren Basis die Folienbildung beruht, abgebaut.

Bei der Oxidation mit Iodat werden die Ketten nicht zerstört; es findet eine Spaltung innerhalb der Glucosereste zwischen den C-Atomen 2 und 3 statt, wobei Aldehyde entstehen. Diese „Dialdehydstärke“ wird der normalen Stärke zugesetzt und verbessert als vernetzender Zusatz die Stärkefolien. Sie bildet mit den OH-Gruppen der nativen Stärke die bekannten Acetale, die zu Quervernetzungen führen.


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F: Ich schreibe zur Zeit an einer Facharbeit zum Thema Handwärmer und bin dabei auf ihre Website gestoßen. Da ich unter den hier: http://www.chemieunterricht.de/dc2/tip/01_99.htm aufgeführten Versuchen vorallem Versuch 3 interessant fand entschied ich mich diesen durchzuführen. Aus Materialmangel in der Chemiekaliensammlung unsere Schule führte ich den Versuch nicht mit 500g Natriumacetat-Trihydrat und 50ml Wasser durch, sondern mit 100g und 10ml. Das Salz lößte sich auch vollständig und ich erhielt eine leicht trübe Lösung. Aber jetzt zu meinem Problem:
Als ich die Lösung abkühlen ließ begann ich ab etwa 65°C von Innen an der Glasscheibe zukratzen und warf zur Sicherheit bei 58°C nocheinmal einen Impfkristall in den Erlenmeyerkolben. Dennoch viel die Temperatur weiter und blieb erst bei etwa 52°C für 20 Minuten stehen. Nun meinen Fragen: Wodran könnte das liegen, dass die Temperatur nicht bei 58°C verharrte sondern bei 52°C? Es kann ja eigentlich nicht sein, dass die Kristallisation erst bei 52°C einsetz hat, sonst wäre ja die Temperatur wieder Richtung 58°C gestiegen oder? Kann das ganze vielleicht damit zu tun haben, dass ich nur 1/5 der in Ihrer Versuchsbeschreibung angegebenen Chemiekalien verwendet habe? Oder liegt es vielleicht dadran, dass das verwendete Natriumacetat-trihydrat nicht mehr das frischeste war?
Wie Sie sehen habe ich mir schon einige Gedanken gemacht, ich bin mir aber absolut unsicher wie ich diese Versuchsergebnisse jetzt genau deuten soll. Über einen Ratschlag wäre ich sehr dankbar.


A: Ferndiagnosen sind immer schwierig. Machen Sie sich über die wenigen Grad Unterschied nicht so viele Gedanken...

Ursache kann alles sein: Vielleicht stimmt das Thermometer nicht, oder die Substanz ist unrein. Bei zu geringen Mengen wirkt sich auch die Umgebungstemperatur (z. B. die des Gefäßes) stark aus. Nehmen Sie die vorgeschriebenen Mengen.


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F: Ich versuche momentan verzweifelt meine Laborstunden abzuleisten, habe aber so langsam ein Defizit an möglichen Versuchen, die zu meinem Facharbeitsthema "Moderne Spurenanalyse in der Kriminologie" passen.
Bisher habe ich mich ausschließlich mit Luminol beschäftigt, suche aber auch nach anderen organischen Verbindungen die in der Kriminologie benützt werden, da das Thema ja nicht einfach nur "Luminol" ist.
Habe mir Fachliteratur bestellt, allerdings ist diese schwer zugänglich, da es sich meist um Lehrbücher der Pathologie oder Polizei handelt, und die natürlich erst mal wissen wollen, was man mit der Thematik anfangen will.
Da meine FA-Betreuerin meinte ich solle mal auf diese Webseite schauen, ich aber auch nicht auf andere Stoffe gestoßen bin, wollte ich nun direkt anfragen.
Mit freundlichen Grüßen


A: Fachmann für die schulmethodische Bearbeitung ihres Themas ist Prof. Hans Joachim Bader von der chemischen Fakultät der Uni Frankfurt.


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F: Ich schreibe im Moment an meiner Facharbeit über die Herstellung eines Chemischen Gartens.
Beim durchführen des Versuch habe ich gesehen, dass ein Gas entsteht, durch das die Arme nach oben wachsen. Leider kann ich mir nicht erklären, welches Gas bei dem Versuch entstanden sein könnte.
Ich hoffe sie können mir helfen.


A: Zu diesem Thema klicken Sie hier.


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F: Ich bin Maturandin und habe mich mit meinem Projekt im Bereich Bodenchemie zur Teilnahme am nationalen Wettbewerb der Stiftung Schweizer Jugend forscht qualifiziert. Zur Zeit bin ich mit dessen Erweiterung beschäftigt und bin so auf Ihre Vorschrift zur Synthese von huminsäureähnlichen Substanzen gestoßen. In diesem Sinne zuerst einmal herzlichen Dank für eine Vorschrift, die auch mit den einfachen Mitteln eines Schullabors durchgeführt werden kann.

Nun also zu meiner Frage: Mir ist klar, dass die Citronensäure mit dem NaOH zu Trinatriumcitrat reagiert und letzteres auch als Wasserenthärter eingesetzt wird und somit Komplexe mit genau jenen Ionen bilden kann, die mich bei meiner Arbeit interessieren. Das Verhältnis ist 1:1, somit könnte aufgrund meiner Berechnungen mit Ihren Angaben außerdem das Mononatriumsalz des Hydrochinons entstehen. Leider kann ich mir die Rolle des K2S2O8- das doch eigentlich bei der Elbs-Oxidation eingesetzt wird (nur, dass wir hier schon Hydrochinon verwenden)- nicht ganz erklären. Muss man sich hier ein pH-Stabilitätsdiagramm des Systems HSO4-/SO42- anschauen?

Ich habe mit dem entstandenen Niederschlag (übrigens sind bei mir teilw. auch kl. Aggregate entstanden) bereits ein Exp. zum Pflanzenwachstum und ein Batch-Verfahren mit CaCl2-Lsg. durchgeführt; für weitere Versuche wäre ich mir aus Sicherheitsgründen aber gerne ganz sicher, um was es sich bei der Substanz (Niederschlag) genau handelt. In Anbetracht der Tatsache, dass mir mein Lehrer in diesem Falle auch nicht weiterhelfen konnte, würde ich mich sehr über eine Antwort von Ihrer Seite freuen.


A: Ich weise Sie erst einmal darauf hin, dass die von uns gegebene Anleitung keine wissenschaftliche Veröffentlichung im engeren Sinne ist.

Das Verfahren ist gängig. Es geht hierbei nur darum, auf beschleunigtem Wege oxidativ ein irgendwie polares und dazu noch ionisches organisches Polymer herzustellen. Das Produkt entspricht dann in vielen Eigenschaften den Huminsäuren. Sie können das Edukt auch noch mit Aminozuckern anreichern.

Was da bei Ihnen entstanden ist, kann ich natürlich nicht sagen. Ohne eine gezielte Analytik ist das auch kaum möglich. Schon die Analyse eines natürlichen Huminsäuregemischs ist äußerst schwierig.

Sie machen sich Gedanken über die dabei ablaufenden Reaktionsmechanismen. Peroxosulfat ist Oxidationsmittel. Hydrochinon/Chinon sollen Bestandteile des Lignins symbolisieren, Citrat kann aufgrund seiner Zersetzungsmechanismen die Ringe verknüpfen und so für die auf dem Lignin beruhende Netzstruktur der ionenaustauscherartigen Polymermoleküle sorgen. Das alkalische Milieu fördert die Oxidation der organischen Moleküle, da bei den Elektronenübertragungsreaktionen Protonen entstehen. Ansonsten ist das Ganze wohl abzubuchen unter „Schmuddelreaktionen“.

Sicherheitsbedenken brauchen Sie wohl nicht zu haben. Essen würde ich das trotzdem nicht.

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Letzte Überarbeitung: 18. März 2010, Dagmar Wiechoczek