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F: Meine Freundin und ich (11.Klasse,Gymnasium Winsen Luhe) sind auf der Suche nach detailierten Informationen zum Thema Bier bzw. Bierherstellung auf chemischer Grundlage. Nun ist das Thema "Bier" eine sehr umfangreiche Thematik, wir bitten Sie deshalb sich auf rein chemische Reaktionen (Reaktionsformeln) zu beziehen, zumal uns auch zu den physikalischen Abläufen außreichend Informationen und Grundlagen vorliegen.

A: Die chemische Formel der Hauptreaktion der alkoholischen Gärung ist:

C₆H₁₂O₆ ———> 2 C₂H₅OH + 2 CO₂ + Energie

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F: Helfen Sie mir bitte weiter ! ein Freund von mir sagte seine Klasse hätten ein versuch im Chemie gemacht (Alkohl aus Zucker, Wasser und einfacher Hefe hergestellt ! geht dieses ?) der Lehrer sagte noch das mann beim anzünden des Alkohols an der Flamme erkennen könte welcher Alkohl trinkbar ist und welcher nicht. Meine Frage:!! geht das wirklich das man aus den drei Zutaten Alkohol herstellen kann und welche Farb unterschiede hat es mit den Flammen aufsich??

A: Die Aussage deines Freundes stimmt. Man kann aus Zucker, Wasser und Hefe Alkohol machen. Stichwort: Alkoholische Gärung. So stellt man tatsächlich Bier aus zuckerhaltigem Getreideauszug her. (Den Zucker erhält man, indem man zuvor die Getreidestärke in Zucker umwandelt.) Weine gewinnt man aus zuckerhaltigem Traubensaft oder Obstsäften. Daraus destilliert man Hochprozentiges, zum Beispiel Weinbrand oder Schnäpse. Wodka beruht letztlich auf der Gärung von Kartoffelsud, und Korn wird aus Korn hergestellt.
Dass man an der Flammenfärbung erkennen kann, ob der Alkohol trinkbar ist oder nicht, ist - pardon - hirnrissig. Vielleicht meinte der Lehrer, dass das stark giftige Methanol mit etwas bläulicher Flamme verbrennt als das typische Schnaps-Ethanol. Da bereits Mischungen von Ethanol mit wenigen Prozenten an Methanol hochgiftig sind (Methanol schädigt zum Beispiel die Augennerven) und keine signifikanten Unterschiede in den Flammenfarben zeigen, ist das wirklich Unsinn.
Der genannte Lehrer wird das aber wohl kaum so gesagt haben... Wenn doch: Vielleicht ist er wegen des Genusses an Selbstgebranntem schon halbblind.

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F: Heute wende ich mich mit einer Frage bezüglich dem Vorkommen von Ionen im Boden an Sie.
Meine Schüler der AG Schüler experimentieren untersuchen das Vorkommen von Sulfat, Chlorid, Fe II und FeIII-Ionen, sowie von Calcium als Kalk im Boden!
Die Schüler haben noch keinen Hinweis gefunden, wie diese Ionen ohne Verwitzterungsprozesse oder Sauren Regen zusätzlich in den Boden gelangen können?
Vielleicht können Sie Ihnen eine Antwort geben?

A: Ihnen darauf eine Antwort zugeben, käme einer Abhandlung über die Bodenchemie gleich... Böden entstehen durch Verwitterung, bei der vor allem Wasser, Temperatur, Sauerstoff sowie der pH-Wert eine Rolle spielen. Die von Ihnen gefundenen Ionen sind - bis auf das Fe(II)-Ion - ubiquitäre Bestandteile von allen gängigen Bodenmineralien. Calcium- und Sulfat-Ionen gehören zum Beispiel beide zu Gips, Fe(III)-Ionen sind eigentlich überall zu finden. Wie Sie an das Fe(II) herankommen, ist mir nicht ganz klar. Denn das wird unter natürlichen Bedingungen durch Luftsauerstoff rasch zu Fe(III) oxidiert.
Ich meine, Sie sollten als Lehrer vor der Abhaltung einer solchen Unterrichtseinheit mehr Hintergrundinformationen zum Thema sammeln. Hierzu gibt es gute Bücher - zum Beispiel:
1. Scheffer/Schachtschnabel: Lehrbuch der Bodenkunde, Ferdinand Enke Verlag, Stuttgart 1992
2. R. Bochter: Boden und Bodenuntersuchungen, Praxis Schriftenreihe Band 53, Aulis Verlag, Köln 1995

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F: Ich habe da eine Frage: Bei der Reaktion von Kupferblech mit Salpetersäure läuft ja eine Redoxreaktion ab. Kommt es dabei zunächst zu einer Reduktion von oberflächlickem Kupferoxid zu metallischem Kupfer und dann zu einer Oxidation von metallischem Kupfer mit Salpertersäure zu Kupfernitrat mit Auftreten eines gelb-grünlichen Nebels in Form von Stickstoffoxid. Oder wie erfogt die Reduktion von oxideirtem Kupferblech mit Salpetersäure?

A: Ich gehe davon aus, dass du weißt: Bei Redoxreaktionen spielt die Sauerstoffübertragung grundsätzlich keine Rolle, sondern ist nur ein Spezialfall der Elektronenübertragungsreaktionen.
Der Weg über Kupferoxid wird hier überhaupt nicht beschritten. Die Salpetersäure wird vom Kupfer direkt reduziert. Dabei übernimmt sie vom Kupfer Elektronen. Du musst es dir so vorstellen, dass die HNO₃-Moleküle beim Kontakt mit dem Kupfermetall Elektronen abzapfen. Simultan stößt das nunmehr positiv aufgeladene Kupfer Kupfer(II)-Ionen ab.
Hier ist die Herleitung der Redoxgleichung durch Zerlegung in die beiden Teilreaktionen:

Reduktion: HNO₃ + 3 e^- + 3 H⁺ ———> 2 H₂O + NO           X 2

Oxidation: Cu ———> Cu²⁺ + 2 e^-                                     X 3

Redox: 2 HNO₃ + 3 Cu + 6 H⁺ ———> 3 Cu²⁺ + 4 H₂O + 2 NO

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F: Kann man das braun werden von obst mit dem rosten von metall vergleichen?

A: Guter Vergleich. Es handelt sich in der Tat um eine Reaktion von Pflanzeninhaltsstoffen mit Sauerstoff, wobei braune Stoffe entstehen. Dadurch wird der Oxidationsstreß abgebaut. Die Reaktion wird allerdings enzymatisch eingeleitet und dient wohl auch der Abwehr von Infektionen. In unserer Ascorbinsäure-Webseitengruppe sprechen wir das Thema genauer an.

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