MINT lernen

Hydrophil und lipophil

Zwei Sachaufgaben: vom Salatdressing bis zum Pinselreiniger.

Dein Fortschritt:
0 / 0 Aufgaben
1

Das Salatdressing

AFB I–II

Für ein Dressing werden Essig (im Wesentlichen Wasser mit etwas Essigsäure) und Speiseöl in eine Flasche gegeben und kräftig geschüttelt. Kurz danach ist die Flüssigkeit trüb; nach einigen Minuten liegen wieder zwei klare Schichten übereinander.

  1. Beschreibe den Zustand in der Flasche nach einigen Minuten Stehen.
  2. Ordne Öl und Essig jeweils die Begriffe hydrophil bzw. lipophil zu.
  3. Begründe auf Teilchenebene, warum sich die Schichten nach dem Schütteln wieder trennen.

Hinweise

Hinweis zu Aufgabe a)
Wie viele Schichten gibt es, welche liegt oben?
Hinweis zu Aufgabe b)
Welcher Stoff besteht überwiegend aus Wassermolekülen?
Hinweis zu Aufgabe c)
Vergleiche die Kräfte zwischen Wassermolekülen mit den möglichen Kräften zwischen Wasser und Öl.

Erwartungshorizont

Erwartungshorizont zu Aufgabe a)

Es liegen zwei Phasen übereinander: oben das Öl (kleinere Dichte, etwa 0,92 g/cm³), unten der wässrige Essig. Die Grenzfläche ist scharf.

Erwartungshorizont zu Aufgabe b)

Essig (wässrig) ist hydrophil. Speiseöl besteht aus Molekülen mit langen Kohlenwasserstoffketten und ist lipophil (hydrophob).

Erwartungshorizont zu Aufgabe c)

Wassermoleküle sind über starke H-Brücken verbunden. Zwischen Wasser- und Ölmolekülen wären nur schwache Van-der-Waals-Kräfte möglich. Die Wassermoleküle ziehen sich daher bevorzugt gegenseitig an und drängen die Öltröpfchen zusammen, bis wieder zwei Phasen entstehen.

2

Pinsel reinigen

AFB II–III

Pinsel mit Acrylfarbe lassen sich mit Wasser auswaschen. Für Ölfarbe empfiehlt der Baumarkt Testbenzin, ein Gemisch aus Alkanen mit etwa 7 bis 12 C-Atomen. Ein Schüler behauptet: „Spiritus geht bestimmt auch, der ist ja ebenfalls brennbar.“ Spiritus besteht überwiegend aus Ethanol.

  1. Vergleiche Wasser und Testbenzin hinsichtlich Polarität und der Kräfte zwischen ihren Molekülen.
  2. Stelle eine begründete Vermutung auf, ob sich Ölfarbe mit Spiritus entfernen lässt.
  3. Entwickle einen einfachen Versuch, mit dem du prüfen kannst, ob ein unbekanntes Lösungsmittel eher hydrophil oder lipophil ist.

Hinweise

Hinweis zu Aufgabe a)
Betrachte ΔEN der Bindungen und den Molekülbau.
Hinweis zu Aufgabe b)
Ethanol hat einen hydrophilen und einen lipophilen Molekülteil.
Hinweis zu Aufgabe c)
Nutze zwei Vergleichsflüssigkeiten, deren Verhalten du kennst.

Erwartungshorizont

Erwartungshorizont zu Aufgabe a)

Wasser: polare O–H-Bindungen, gewinkelt → Dipol, H-Brücken zwischen den Molekülen, hydrophil. Testbenzin: nur C–C- und C–H-Bindungen → unpolar, nur Van-der-Waals-Kräfte, lipophil. Gemeinsam: beide sind flüssig und farblos.

Erwartungshorizont zu Aufgabe b)

Vermutung: teilweise. Ethanol besitzt mit dem Ethylrest einen lipophilen Teil und kann lipophile Stoffe etwas lösen, der kleine Rest ist aber viel schwächer lipophil als die langen Ketten im Testbenzin. Die Brennbarkeit ist dabei kein Argument — sie sagt nichts über die Löslichkeit aus.

Erwartungshorizont zu Aufgabe c)

Je 2 mL des Lösungsmittels in zwei Reagenzgläser geben, in eines 2 mL Wasser, in das andere 2 mL Heptan; schütteln und stehen lassen. Eine Phase mit Wasser → hydrophil; eine Phase mit Heptan → lipophil; mit beiden eine Phase → beide Molekülteile ausgeprägt. Schutzbrille, kein offenes Feuer (Heptan ist leicht entzündlich).