Zucker im Reagenzglas
AFB I–IILena erhitzt Haushaltszucker (Saccharose, C₁₂H₂₂O₁₁) im Reagenzglas. Der Zucker schmilzt, wird braun und schließlich schwarz. Am kühlen oberen Rand des Glases bilden sich Tröpfchen, die Watesmo-Papier blau färben. Den schwarzen Rückstand glüht sie auf einem Verbrennungslöffel in der Brennerflamme aus und saugt die entstehenden Gase durch Kalkwasser.
- Nenne die Elemente, aus denen Saccharose aufgebaut ist, und ordne den Stoff als organisch oder anorganisch ein.
- Beschreibe die Beobachtung am Kalkwasser beim Ausglühen des Rückstands und die Reaktion, die dahintersteckt.
- Ordne die Tröpfchen und den schwarzen Rückstand jeweils den Elementen des Zuckers zu, die sie nachweisen.
Hinweise
Hinweis zu Aufgabe a)
Hinweis zu Aufgabe b)
Hinweis zu Aufgabe c)
Erwartungshorizont
Erwartungshorizont zu Aufgabe a)
Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff. Saccharose ist eine Kohlenstoffverbindung und keine Ausnahme (kein Oxid des C, kein Carbonat) → organisch.
Erwartungshorizont zu Aufgabe b)
Das Kalkwasser trübt sich. Der Kohlenstoff verbrennt: \(\ce{C + O2 -> CO2}\); das CO₂ reagiert mit dem Kalkwasser zu schwer löslichem Calciumcarbonat: \(\ce{CO2 + Ca(OH)2 -> CaCO3 v + H2O}\).
Erwartungshorizont zu Aufgabe c)
Tröpfchen = Wasser (Watesmo blau) → Nachweis von Wasserstoff (der Sauerstoff im Wasser stammt hier aus dem Zucker selbst, denn das Glas war fast ohne Luftzufuhr). Schwarzer Rückstand = Kohlenstoff → Nachweis von C, bestätigt durch die Kalkwassertrübung.
Drei weiße Pulver
AFB II–IIIIn der Chemiesammlung stehen drei unbeschriftete Dosen mit weißen Pulvern A, B und C. Bekannt ist: Es handelt sich um Kochsalz, Traubenzucker und Natron (NaHCO₃). Jede Probe wird kräftig erhitzt, entstehende Gase werden über Watesmo-Papier und durch Kalkwasser geleitet.
| Pulver | beim Erhitzen | Watesmo | Kalkwasser |
|---|---|---|---|
| A | keine Veränderung | weiß | klar |
| B | schmilzt, wird schwarz, brennt | blau | trüb |
| C | knistert, ein Gas entweicht, weißer Rest | blau | trüb |
- Deute die Befunde für die Pulver A und B und gib an, um welche Stoffe es sich handelt.
- Begründe, warum die Befunde allein nicht ausreichen, um Pulver C als organisch einzustufen.
- Beurteile die Werbeaussage eines Mineralwasserherstellers: „Frei von organischen Stoffen — nur Wasser, Mineralsalze und Kohlensäure.“
Hinweise
Hinweis zu Aufgabe a)
Hinweis zu Aufgabe b)
Hinweis zu Aufgabe c)
Erwartungshorizont
Erwartungshorizont zu Aufgabe a)
A zeigt keinerlei Reaktion und liefert weder Wasser noch CO₂ → kein C und H nachweisbar → Kochsalz. B verkohlt und verbrennt, Wasser und CO₂ entstehen → enthält C und H → Traubenzucker (organisch).
Erwartungshorizont zu Aufgabe b)
C liefert wie B Wasser und CO₂, verkohlt aber nicht und brennt nicht; ein weißer Rest (Na₂CO₃) bleibt: \(\ce{2 NaHCO3 -> Na2CO3 + H2O + CO2}\). Natron ist ein Hydrogencarbonat — trotz C und H anorganisch. Die Nachweise zeigen nur Elemente, nicht die Stoffklasse.
Erwartungshorizont zu Aufgabe c)
Fachlich zutreffend: Wasser und Mineralsalze enthalten kein C; Kohlensäure bzw. gelöstes CO₂ enthält zwar C, zählt aber zur anorganischen Chemie. Einschränkung: Spuren organischer Stoffe (z. B. aus der Kunststoffflasche) lassen sich nie völlig ausschließen — „frei von“ ist daher eher Werbesprache als Messergebnis.