Experiment des Monats September 2003 Reaktionsträgheit von Alkanen

Alkane sind besonders reaktionsträge Verbindungen. Dies wurde schon im 19.Jhd. erkannt und trug ihnen den Namen Paraffine ein. (lat. parum = wenig + affinis = verwandt, beteiligt) Wird festes Paraffin mit konzentrierten Säuren versetzt, bleibt eine Reaktion aus. Zum Vergleich werden Proben anderer organischer oder anorganischer Stoffe mit diesen Säuren behandelt.

Geräte und Chemikalien:
festes Paraffin, Kristallzucker (Saccharose), Kupfer, konz. Schwefelsäure, konz. Salpetersäure
Als Testsubstanz können ggf. auch Späne einer weißen Paraffin-Kerze verwendet werden.
Reagenzgläser oder Bechergläser.

Durchführung:
In zwei trockenen Reagenzgläsern je eine Probe festes Paraffin und Zucker mit konzentrierter Schwefelsäure versetzen. Das Paraffin bleibt unverändert, Zucker dagegen verkohlt (vgl. Experiment 01/1999).
Zu einer weiteren Probe Paraffin bzw. einigen Kupferspänen wird konzentrierte Salpetersäure gegeben. Mit Kupfer tritt eine heftige Reaktion ein, wobei nitrose Gase entstehen. (Abzug!) Das Paraffin wird auch von Salpetersäure nicht angegriffen.

Erklärung:
Die Alkane besitzen nur C-C- und H-C-Einfachbindungen. Diese Bindungen sind chemisch sehr stabil und unpolar. Erst bei hohen Temperaturen oder unter energiereicher Strahlung gehen die Alkane mit starken Oxidationsmitteln Reaktionen ein (z.B. beim Verbrennen mit Sauerstoff, bzw. Reaktionen mit Halogenen). Dabei liegen radikalische Mechanismen vor. Bei Raumtemperatur sind die Alkane jedoch so reaktionsträge, daß sie weder von konzentrierten Säuren, noch von starken Oxidationsmitteln angegriffen werden. Nur mit elementarem Fluor reagieren die Alkane bei Raumtemperatur.

Gefahren:
Schwefelsäure und Salpetersäure sind stark ätzend. Bei der zweiten Reaktion entstehen giftige Stickstoffoxide. Der Versuch sollte daher im Abzug durchgeführt werden.

Entsorgung:
Die Rückstände aus Versuch 1 neutralisieren und zum Hausmüll geben, die neutralisierte Kupfer-haltige Lösung aus Versuch 2 kommt zum Schwermetall-Abfall.

Literatur & Links:
Hans-Jürgen Bersch (Wiesbaden), persönliche Mitteilung
F. Bukatsch, O. Krätz, G. Probeck, R. Schwankner: "So interessant ist Chemie" - Versuch 74, S. 85-86

Am Computer-Chemie-Centrum ist zu diesem Versuch ein Video verfügbar.

Herrn Dipl.-Umw.Wiss. Simon Spycher danke ich sehr herzlich für die Mitarbeit.

August 2003: Zinksulfid

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Seite erstellt am: Sonntag, 31. August 2003, A. Schunk, CCC Univ. Erlangen.

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