Experiment des Monats Juli 1999 Alkohol-Oxidation

Primäre, sekundäre und tertiäre Alkohole unterscheiden sich in ihrer Oxidierbarkeit. Bei diesem Projektionsversuch wird als Oxidationsmittel Kaliumpermanganat verwendet, das bei den unterschiedlichen Alkoholen verschiedene Oxidationsstufen erreicht und dies durch die jeweilige Färbung anzeigt.
Herrn StD Dr. ROLAND FULL, Hösbach, danke ich für die Unterstützung.

Geräte und Chemikalien:
Petrischalen (ggf. eine dreifach geteilte), Meßzylinder, Pasteurpipetten.
n-Propanol (1-Propanol), Isopropylalkohol (2-Propanol), tert. Butanol, 0,006 M Kaliumpermanganat-Lösung, 1-molare Natronlauge.

Durchführung:
15 ml KMnO₄-Lösung mit 15 ml Natronlauge versetzen und die Lösung gleichmäßig auf die drei Schalen bzw. die drei Felder einer gedrittelten Schale verteilen. In die Schalen nun je eine Pipettenfüllung eines der verschiedenen Alkohole geben und gut durchmischen. Bei 1- und 2-Propanol tritt sofort eine Grünfärbung auf, bei 1-Propanol schlägt die Farbe innerhalb einer Minute nach braun um. Bei tert. Butanol zeigt sich keine Farbänderung.

Erklärung:
Primäre Alkohole können durch Permanganat bis zur Carbonsäure oxidiert werden, sekundäre Alkohole bis zum Keton. Dabei werden, ausgehend vom violetten Mn^VIIO₄^-, die Oxidationsstufen +VI (grün) und ggf. +IV (braun) erreicht. - Vgl. Experiment des Monats November 1998: Mineralisches Chamäleon - Tertiäre Alkohole wirken auf Permanganat nicht reduzierend, die Lösung bleibt violett.

Nachtrag:
Die vorstehende Erklärung ist so in der Literatur beschrieben, nachvollziehbar und didaktisch sinnvoll. Es ist aber überraschend, daß die Menge der zugesetzten Alkohole offenbar kaum eine Rolle spielt. Nach einiger Zeit färbt sich auch die Lösung mit dem sekundären Alkohol bräunlich, auch wenn sie isoliert steht.
Die Ursache für das unterschiedliche Verhalten ist eine andere:
Zu Beginn liegt eine stark basische KMnO₄-Lösung vor. In diesem Milieu ist nur eine Reduktion zum Manganat(VI) möglich. Bei der Oxidation des primären Alkohols entsteht eine Carbonsäure, wodurch die Natronlauge teilweise neutralisiert wird. Der pH-Wert fällt und es kann sich auch Braunstein bilden. Die pH-Änderung kann auch durch eindiffundierendes Luft-CO₂ erfolgen, daher sollten die Schalen vor Versuchsdurchführung abgedeckt und der Versuch rechtzeitig abgebrochen werden.

Entsorgung:
Die Lösungen kommen zum Schwermetall-Abfall.

Literatur & Links:
Roland Full, Werner Ruf: "Vom Reagenzglas in die Petrischale"
      Naturwissenschaften im Unterricht: Chemie, 10 (1999), Nr. 51, 37-39
Roland Full: "Lichtblicke - Petrischalenexperimente in der Overhead-Projektion"
      Chemie in unserer Zeit, 30 (1996), 286-294

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Seite erstellt am: Montag, 21. Juni 1999, A. Schunk.