Alkohol

Alkohol

1 Kemi ”Alkohol”

ALKOHOL

Alkohol


Organiske forbindelser

Alle kemiske forbindelser, i hvis molekyler der indgår

carbonatomer, kaldes for organiske. De eneste vigtige

undtagelser er CO2 og CO. Der kendes ca. 8 millioner

forskellige organiske kemiske forbindelser! Ethanol er

bare en af disse.

Der findes uorganiske og organiske forbindelser.

Af uorganiske forbindelser, altså kemiske forbindelser

dannet ud fra to eller flere af de andre grundstoffer i det

periodiske system, kendes kun ca. 1 million.

Formlen for ethanol skrives undertiden som CH3CH20H

eller C2H50H, men det er en lidt upræcis formelskriv-

ning. Kemikerne har nemlig opdaget, at atomernes ræk-

kefølge i et molekyle har betydning for dets egenskaber.

Derfor er det en fordel i den organiske kemi at bruge

stregformler. Så kan man lettere gennemskue, hvilken

kemisk forbindelse en formel repræsenterer.

Kan man eksempelvis ud fra en bestemt molekylformel

opskrive to helt forskellige stregformler, betyder det i

praksis, at der eksisterer to helt forskellige kemiske for-

bindelser!

Opgave 1

Molekylmodeller 1. Benyt et molekylbyggesæt. På hvor mange forskelli-ge måder kan 4 C'er og 10 H'er samles? Der må ikke være ledige huller i kuglerne eller strittende pinde. Men kuglerne må gerne drejes omkring enkeltbindingerne, når man sammenligner, om modellerne er ens (der er fri drejelighed omkring en enkeltbinding). 2. Prøv derefter at tegne stregformler af de byggede molekylmodeller. Ekstraopgave: Hvis du tidligere har arbejdet med kul-brinter, så prøv om du kan navngive nogle af de stoffer, du har lavet stregformler af .

Alkohol


Opgave 2

Molekyl modeller

1. Benyt et molekylbyggesæt. Prøv om 2 C'er, 6 H'er og

1O kan samles i en anden rækkefølge end den, der ses

i modellen af ethanolmolekylet. Der må ikke være no-

gen ledige huller eller strittende pinde. 2. Prøv derefter at tegne en stregformel af det byggede molekyle.

Ethanols fysiske egenskaber

Alle stoffer har nogle ganske bestemte egenskaber.

Hvis disse egenskaber kan bestemmes uden at omdan-

ne stoffet, så taler man om stoffets fysiske egenskaber.

Hertil hører eksempelvis et stofs massefylde, koge- og

smeltepunkt.

I modsætning hertil taler man om et stofs kemiske

egenskaber. Disse kan kun undersøges, hvis stoffet ved

en kemisk reaktion omdannes til helt nye stoffer. Det

kan f.eks. ske ved en forbrænding.

Ethanols fryse- og kogepunkt

Anbring en flaske denatureret sprit i fryseren til næste'

dag. Er spritten frosset?

Hæld 4-5 ml denatureret sprit i et reagensglas. Anbring

glasset neddyppet i kogende vand i et bægerglas eller

en kasserolle. Du må ikke varme direkte med bunsen-

brænderen på reagensglasset med ethanol.

Materialer:

Reagensglas; termometer; kasserolle eller bæger-

glas; ethanol (denatureret sprit).

Pas på: Der må aldrig stå spritflasker uden påsat prop i nærheden af åben ild!

Alkohol


1. Hold et termometer ophængt ca. 1 cm over sprittens

overflade. Aflæs termometeret, mens spritten koger, log

når termometervæsken ikke mere bevæger sig opad.

Tallet noteres som sprittens, dvs. ethanols kogepunkt.

2. Hæld 2-3 ml vand i reagensglasset med sprit. Hold

stadig glasset neddyppet i kogende vand. Ændres tem-

peraturen af de dampe, som er i kontakt med termo-

meteret? Forklar!

3. Find i et fysik/kemileksikon tabelværdien for ethanols

kogepunkt. Stemmer dette tal overens med den værdi?

Hvis ikke, er du så sikker på, at termometeret viser rig-

tigt?

Ren ethanol (alkohol) er en farveløs væske med mas-

sefylden 0,8 g/mL. Ethanol fryser først ved -11°C; koge-

punktet er 78°C.

I de fleste hjem har man ethanol stående i halvliter pla-

sticflasker. Her kaldes det bare denatureret sprit, fordi

der er tilsat en lille smule af et giftigt og ildesmagende

stof (denatureringsmidlet). På den måde har man gjort

spritten uanvendelig til fremstilling af spiritus og andre

alkoholiske drikke.

Alle stoffer med lavere kogepunkt end vand fordamper

særlig hurtigt. Sprit fordamper derfor hurtigt. Til at for-

dampe et stof kræves energi (varme). Hvis stoffet selv

leverer denne energi, bliver det koldere ved fordampnin-

gen. Det er dette fænomen, du oplever, når sprit på hu-

den fordamper "af sig selv". Prøv!

Fordampning og dermed afkøling er det fysiske grund-

lag for konstruktion af køleskabe. I et køleskab anven-

des som fordampningsvæske bare et andet stof med et

endnu lavere kogepunkt end ethanol.

Ethanol er yderst brandfarligt, og dampene danner eks-

plosive blandinger med atmosfærisk luft. Derfor kan det

f.eks. være livsfarligt at anvende sprit som optændings-

væske for grillkul.

Alkohol


C2H5OH

Der er udgivet et hæfte der hedder: "Alkohol i

samfundet... Det er blevet til på initiativ af Komiteen for

Sundhedsoplysning og kan rekvireres gratis af skoler. I

dette hæfte kan du læse om, hvad alkohol betyder i vort

daglige liv, og hvilke problemer der er forbundet med

alkoholmisbrug.

Her skal vi beskæftige os med et mere kemisk syn på

alkohol. Når vi i daglig tale bruger ordet alkohol, tænker

vi på en ganske bestemt kemisk forbindelse. nemlig

C2H5OH. hvis anerkendte kemiske navn er ethanol.

Alkohol er egentlig en fællesbetegnelse for en lang

række stoffer, der ligner hinanden. I skemaet har vi

nævnt de fire simpleste alkoholer.

Alkoholers kemiske navne ender altid på -ol. Navnene

er i øvrigt afledt af kulbrinternes navne f.eks.

Det vigtigste fællestræk ved alkoholer er deres -OH

gruppe, som gør dem vandlignende:

H-OH vand.

R-OH en alkohol, hvor R er en C-holdig atomgruppe.

Alkohol


Ethanol, C2H5OH

Alkoholen ethanol findes i de såkaldte alkoholiske

drikke. Alkoholforbruget i Danmark svarer til, at hver.

dansker over 14 år drikker ca. 12 liter ren ethanol hvert

år. I Frankrig er det tilsvarende tal ca. 25 liter.

Indholdet af ethanol i forskellige drikke:

Fremstilling af ethanol

Ethanol til teknisk brug (opløsningsmidler, husholdnings

-sprit) fremstilles ud fra ethen (ethylen), der er et af olie-

raffinaderiernes biprodukter. Ethen kan bringes til at

reagere med vand:

H2C=CH2 + H2O H3C-CH2-OH

Ethen ethanol

Ethanol til drikkevarer fremstilles ved en metode, som

har været kendt i mange kulturer i flere tusinde år.

Metoden går ud på at forgære sukkerholdige

opløsninger. Sukkerarten glucose omsættes af levende

gær efter reaktionsskemaet:

gær

C6H12O6 2CO2 + 2C2H6OH

glucose kuldioxid ethanol

Det sukker, der skal forgæres, fås fra druesaft, fra

spirende byg eller er blot almindeligt roesukker.

Alkohol


Øvelse 1:

Fremstilling af ethanol ved gæring.

Afvej 40 g glucose (druesukker). Optøs lidt over

halvdelen i 200 ml vand i en konisk kolbe. Tilsæt en

teskefuld alm. bagegær, som er ”nulret” lidt. Ryst

opløsningen til gæren er helt opstemmet. Hvis du i

stedet for glucose anvender alm. sukker, må du tilsætte

opslemningen en knivspids gæringssalt (virker som

gødning).

Når gæringen - efter nogen tids henstand på et lunt

sted (30°C) - kommer i gang, udvikles der kuldioxid.

Gæringshastigheden kan følges ved at lede kuldioxiden

ned i vand (bobleapparat). Efter 3 dages forløb sættes

resten af glucosen til. Når der er gået en uge, er

gæringen sikkert gået i stå. Gæren ligger på bunden, og

over gæren har du nu en opløsning, der indeholder 10-

15 % ethanol.

Øvelse 2:

Adskillelse af en vand-ethanol blanding.

Ethanol koger ved 78°C og vand kager ved 100°C. Ved

destillation adskiller vi stofferne, idet vi udnytter

forskellen i kogepunkterne. Hæld forsigtigt den klare

opløsning over gæren ned i en destillationskolbe. Sæt

kolben op i en opstilling som vist på tegningen. Tilsæt

lidt pimpsten, som hindrer stød kogning. Varm forsigtigt

på kolben med en blød gasflamme. Hvis opløsningen

skummer for voldsomt, tilsættes en kvart dråbe silicone-

antiskum-emulsion. Når kolbens indhold er bragt i kog,

må varmetilførslen reguleres således, at destillationen

foregår ganske langsomt. Termometret må helst ikke

vise over 86°C. Stop destillationen, når du har opsamlet

5-10 ml ethanol. Ethanolen er ikke helt ren; den

indeholder 10-20 % vand.

Opgave: Lav en tegning af forsøgsopstillingen

Alkohol


Ethanol - et næringsmiddel

I alkoholiske drikke fungerer ethanol som nærings-,

nydelses- og rusmiddel. Et stofs næringsværdi angives

som den energimængde. der frigøres, når 1 g af stoffet

forbrændes. I tabellen kan du sammenligne ethanols

næringsværdi med de sædvanlige næringsmidler.

Man kan altså godt blive fed af for mange bajere!

Når ethanol brænder dannes der kuldioxid og vand. I

legemet forbrændes ethanol på en lidt anden måde

(vådforbrænding), men resultatet er det samme. Der

udvikles CO2, H2O og energi, der bruges til opvarmning

og til udførelse af arbejde.

Øvelse 3:

Ethanols forbrænding.

Lad lidt ethanol (husholdningssprit) brænde med væge.

Led forbrændingsgasserne gennem et forbrændings-

apparat som vist på tegningen. Herved påviser du H2O

og CO2 i forbrændingsgassen.

C2H6OH + 3 O2 2 CO2 + 3 H2O

Indikator for carbondioxid

Når carbondioxid bobles gennem kalkvand,

fremkommer et hvidt bundfald. Ingen andre farveløse

og lugtfrie gasser gør det samme. Kalkvand kan derfor

benyttes som indikator for carbondioxid.

Kalkvand er en. opløsning af stoffet calciumhydroxid,

stof næringsværdi

Kcal/g KJ/g

ethanol 7,10 29,7

sukker 3.96 16.6

fedt 9,45 39.5

protein 5.65 23.6

Alkohol


Ca(OH)2 i vand. Når det reagerer med carbondioxid,

dannes uopløseligt hvidt calciumcarbonat, CaCO3.

Reaktionsskemaet ser sådan ud:

Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 + H2O

Øvelse 4:

Hvor stærk skal en ethanolopløsning være, for at vi

kan antænde den?

Hæld ca. 1 ml af din hjemmefremstillede ethanol ud på

en glasplade. Antænd den med en tændstik. Til

sammenligning kan du prøve at antænde blandinger af

ethanol og vand, som indeholder f.eks. 30 %, 50 % og

70 % ethanol. Disse blandinger fremstilles af absolut

alkohol (99.9 % karburatorsprit) og vand. Husk, at der

altid menes vægt%. når intet andet anføres.

Ethanol - en rusgift

Ethanol er i ernæringsmæssig forstand et godt nærings-

middel (se tabellen over næringsmidler). Når det

alligevel ikke anbefales, hænger det sammen med. at

stoffet er giftigt i store mængder. Det påvirker vort

nervesystem: vi bliver berusede. Det er altså ikke et

næringsmiddel, som er naturligt for os. Ved langvarig

indtagelse af store mængder alkohol vil leveren blive

ødelagt - man får »skrumpelever«, Der kan også være

tale om hjerneskader.

En kraftig indtagelse af alkohol medfører svær

beruselse - man kan blive »døddrukken«. Normalt vil

man blot falde i søvn, men dermed er forgiftningen sjæl-

dent ophørt. Når man vågner, kan man have

»tømmermænd« et sikkert tegn på, at man har drukket

for meget. Man mener, at »tømmermænd« hænger

sammen med, at ethanolen forbrændes trinvis i organ-

ismen. Et af de mellemprodukter, der dannes - ethanal-

er yderst giftigt for legemet.

Alkohol


Øvelse 5:

Fremstilling af ethanal udfra ethanol.

Laven kobberspiral af 35 cm kobbertråd, hvoraf de 20

cm rulles op om en blyant. Hæld 1 ml af den ethanol,

det er fremstillet i øvelse 2, i et reagensglas og ryst

glasset, så der sidder ethanol på glassets væg. Ophed

nu kobberspiralen, til den gløder, og før den ned i

reagensglasset og derefter op og ned nogle gange.

Bemærk, hvad der sker på kobbertråden. Sæt en prop i

reagensglasset og køl det under vandhanen. Tag

proppen af og lugt. Sammenlign lugten af ren ethanol

med lugten af den dannede ethanal.

Kobberets funktion i oxidationen at ethanol kan skrives i

to reaktionsskemaer:

a) Cu + 1/2 O2 CuO

H H H P I I I F/

b) CuO + H-C-C-OH -+ H-C-C + H2O + Cu

I I I \ H H H H

I første omgang bliver kobber oxideret af luftens oxygen

til det sorte kobberoxid, CuO. I anden omgang (når

kobberspiralen føres ned i reagensglasset med ethanol-

dampene) afgives oxygen til ethanol, der omdannes til

ethanal, hvorved kobber gendannes. Heraf ses, at

kobber virker som katalysator - det medvirker ved

reaktionen under gendannelse.

Alkohol


Ethanal er et giftstof, som organismen har svært ved at

forbrænde. Det omdannes dog langsomt til eddikesyre.

Eddikesyre omdannes let videre til slutprodukterne

kuldioxid og vand:

I skemaet kan du se ethanols fuldstændige omdannelse

til kuldioxid og vand med alle de mellemtrin, vi har

omtalt:

Antabus

I de sidste 25 år har man brugt antabus i alkohol-

bekæmpelsen. Antabus er en enzymgift. Det hæmmer

det enzym, der hjælper til med omdannelsen af ethanal

til eddikesyre. Hvis man drikker den mindste smule

alkohol og samtidig har taget antabus, ophobes der

ethanal i legemet. Forgiftningen viser sig ved

utilpashed, åndenød, kvalme m.m.

Alkohol


Et stofs næringsværdi angives som den energimængde, der frigøres, når 1 gram af stoffet forbrændes i organismen.

Indikator for carbondioxid

Når carbondioxid bobles gennem kalkvand, fremkom-

mer et hvidt bundfald. Ingen andre farveløse og lugtfrie

gasser gør det samme. Kalkvand kan derfor benyttes

som indikator for carbondioxid.

Kalkvand er en opløsning af stoffet calciumhydroxid, Ca

(OH)2 i vand. Når det reagerer med carbondioxid, dan-

nes uopløseligt hvidt calciumcarbonat, CaCO3 Reakti-

onsskemaet ser sådan ud:

Ca(OH)2 + CO2 CaCO3+ H20 ( betyder, at stoffet er

uopløseligt)

Øvelse 6:

Forbrændinger og ånding giver CO2 og H2O

1. Placer en lille tændt spritbrænder under et helt rent

og tørt syltetøjsglas. Opstillingen er vist på næste side.

I stedet for en spritbrænder, kan anvendes en skål med

en lille tot glasuld overhældt med 2-3 ml sprit.

Pas på: Ingen spritflasker uden påsat prop i nærheden

af åben ild!

2. Vent 10-20 sekunder eller indtil brænderen slukker af

sig selv.

-Hvordan ser glassets indersider ud?

-Føl også på glasset.

-Forklar dine observationer!

Spritbrænder; syltetøjsglas med skruelåg (ca. 1

liter); kalkvand, Ca(OH)2; vandfrit kobbersulfat, Cu-

SO4 (vandindikator; det kan let fremstilles ved tør

ophedning af blåt kobbersulfat).

Alkohol


3. løft glasset og vend det. Hæld straks ca. 10 ml kalk-

vand heri. Sæt låget på glasset og omryst. Noter og for-

klar dine observationer.

4. Gentag punktet ovenfor, idet der forinden nogle gan-

ge er pustet udåndingsluft ind i et nyt rent og tørt sylte-

tøjsglas.

Documents

Alkohol