5.1.4 Versuch: Ethanol + Alkalimetall

Versuch: Ein Stück Lithium ( SE ) wird auf Ethanol, Benzin und Wasser gegeben. Alternativ kann man die Experimente auch mit Natrium als Lehrerversuch durchführen. Die Reaktionsgleichungen sind mit dem Alkalimetall Natrium formuliert. Für Lithium gilt es analog. 

Bei Wasser ist der Aufbau etwas komplizierter: 

Lithium und Wasser

Beobachtung: Gasentwicklung; das entstehende Gas ist brennbar; Natrium „verschwindet“; die neu entstandene Lösung leitet den elektrischen Strom; dampft man die Lösung ein, entsteht ein weißer Feststoff.

Ergebnis
Ethanol (Struktur a) reagiert mit Natrium unter Wasserstoffbildung. Struktur b (Dimethylether) würde so nicht reagieren, da sich kein Proton abspalten kann. Somit besitzt Ethanol die Strukturformel:

Strukturformel Ethanol


1. Natrium + Wasser

a) Teilchengleichung (mit Strukturformeln)

Reaktionsgleichung Natrium reagiert mit Wasser

b) Reaktionsgleichung

2 Na (s) 2 H₂O (l)   →  2 NaOH (aq)  H₂ (g) 
 Natrium   Wasser   Natriumhydroxid   Wasserstoff
fest   flüssig   gelöst   gasförmig

 

 

2. Natrium + Ethanol

a) Teilchengleichung (mit Strukturformeln)
Ethanol Natriumethylat Wasserstoff
(gelöst) (gasig)
b) Reaktionsgleichung
0 +I +I 0
2 Na (s) + 2 C₂H₅OH (l) 2 NaC₂H₅O (aq) + H₂ (g)

Auswertung: Es ist keine „klassische“ Säure-Base-Reaktion nach Brönstedt. Grund: +I-Effekt (vgl. unten) der Methylgruppe (Protonierung ist erschwert). Es handelt sich hier um eine Redoxreaktion (Veränderung der Oxidationenszahlen). Formal geben zwei Moleküle Ethanol je ein Proton ab. Jedes Proton nimmt von einem Natrium- bzw. Lithiumatom ein Elektron auf; es bilden sich so zwei Wasserstoffatome, die sich zu einem Wasserstoffmolekül zusammenlagern. Analog, nur heftiger, verläuft die Reaktion mit Wasser.