7.4.2 Redox-Reaktion von Essigsäure mit Magnesium
Versuchsdurchführung:
(vgl. Arbeitsblatt)
Beobachtung:
V1: In konzentrierte Ethansäure wird ein Stück Magnesium gegeben. Geringe Gasentwicklung, Magnesium „löst“ sich langsam auf.
V2: Man gibt zu V1 vorsichtig Wasser hinzu. Starke Gasentwicklung; Mg löst sich schnell auf. Es entsteht eine klare Lösung. Das Gas verbrennt.
Beim Eindampfen entsteht ein weißer Feststoff.
Auswertung:
V1: 1. Reaktion: Konzentrierte Essigsäure + Magnesium:
Formuliert hierfür die Reaktionsgleichung mit Hilfe von Strukturformeln:
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Bei der Reaktion von Essigsäure mit Magnesium handelt es sich um eine Redox-Reaktion.
Magnesium wird oxidiert und Wasserstoff reduziert.
V2: 2. Reaktion: Konzentrierte Essigsäure + Wasser
Formuliert hierfür die Reaktionsgleichung mit Hilfe von Strukturformeln:
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Beim Verdünnen der konzentrierten Essigsäure (CH₃COOH-Moleküle) entstehen Oxonium-Ionen (H₃O⁺).
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3. Reaktion: verdünnte Essigsäure + Magnesium
Formuliert hierfür die Reaktionsgleichung mit Hilfe von Strukturformeln:
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Die Oxonium-Ionen sind stärkere Brønsted-Säuren als die Essigsäure-Moleküle. Deshalb reagiert verdünnte Essigsäure heftiger mit Magnesium als konzentrierte Essigsäure.
7.4 Chemische Eigenschaften
7.4.1 Säure-Base-Reaktionen
Eine typische Säure-Base-Reaktion (Protolyse-Reaktion) ist die Reaktion mit Wasser:
Formuliert einmal Reaktionsgleichung mit Hilfe von Strukturformeln:
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Achtung: Essigsäure ist eine schwache Säure, nur ca. 1 % der Moleküle geben ihr Proton ab.
Verdünnte Essigsäure enthält Oxonium-Ionen (H₃O⁺-Ionen), Acetat-Ionen (CH₃COO⁻-Ionen), Ethansäuremoleküle (CH₃COOH) und Wassermoleküle (H₂O).
Neben der Hinreaktion (von links nach rechts) läuft auch die Rückreaktion (von rechts nach links) ab.
7.3 Vergleich der Siedepunkte - ZMK
Die Essigsäure besitzt London-Kräfte (ein Teil der van-der-Waals-Kräfte) und Wasserstoffbrückenbindung (H-Brücke). Die Moleküle liegen als Dimer vor. Zwei Essigsäuremoleküle werden durch zwei Wasserstoffbrückenbindungen untereinander im verknüpft (liegt z. T. auch in der Gasphase vor).
Die Alkyl-Reste benachbarter Doppelmoleküle gehen London-Kräfte ein.
Octan mit ähnlicher Molaren Masse (114 g/mol) besitzt ähnlichen Siedetemperatur (126 °C)
7.2 Funktionelle Gruppe der Monocarbonsäuren
Der Name der funktionellen Gruppe ist ein „Kofferwort“ (Kontamination) aus Carbonyl- und der Hydroxyl-Gruppe = Carboxylgruppe.