Schwefelsäure und Zucker

Allgemeine Hinweise zum Experimentieren und Disclaimer beachten!

EINLEITUNG

Konzentrierte Schwefelsäure ist eine starke Säure, die besonders gut mit organischen Materialien reagiert und stark hygroskopisch wirkt. Beim Experiment "Schwefelsäure + Zucker" wird genau dieser Sachverhalt untersucht.

SCHWIERIGKEITSGRAD

Demonstrationsexperiment - mittel

GERÄTE

Becherglas 400 mL, Becherglas 50 mL, Messzylinder, Glasstab, säurefeste Handschuhe, Schutzbrille

CHEMIKALIEN

  • konz. 96% Schwefelsäure

  • Zucker (Saccharose)

Hinweis

Durchführung im Abzug!

DURCHFÜHRUNG

In ein 400 mL Becherglas werden 70 g Zucker vorgelegt, mit 10 mL Wasser befeuchtet und mittels Glasstab umgerüht.

Anschließend werden mit einem Messzylinder 50 mL konz. Schwefelsäure hinzugegeben und zugig mit dem Glasstab erneut umgerüht.

ENTSORGUNG

Nach Ende und Abkühlen der Reaktion wird das Produkt mit einer Lauge (z.B. Natriumcarbonat) neutralisiert und gefiltert. Feste Rückstände können im Abfall, flüssige Rückstände im Ausguss entsorgt werden.

ERKLÄRUNG

Die konzentrierte Schwefelsäure reagiert unter Gasbildung immer schneller mit dem angefeuchteten Zucker. Im Laufe der Zeit bildet sich eine "Kohlenstoff-Schlange" aus, die langsam nach oben wächst.

Konzentrierte Schwefelsäure ist neben ihrer starken Säurewirkung auch stark hygroskopisch (=Wasseranziehend). Formal "zieht" die Schwefelsäure in diesem Versuch das Wasser aus den Zuckermolekülen:

C12H22O11 + H2SO4 -> C12 + 11 H2O + H2SO4 (Formal!)

Diese Tatsache führte historisch auch zur Bezeichnung "Kohle(n)hydrate" - welche jedoch eigentlich bei genauerer Betrachtung nicht korrekt ist.

Tatsächlich kommt es allerdings zu Redox-Reaktionen der Kohlenstoff-Atome des Zuckers, wobei schweflige Säure und Kohlenstoffdioxid entstehen:

C + 2 H2SO4 -> CO2 + 2 H2SO3

Die schweflige Säure zerfällt ihrerseits in Schwefeldioxid und Wasser:

H2SO3 -> SO2 + H2O

Die entstehenden Gase Wasserdampf, Kohlenstoffdioxid und Schwefeldioxid treiben die Masse in die Höhe. Auf einem ähnlichen Prinzip basiert auch das Experiment der Schlange des Pharao.

VIDEO

LITERATUR

GEFÄHRDUNGSBEURTEILUNG (GESTIS-STOFFDATENBANK, 2024)

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