Alkoholische Gärung und Eigenschaften von Ethanol

Die Herstellung von Ethanol erfolgt hauptsächlich durch die alkoholische Gärung. Hefepilze wandeln dabei Traubenzucker in Ethanol und Kohlenstoffdioxid um. Alternativ kann Ethanol auch durch chemische Synthese aus Ethen und Wasser hergestellt werden.

Definition: Die alkoholische Gärung ist ein biochemischer Prozess, bei dem Zucker durch Hefepilze in Ethanol und Kohlenstoffdioxid umgewandelt wird.

Ethanol weist folgende Eigenschaften auf:

• Siedetemperatur von 78°C
• Schmelztemperatur von -114°C
• Farblose Flüssigkeit
• Brennbar mit blassblauer Flamme
• Amphiphil (sowohl hydrophil als auch lipophil)
• Charakteristischer alkoholischer Geruch
• Keine elektrische Leitfähigkeit

Highlight: Die amphiphile Natur von Ethanol macht es zu einem vielseitigen Lösungsmittel für polare und unpolare Substanzen.

Ein interessanter Versuch zeigt, dass ein Ethanolstrahl ähnlich wie Wasser durch einen elektrostatisch aufgeladenen Hartgummi abgelenkt wird. Dies deutet auf die polare Natur des Moleküls hin.

Example: Bei der Herstellung von Schnaps wird die Destillation genutzt, um den Alkoholgehalt zu erhöhen. Dieser Prozess wird umgangssprachlich als "Schnapsbrennen" bezeichnet.

Struktur und Eigenschaften von Ethanol

Ethanol hat die Summenformel C₂H₆O und liegt bei Raumtemperatur als Flüssigkeit vor. Seine Struktur und Eigenschaften lassen sich wie folgt beschreiben:

Vocabulary: Die Strukturformel von Ethanol ist H₃C-CH₂-OH, wobei die endständige OH-Gruppe als Hydroxygruppe bezeichnet wird.

1. Strukturelle Merkmale:

   • Besteht aus einer Ethylgruppe und einer Hydroxygruppe
   • Die Hydroxygruppe verleiht dem Molekül polare Eigenschaften
   • Die Ethylgruppe ist unpolar

2. Vergleich mit anderen Stoffen:

   • Siedetemperatur: Ethanol (78°C) liegt zwischen Wasser (100°C) und Ethan (-89°C)
   • Aggregatzustand: Flüssig bei 20°C, wie Wasser, im Gegensatz zum gasförmigen Ethan

Definition: Die Amphiphilie von Ethanol bedeutet, dass es sowohl hydrophile als auch lipophile Eigenschaften besitzt.

3. Zusammenhang zwischen Struktur und Eigenschaften:
   • Ethanol ist ein Dipolmolekül ähnlich wie Wasser
   • Das Sauerstoffatom zieht aufgrund seiner höheren Elektronegativität das bindende Elektronenpaar stärker an
   • Dies führt zu einer leicht positiven Teilladung am Wasserstoffatom und einer negativen am Sauerstoffatom

Highlight: Die relativ hohe Siedetemperatur von Ethanol lässt sich auf die Ausbildung von Wasserstoffbrücken zwischen den Ethanolmolekülen zurückführen.

Diese einzigartige Struktur erklärt die vielseitigen Eigenschaften und Verwendungsmöglichkeiten von Ethanol, von der Getränkeindustrie bis hin zu technischen Anwendungen.