Unterrichtsprojekt GÄRUNG 8C – Klasse 2008/09 Vom „Rohstoff“ zum Gäransatz

Soviel Chemie mit 10 kg Fallobst Ausgehend von 10 kg Fallobst wurde Saft für einen Gäransatz gepresst. Vor Beginn der Gärung wurde eine ausführliche Bestimmung der Kohlenhydrate durchgeführt. Daraus wurde die zu erwartende Alkohol- und Kohlendioxidmenge berechnet. Der Verlauf der Gärung wurde durch kontinuierliche Messung des Kohlendioxidstromes und durch Zuckerbestimmung nach 2/3 der Gärzeit dokumentiert. Nach Ende der Gärung wurde Restzucker, Alkohol und Säure bestimmt. Dabei wurde eine hohe Übereinstimmung mit der Prognose erzielt. Zuletzt wurde ein Teil des Produkts in einer improvisierten Kupferapparatur destilliert und der Vorlauf gaschromatographisch auf Methanol geprüft. Das insgesamt über 2 Monate laufende Projekt brachte zahlreiche didaktische Ansätze zur Chemie der Alkohole, Aldehyde und Kohlenhydrate. Mag. Anton Böhm / BORG Mistelbach / aboehm@aon.at

Überwachung des Gärungsverlaufs

Begleitende Analysen 2 CuSO4 + 4 KI  2 CuI + I2 + 2 K2SO4 2 Na2S2O3 + I2  Na2S4O6 + 2 NaI CxH2yOy , CuSO4  Cu2O Bestimmung von Glucose, Fructose und Saccharose in Saft (pur bzw. invertiert) und Maische durch Redoxtitration

Gärung beendet - Bestimmung von Restzucker, Säure und Alkohol 3 C2H5OH + 2 Cr2O72- + 16 H30+  3 CH3COOH + 4 Cr3+ + 27 H2O Cr2O72- + 6 I- + 14 H30+  2 Cr3+ + 3 I2 + 14 H2O I2 + 2 S2O32-  2 I- + S4O62-

Verkostung und Destillation Gesamtsäure: 10 g Weinsäure/l Alkoholgehalt: 10,5 Vol % Destillat: 55 – 65 Vol %

Prognose und Realität CO2 – Menge, berechnet aus dem Zuckergehalt Fragen und Problemstellungen: Welche Kohlenhydrate werden durch die Redoxtitration direkt erfasst, welche erst nach Behandlung mit Säure? Warum erhält man bei der Zuckerbestimmung am 13.Tag mit und ohne Säurebehandlung identische Werte? Warum muss die Probe nach Einsetzen der Gärung vor der Zuckerbestimmung gekocht werden? Warum muss zur Alkoholbestimmung destilliert werden? Warum wird zur Destillation ein Kupferkessel benötigt? CO2 – Menge, berechnet aus dem Zuckergehalt 172 Liter tatsächlich gemessene CO2 – Menge 169 Liter Alkohol – Ausbeute, errechnet aus Gesamtzucker 423 g Alkoholgehalt des Produkts, ermittelt durch Redoxtitration 381 g

Die GC zeigt: eine saubere Sache Der Vorlauf des „Brandes“ – keine Spur von Methanol Gemisch 10 % Methanol 90 % Ethanol Methanol (blau) Ethanol (rot) Methanol im Destillat-Vorlauf Gärversuch 2006/07 8Cn