Die Supermarktchemie Referentin: Ágnes Zsilinszky Mittwoch, den 20.05.2009

Inhaltsverzeichnis Geschichte der (Super)märkte Was macht einen Markt „super“? Agathe geht einkaufen… die Supermarktchemie (Versuche 1, 2, 3, 4, 5 und Demonstrationen 1, 2, 3) allgemeine Schulrelevanz Was Agathe gelernt hat... Literatur Agathe

Geschichte der (Super)märkte US-amerikanische „Erfindung“ 1859 erste ähnliche Einrichtung in New York 1930 erster Einkaufshalle in Queens mit Selbstbedienung und Lebensmittel-Komplettangebot im heutigen Sinne

Geschichte der (Super)märkte in Europa: 1948 in Zürich erster „Supermarkt“ überhaupt in Deutschland: 1949 Osnabrück → am Selbstbedienungsprinzip gescheitert 1954 Edeka in Deutschland (nur Lebensmittel) ab 1959 auch Non-food-Produkte

Was macht einen Markt „super“? super (lat.: super) = über Markt (lat.: mercatus) = Handel in der Gesellschaft: Einzelhandelsgeschäft, dass die meisten Artkel des täglichen Lebens verkauft Und wann heißt es Supermarkt?

Was macht einen Markt „super“? ausschlaggebend ist die Verkaufsfläche und ihre Aufteilung 400 m² - 799 m² „Supermarkt“, wenn nicht mehr als 25 % der Verkaufsfläche für non-food-Waren vorgesehen sind darunter: „sonstige Geschäfte“ darüber: Verbrauchermarkt und SB-Warenhaus (Hypermarkt)

Agathe geht einkaufen... Auf ihrem Einkaufszettel steht: Polypeptide zwei verschiedene feste und eine flüssige „Fettmischung“ Salze fettlöslicher und wasserlöslicher Farbstoff Tapetenkleister Seife mit pH 7 Hydroxide Natriumhydrogencarbonat Säure Universalindikator Zucker Filterpapier

Agathe geht einkaufen...

Agathe geht in die Bibliothek recherchieren... Agathe geht einkaufen... Agathe geht in die Bibliothek recherchieren... Polypeptide → Gummibärchen feste „Fettmischungen“ → Kokosfett und Butter flüssige „Fettmischung“ → Sonnenblumenöl Salze → jodiertes Speisesalz fettlöslicher Farbstoff → Paprikapulver wasserlöslicher Farbstoff → Lebensmittelfarbe (rot) Tapetenkleister → Tapetenkleister Seife mit pH 7 → „Neutralseife“ Hydroxide → Rohrreiniger NaHCO3(s) → Backpulver Säure → Essigessenz Indikator → Rotkohlsaft Zucker → Kristallzucker Filterpapier → Kaffeefilter (weiß)

ein natürlicher Indikator Die Supermarktchemie Versuch 1 - ein natürlicher Indikator

Wir benötigen: Rotkohlsaft Essigessenz Hydroxide in Wasser gelöst Versuch 1 Wir benötigen: Rotkohlsaft Essigessenz Hydroxide in Wasser gelöst

Auswertung Rotkohlsaft enthält ein Anthocyan, nämlich Versuch 1 Auswertung Rotkohlsaft enthält ein Anthocyan, nämlich Rubrobrassin (Cyanidin-3-triglucosid). griechisch und bedeutet „blaue Blume“ kommt auch in versch. Beeren und Blumen vor

Modifikation des π-Systems in unterschiedlichen Milieus → Farbänderung Versuch 1 - Auswertung Modifikation des π-Systems in unterschiedlichen Milieus → Farbänderung

Versuch 1 Schulrelevanz Erfolg des Versuches sehr sicher und Erweiterung möglich (Rotkohlsaft selber herstellen) Dauer pro getesteter Substanz ca. 30 Sekunden Schultauglichkeit gegeben, da Produkte aus dem Alltag Themenbereiche: Säure-Base-Chemie, Farbigkeit, Redox-Reaktionen, etc.

Die Supermarktchemie Versuch 2 - der kleine Vulkan

Versuch 2 Wir benötigen: Backpulver Essigessenz Erde Lebensmittelfarbe

Versuch 2 Auswertung Backpulver besteht hauptsächlich aus Natriumhydrogencarbonat (NaHCO3(s)) Carbonate bilden mit Säuren das Gas Kohlenstoffdioxid (CO2(g)) Gas entweicht mit relativ hoher Geschwindigkeit Flüssigkeit wird verdrängt

Schulrelevanz gewünschter Effekt tritt immer ein Versuch 2 Schulrelevanz gewünschter Effekt tritt immer ein Dauer (mit Aufbau des Vulkans) ca. 15 Minuten einsetzbar als Schülerversuch ab der Sekundarstufe I Themenbereiche: Säure-Base-Chemie, physikalische Teilgebiete, organische Säuren, etc.

Die Supermarktchemie Versuch 3 - „Butterseife“

Versuch 3 Wir benötigen: Butter Hydroxide

Auswertung Bestandteile der Butter: Versuch 3 Auswertung Bestandteile der Butter: 83 % Milchfett 16 % Wasser 1 % fettfreie Trockenmasse Milchfett ist eine Mischung aus versch. Triglyceriden (Triester von Glycerin) Triglycerid

Kohlenstoffatom einer Esterbindung wird nucleophil angegriffen Versuch 3 - Auswertung Kohlenstoffatom einer Esterbindung wird nucleophil angegriffen

es trennen sich ein Alkoholation und eine Carbonsäure Versuch 3 - Auswertung es trennen sich ein Alkoholation und eine Carbonsäure

Versuch 3 - Auswertung Protonenübergang vom Carbonsäure-Molekül auf das Alkoholat-Ion → nicht reversibel

basische Esterhydrolyse: „Verseifung“, nicht reversibel Versuch 3 - Auswertung basische Esterhydrolyse: „Verseifung“, nicht reversibel saure Esterhydrolyse: kein besonderer Name, reversibel „Umkehrungen“ der Veresterung

Die Supermarktchemie Demonstration 1 - Kernseife

Demonstration 1

Versuch 3 und Demonstration 1 Schulrelevanz gewünschter Effekt tritt mit hoher Sicherheit ein Dauer ca. 5 Minuten einsetzbar als Schülerversuch ab der Sekundarstufe I Themenbereiche: Ester, Veresterung, Esterhydrolysen, Verseifung, Tenside und Seifen, Reaktionsgleichgewichte, etc.

Die Supermarktchemie Versuch 4 - „Gummibärchenhölle“

Wir benötigen: Gummibärchen Kaliumchlorat Summen-formel R-Sätze Versuch 4 Wir benötigen: Gummibärchen Kaliumchlorat Summen-formel R-Sätze S-Sätze Gefahren-symbol Schule KClO3(g) 9-20/22-51/53 13-16-27-61 O, Xn, N Lehrer

Versuch 4 Auswertung Kaliumchlorat disproportioniert oberhalb seiner Schmelztemperatur zu Kaliumperchlorat und Kaliumchlorid Kaliumperchlorat zerfällt in Kaliumchlorid und Sauerstoff +5 +7 -1 +7 -2 -1 0

Brummen: Gase entweichen aus Schmelze Versuch 4 - Auswertung Gelatine des Gummibärchens (Polypeptid) zerfällt bei Reaktion mit Sauerstoff in Kohlenstoffdioxid, Stickoxide und Wasser Brummen: Gase entweichen aus Schmelze Leuchten: frei werdende Energie (Reaktion stark exotherm → HP – HE = ΔH < O)

Versuch 4 Schulrelevanz gewünschter Effekt ist deutlich sowohl visuell, als auch akustisch gut zu erkennen Dauer ca. 15 Minuten einsetzbar nur als Lehrerversuch Themenbereiche: Redox-Reaktionen, Aminosäuren, Peptidchemie, Dis- und Kon(Syn-)proportionierungs-reaktionen

Die Supermarktchemie Demonstration 2 - Seifenblasen

Inhaltsstoffe Zucker Neutralseife Tapetenkleister Wasser Demonstration 2 Inhaltsstoffe Zucker Neutralseife Tapetenkleister Wasser

Demonstration 2 Auswertung Seifenlauge bildet als dünne Schicht gezogen zwei Oberflächen (bimolekulare Tensidschicht)

Demonstration 2 Schulrelevanz gewünschter Effekt abhängig von der Mischung und vom Geschick des Experimentierenden Dauer ca. 5 Minuten einsetzbar als Schülerversuch ab der Sekundarstufe I Themenbereiche: Ester, Veresterung, Esterhydrolysen, Verseifung, Tenside und Seifen, Waschmittel, etc.

Die Supermarktchemie Versuch 5 - Superabsorber

Versuch 5 Wir benötigen: Windel Essigsäure Wasser Rohreiniger

Auswertung Methacrylsäure polymerisiert sehr leicht Versuch 5 Auswertung Methacrylsäure polymerisiert sehr leicht mit N,N-Methylen-bis-(Acrylsäureamid) bildet es dann unter Zugabe von Kaliumperoxodisulfat und Natronlauge Natrium-Polyacrylat

Versuch 5 - Auswertung

Schulrelevanz gewünschter Effekt tritt immer ein Versuch 5 Schulrelevanz gewünschter Effekt tritt immer ein Dauer ca. 10 Minuten, meistens aber länger einsetzbar als Schülerversuch ab der Sekundarstufe I Themenbereiche: Polymere (Kunststoffe, etc.), etc.

Fineliner-Chromatographie Die Supermarktchemie Demonstration 3 - Fineliner-Chromatographie

Auswertung Fineliner haben verschiedene Farbkomponenten Demonstration 3 Auswertung Fineliner haben verschiedene Farbkomponenten Farbstoffe haben unterschiedliche Strukturen Affinität der Farbstoffe zur stationären und mobilen Phase unterschiedlich Affinität zur mobilen Phase ähnlich; Affinität zur stationären Phase gibt Ausschlag

Schulrelevanz gewünschter Effekt zuverlässig Dauer ca. 30 Minuten Demonstration 3 Schulrelevanz gewünschter Effekt zuverlässig Dauer ca. 30 Minuten einsetzbar als Schülerversuch ab der Sekundarstufe I Themenbereiche: Chromatographie, Farbstoffe, etc.

Lavalampe selbst gemacht Die Supermarktchemie Demonstration xy - Lavalampe selbst gemacht

Wir benötigen: Sonnenblumenöl jodiertes Speisesalz Paprikapulver Demonstratin xy Wir benötigen: Sonnenblumenöl jodiertes Speisesalz Paprikapulver

Auswertung Öl hat geringere Dichte als Wasser, schwimmt also oben auf Demonstration xy Auswertung Öl hat geringere Dichte als Wasser, schwimmt also oben auf Salz hat eine höhere Dichte als Wasser und Öl, fällt also auf den Grund des Behälters Salz nimmt Öltröpfchen mit nach unten Salz löst sich in Wasser → Öltröpfchen steigen wieder nach oben

Demonstration xy Schulrelevanz gewünschter Effekt hängt ein wenig vom Experimentiergeschick ab Dauer mind. 5 Minuten, meistens aber länger einsetzbar als Schülerversuch ab der Sekundarstufe I Themenbereiche: Löslichkeiten, Dichten, etc.

Allgemeine Schulrelevanz Gebiete sehr über den Lehrplan verteilt organische Chemie beginnt in der Sekundarstufe II (Klasse 11 nach G9, Klasse 10 nach G8) einige Versuche auch zu früheren Themen einsetzbar (z. B. Redox-Reaktionen) Stoffinhalt nicht geändert, nur der Zeitraum Versuche als chemische Hausaufgabe verwendbar

Was Agathe gelernt hat... Supermärkte in heutiger Form seit 1959 in Deutschland Rotkohlsaft ist natürlicher Universalindikator Backpulver treibt Teig mit Hilfe von CO2(g) alkalische Verseifung irreversibel, saure Verseifung reversibel KOH(aq) → Schmierseife; NaOH(aq) → Kernseife hydrophob ~ lipophil und hydrophil ~ lipophob Zusammenhang Frequenz und Farbigkeit Farbstoffmischungen ergeben neue Farben

Danke für die Aufmerksamkeit!!!

Literatur [1] Georg Schwedt; Experimente mit Supermarktprodukten; 3. erweiterte und aktualisierte Auflage; 2009; Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA [2] K. Peter C. Vollhardt, Neil E. Schore; Organische Chemie; vierte Auflage; 2005; WIHLEY-VCH GmbH & Co. KGaA; Weinheim [3] Charles E. Mortimer, Ulrich Müller; Chemie – Das Basiswissen der Chemie; 8., komplett überarbeitete und erweiterte Auflage; 1973, 2003; George Thieme Verlag; Stuttgart [4] Riedel; Anorganische Chemie; 6. Auflage; 2004; Walter de Gruyter GmbH & Co. KG; Berlin [5] http://www.chemienet.info/8ten-1.jpg (am 19.05.2009)