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Naturstoff Citronensäure
Kurs für Schülergruppen

Wie wird aus Zitronensaft der reine Naturstoff Citronensäure isoliert und nachgewiesen? Welche chemischen Eigenschaften hat er? In diesem Kurs wenden wir vielfältige nasschemische präparative und analytische Methoden an.

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Jahrgangsstufe
11 bis 13
Dauer
1 Tag
Maximale Teilnehmerzahl
20

Experimente

  • Isolierung von Citronensäure aus Zitronensaft (Neutralisation, Umsalzung, Ausfällung und Zentrifugation, Ionenaustausch, Kristallisation)
  • Dünnschichtchromatographie (DC)
  • Hochleistungs-Flüssigkeitschromatographie (HPLC, alternativ zur DC)
  • Nachweis funktioneller Gruppen
  • Titration der Säuregruppen (alternativ zum Nachweis funktioneller Gruppen)

Am Beispiel der Citronensäure erfahren die Schüler*innen, wie ein Naturstoff isoliert, nachgewiesen und nasschemisch sowie chromatographisch charakterisiert werden kann. Im Lauf eines Labortages gewinnen sie aus dem Lebensmittel Zitronensaft schrittweise den Reinstoff, die farblosen Kristalle der organischen Feststoffsäure. Dabei müssen viele unterschiedliche Trennmethoden aufeinander abgestimmt eingesetzt werden: Neutralisation und Fällungsreaktionen, Filtrationen und Zentrifugation, Rückbildung durch Ionenaustausch sowie Kristallisation durch die Entfernung des Lösungsmittels. Haben die Schüler*innen ein Isolationsprodukt, weisen sie chromatographisch (Dünnschicht- oder HPLC) nach, dass es sich um die gewünschte Substanz handelt. Um auch die chemischen Eigenschaften der isolierten Substanz näher zu untersuchen, schlagen die Schüler*innen mögliche funktionelle Gruppen vor, die in einfachen Tests qualitativ nachgewiesen werden. Alternativ werden die sauren Eigenschaften der Citronensäure in einer Titration detailliert untersucht.

Vorwissen über funktionelle Gruppen erleichtert das Verständnis. Zur Abstimmung der Kursinhalte nehmen Sie bitte Kontakt mit dem Team des Fachbereichs Chemie auf.

Unterrichtsbezug

Strukturen von Molekülen organischer Stoffe (EP); Organische Verbindungen und ihre Reaktionswege; Chemisches Gleichgewicht; bei Titration: Protonenübertragungsreaktionen