Essig- Ethansäure

Die schwache Carbonsäure „acidum aceticum“ oder Ethansäure \( (CH_3COOH) \) ist bei Raumtemeratur eine farblose, hygroskopische Flüssigkeit, mit stechendem Geruch, die brennbar ist und sich gut mit Wasser mischt. Ihre wässrigen Lösungen werden als Essig bezeichnet. Ethansäure färbt den Indikator UNITEST rot (Video Indikator)

Das Wort „Essig“ ist ursprünglich vom lateinischen Wort „acetum“ für saurer Wein abgeleitet und wurde über das mittelhochdeutsche „ezzich“ zu unserem Wort für diese Substanz.

Die heute synthetisch -also technisch- gewonnene Ethansäure wird in der Industrie zur Herstellung von Kunststoffen(Polyvinylacetat oder Celuloseacetat) genutzt. Der Jahresverbrauch liegt bei etwa 10.000.000 t.
Reine Essigsäure (99%+)erstarrt bei 16°C . Daher wird für diese reine Form oft der Begriff Eisessig verwendet.

\( CH_3 – COOH \)

Schon die Römer nutzten Essig in der Küche und erzeugten daraus das alkoholfreie Erfrischungsgetränk „Posca“ und die alkoholhaltige Variante „Lora“- eine Mischung aus Essig und Wasser. Römische Soldaten tranken massenhaft Posca und machten das so verwendete Wasser -eventuell unwissend – durch die antibakterielle Wirkung des Essigs erst genießbar.

Fragt mal eure Großeltern oder Urgroßeltern nach dem Erfrischungsgetränk ihrer Jugend!
Sie werden Essig erwähnen…

Speiseessig kaufen wir heute als ca. 5%-igen Tafelessig(Wasseranteil 95%) oder als 25% -ige Essig-Essenz (Wasseranteil 75%). Er wurde und wird in der Küche – Lebensmittelzusatzstoff: E 260 – als Würze oder Konservierungsmittel und auch im Bad als Reiniger verwendet. Der leicht ätzende Essig wirkt dabei gegen Kalkverunreinigungen genauso wie gegen die Außenhülle von Bakterien oder Pilzen(Schimmel).

Woraus entsteht eigentlich Essig?

Hier einige Haushaltstricks zu Essig…

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Neutralisation

Hier wird Natronlauge (NaOH) in Wasser gegeben. Dazu kommt dann Salzsäure(HCl). Die Ionen verteilen sich im Wasser und beginnen sich umzulagern. Es entsteht aus den Ionen der Base \( (OH^-) \)und den Ionen der Säure\( (H^+) \)… nur Wasser.

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Die allgemeine Gleichung der Neutralisation lautet:

\( Säure + Base –> Salz + Wasser \)

Die Simulation findet man bei www.javalab.org
Hier Klicken!

Anwendung der Neutralisation:

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Unser Abwasser enthält unter den vielen störenden Inhaltsstoffen auch Säuren oder Basen, die es verunreinigen.
Um diese Bestandteile unschädlich zu machen, muss der pH-Wert verändert werden. Dies geschieht in Neutralisationsbecken im Klärwerk. Dort wird der pH-Wert elektronisch bestimmt und danach das jeweilige Gegenmittel zur Erreichung eines pH-Wertes von 6,8 zugegeben.

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In Aquarien leben Tiere und Pflanzen in einer künstlichen Umgebung. Hier muss von Zeit zu Zeit nachgeholfen werden, das Gleichgewicht zu schaffen und schädliche Ansammlungen von Stoffen (Säuren) zu beseitigen. Nahrungsreste, abgestorbene Pflanzenteile und Exkremente der Fische sind hier zu nennen. Fische brauchen ein sauberes Wasser. Mittel, die den pH-Wert heben oder senken helfen dem Aquarianer.

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Sodbrennen

Sodbrennen ist ein Schmerz, der durch aufsteigende, ätzende Magensäure vom Magen in die Speiseröhre verursacht wird. Das wird auch durch übermäßiges, fett- oder zuckerreiches Essen verursacht.
Bekämpft wird der Schmerz mit einem Mittel, welches Magnesiumhydroxid oder Aluminiumhydroxid enthält. Diese Stoffe neutralisieren die Magensäure.

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Kalken

Pflanzen verbrauchen die Mineralien im Boden und produzieren wie andere Bodenlebewesen bei ihrem Zerfall Säuren, die der Bodenqualität schaden. Also muss von Zeit zu Zeit die Bodenqualität durch Düngung - also Mineraliengabe- und durch Korrektur des pH-Wertes des Bodens verbessert werden. Kalk (Calciumhydroxid) wird hier großflächig aufgebracht. Auch Teiche und Rasenstücke werden so behandelt.

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Arbeitsblätter zur Neutralisation:

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Schwefelsäure

Das Schwefelsäuremolekül \( H_2SO_4 \) mit dem zentralen Schwefelatom, umgeben von 4 Sauerstoffatomen zerfällt in Wasser in das aggressive – hoch reaktive – Ion \( H^+ \) , das Wasserstoffion (auch Proton genannt) und das Sulfation \( SO_4^{2-} \) , das typische 2-fach negativ geladene Ion der Schwefelsäuresalze.

Schwefelquelle an einem Kratersee eines Vulkans. Hier bildet sich aus den Oxiden freie Schwefelsäure im Seewasser.

Eigenschaften:

96%ige konzentrierte H2SO4 ist eine klare, ätzende,  farb- und geruchlose, sehr ölige (hochviskose), stark hygroskopische (wasserziehende) Flüssigkeit, die mit Wasser unter starker Wärmeentwicklung mischbar ist. Hier ist wie bei allen Säuren unbedingt die Verdünnungsregel einzuhalten, da es sonst zu gefährlichen Verspritzungen kommt. In Wasser gelöst, existiert die Schwefelsäure in Form ihrer Ionen (H+ )Wasserstoffion und und (SO42– ) Sulfation , in die sie zerfällt(dissoziiert).

Schwefelsäure dissoziiert 2-stufig:

  1. Bildung des Hydrogensulfations

$$ H_2SO_4 \to H^+ + HSO_4^- $$

2. Bildung des Sulfations

$$ HSO_4^- \to H^+ + SO_4^{2-} $$

Vorkommen:

An vulkanischen Seen gibt es schwache Konzentrationen von Schwefelsäure. Dies ist neben Spuren von Schwefelsäure in einigen Insektensekreten das einzige natürliche Vorkommen. Die Schwefelsäure gehört wie die Salpetersäure zu den technischen Säuren.

Bedeutung und Verwendung:

Die Schwefelsäure ist eines der wichtigsten Produkte der chemischen Industrie. Sie wird „Blut der Chemie“ genannt. Die Weltproduktion von Schwefelsäure übersteigt die 140 Millionen-Tonnen-Marke. Das meist verwendete Verfahren, das Kontaktverfahren, nutzt Schwefel und ist eine deutsche Erfindung. Ein großer Teil der Schwefelsäure wird dazu verwendet, andere chemische Produkte herzustellen zum Beispiel mineralische Düngemittel (Ammonium- und Superphosphate), Farbstoffe, Sprengstoffe, Waschmittel und Arzneimittel. Die Schwefelsäure ist ein chemischer Grundstoff.
In der Glas-, Kunstseide- und Kunststoffindustrie, sowie in der Petrochemie und bei Dynamit spielt Schwefelsäure ebenfalls eine große Rolle. Mit ihr kann man zahlreiche andere  Säuren herstellen, zum Beispiel die Phosphorsäure (durch Reaktion mit Calciumphosphat) oder Fluorwasserstoffsäure, die auch Flusssäure genannt wird und als Lösungsmittel dient. 

Konzentrierte Schwefelsäure greift Kunststoffe an und zersetzt Zucker und Holz. So lässt sich auch der Aufbau von Zucker aus Kohlenstoff nachweisen. Die Reaktion mit Holz erfolgt in ähnlicher Weise, dabei kommt des auch zur Schwärzung jedoch nicht zu einer solchen Volumenvergrößerung.

Aber auch kohlenstoffbasierte Kunststoffe können der Schwefelsäure nicht widerstehen.

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