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Die Essigsäure, auch Ethansäure genannt, ist eine der wichtigsten organischen Säuren in unserem Leben.
In diesem Artikel erfährst du alles, was du über die Essigsäure wissen musst. Du lernst, wie Essigsäure und ihre Strukturformel aussieht, welche wichtigen Eigenschaften Essigsäure hat, wie Essigsäure hergestellt wird, wofür Essigsäure verwendet wird und wie gefährlich diese Säure sein kann.
wird auch Ethansäure genannt
ist eine farblose, nach Essig riechende Flüssigkeit
lässt sich zur Gruppe der Carbonsäuren einordnen
die Summenformel lautet (siehe Strukturformel)
wird mit Wasser verdünnt zu Essig
Aussehen: farblose Flüssigkeit
Geruch: leicht stechend nach Essig
pH-Wert: ungefähr 2,5
Säurestärke: pKs-Wert = 4,75, also mittelstarke bis schwache Säure
auf chemischer Ebene bedeutet das, dass Ethansäure nicht vollständig reagiert, somit dissoziiert die Essigsäure nicht komplett
Brennbarkeit: brennbar, verdampft leicht
Polarität: lässt sich mit polaren und unpolaren Lösungsmitteln mischen
Löslichkeit: die Carbonsäure ist vollständig mischbar mit Wasser, Ethern, Alkoholen und Chloroform ()
Leitfähigkeit: leitet elektrischen Strom, da sich frei bewegliche Elektronen in der Ethansäurelösung befinden
Flüchtigkeit: oxidiert an der Luft vollständig unter Hitzeentwicklung zu Wasser und Kohlenstoffdioxid
Abb. 2: Strukturformel Essigsäure mit Markierung der Carbonsäuregruppe, Quelle via StudySmarter
Essigsäure hat im Molekül eine Carboxylgruppe, also eine - COOH - Gruppe. Dadurch ist es möglich, dass sich zwischen den Molekülen Wasserstoffbrückenbindungen ausbilden. Diese erklären wiederum die hohe Siede-und Schmelztemperatur der Säure. So müssen beim Siede- bzw. Schmelzvorgang zusätzliche Wärmeenergie hinzugefügt werden, um die Wasserstoffbrückenbindungen aufzubrechen.
Andere Stoffe wie beispielsweise Propan haben dagegen keine Wasserstoffbrückenbindungen, also auch keine hohen Siede- bzw. Schmelztemperaturen.
Klassisch wird Essigsäure durch Fermentieren hergestellt. Dabei wandeln Bakterien das durch andere Gärungsprozesse entstandene Ethanol (Alkohol) mithilfe von Sauerstoff zunächst in Acetaldehyd um. Anschließend reagiert dieses dann weiter zur Essigsäure.
Bakterien wandeln Ethanol unter Zuführung von Sauerstoff zu Acetaldehyd um:
Das Acetaldehyd reagiert danach mit Sauerstoff weiter zu Essigsäure:
Zusammenfasend kannst du also sagen:
Ethanol und Sauerstoff reagieren zu Essigsäure und Wasser
Am Ende entstehen Ausgangsprodukte wie Wein oder Bier. Der Essig für den Haushalt besteht aus Gärungsessig oder verdünntem synthetischen Essig und enthält 5% Essigsäure. Essigessenz wiederum besteht zu 25% aus einer synthetischem Essigsäurelösung in Wasser und darf auch nur verdünnt zu Speisen beigefügt werden.
Um gleich große Mengen an Essigsäure herzustellen setzt man auf die technische Herstellung. Hierbei wird Ethen C₂H₄ zu Acetaldehyd CH₃CHO oxidiert. Dafür wird ein Katalysator benötigt. Das entstandene Acetaldehyd kann mit Sauerstoff dann zu Ethansäure reagieren:
Eine weitere Möglichkeit ist der sogenannte Monsanto- und Cativa- Prozess. Hier wird Methanol CH₃OH - auch mit Hilfe eines Katalysators - zu Ethansäure umgesetzt. Das Methanol reagiert dann mit Kohlenstoffmonoxid (CO) zur Säure:
Auch wenn Essigsäure chemisch einfach gebaut ist, hat sie eine große Bedeutung. Diese ergibt sich aus ihrer Vielseitigkeit: so kommt die Säure für Lebensmittel, Reinigungsprodukte und viele großtechnische Anwendungen in den Einsatz.
Abb. 3: Verdünnte Essigsäure in Gewürzgurken, Quelle via seilnacht.com
Essigsäure und ihre Salze dienen als Säuerungs-, Würz- und Konservierungsmittel. Auf dem Markt findet man diese mit Säuregehalten von 5 bis 15,5 g/100 ml. Zu den wichtigsten Essigen zählen die Wein-, Obst- oder Kräuteressige. Beispielsweise in Gewürzgurken, Senf, Ketchup oder Salatsaucen wird Essigsäure als Säuerungsmittel beigefügt.
Essigsäure ist aber nicht nur nützlich für den Geschmack, dessen konservierende Wirkung spielt auch eine wichtige Rolle. So wird der Bakterienwachstum im sauren Milieu gehemmt, sodass die Lebensmittel länger haltbar sind.
Ethansäure kann zudem auch als Verdickungsmittel dienen. Hierbei findet man die Verwendung bei Milchprodukten wie zum Beispiel Mascarpone.
Abb. 4: Essig Reiniger, Quelle via meistersauber.de
Essigsäure ist keimhemmend, dadurch lässt sie sich auch als Reinigungsmittel sehr gut einsetzen, denn Keime mögen keine saure Umgebung. Wegen dieser Wirksamkeit entfernt er Schmutz und ersetzt einen Universalreiniger basierend auf dem natürlichen Inhaltsstoff Essig. Zu den beliebtesten Verwendungszwecken gehört das Oberflächen Putzen, Kalk. und Schimmelentfernen, unangenehme Gerüche entfernen und Unkrautbekämpfung.
Bei Natursteinböden wie Marmor ist jedoch Vorsicht geboten, da die Säure den Boden ätzt.
Ein großer Vorteil von Essigreinigern ist, dass die biologisch abbaubar und umweltfreundlich sind. Bei richtiger Anwendung und einer guten Lüftung sind die auch nicht gefährlich und stellen eine gute Alternative zu chemischen Reinigungsmitteln dar.
Abb. 5: Essigsaure Tonerde, Quelle via www.andreas-hofer.at
Werden Essigsäure und Salicylsäure miteinander verbunden, erhält man die bekannte Verbindung Acetylsalicylsäure, den Wirkstoff des Schmerzmittels Aspirin. Ein schon länger bekanntes Heilmittel ist die "essigsaure Tonerde". Es ist das basische Aluminiumsalz der Essigsäure. Diese wässrige Lösung wirkt entzündungshemmend und ist hilfreich zur Wundbehandlung bei Prellungen oder Verstauchungen.
Typisch für Säuren sind Salzbildungsreaktionen. So bildet auch Essigsäure Salze, die Acetate genannt werden. Diese sind meistens farblose kristalline Salze, die in ihren Kristallgittern (Ionengitter) das Acetat-Anion () enthalten.
Ein Beispiel für salzartige Acetate ist Natriumacetat ():
Die salzartigen Acetate gewinnt man durch Neutralisation der Essigsäure mit Metallhydroxiden:
Acetate können leicht nachgeprüft werden, indem man die Probe mit Kaliumhydrogensulfat im Mörser zerreibt. Dabei wird das Proton (H⁺) des Hydrogensulfat-Ions auf das Acetat-Ion übertragen, wobei die flüchtige Essigsäure entsteht. Diese erkennt man dann an ihrem typischen Geruch:
Konzentrierte Essigsäure wirkt auf unsere Augen, Haut und auch Schleimhäute stark ätzend und kann diese sofort reizen
Nehmen Menschen mehr als einen Schluck Essig zu sich, können Verätzungen im Mundbereich und in der Speiseröhre entstehen. In diesem Fall muss viel Flüssigkeit nachgetrunken werden
Bei längerem Einatmen besteht zudem die Gefahr, dass ein Lungenödem entsteht
Schon einzelne Spritzer der Säure können zu Augenschäden führen. Deshalb müssen die Auge in dem Fall sofort mit viel Wasser gespült werden
Essig ist Essigsäure, die mit Wasser verdünnt wurde
die Summenformel lautet
Essigsäure lässt sich also zur Gruppe der Carbonsäuren einordnen
Essigsäure wird durch ein klassisches oder ein technisches Verfahren hergestellt
Klassisch/Biologisch: Bakterien wandeln das Ethanol mit Sauerstoff zu Acetaldehyd, danach zu Essigsäure um
Technisch/Chemisch: Ethen wird mit einem Katalysator zu Acetaldehyd oxidiert, welches danach mit Sauerstoff zu Essigsäure reagiert
Die Säure dient als Säuerungs-, Würz- und Konservierungsmittel, als Universalreiniger und ist in der Medizin enthalten
Vorteil von Reinigern mit Essig: biologisch abbaubar und umweltfreundlich, also eine gute Alternative zu chemischen Reinigern
Säuren bilden Salze, die Acetate genannt werden
diese lassen sich nachweisen, indem man die Probe mit Kaliumhydrogensulfat im Mörser zerreibt - es entsteht der typische Essig-Geruch
Essigsäure kann Augen, Haut und Schleimhäute stark ätzen und diese sofort reizen
Die Säure dient als Säuerungs-, Würz- und Konservierungsmittel, als Universalreiniger und ist in der Medizin enthalten
Essigsäure kann Augen, Haut und Schleimhäute stark ätzen und diese sofort reizen. Bei längerem Einatmen besteht die Gefahr eines Lungenödems.
Klassisch wird Essigsäure durch Fermentieren hergestellt. Hierbei wandeln Bakterien das Ethanol mit Hilfe von Sauerstoff zu Acetaldehyd, danach zu Essigsäure um.
Um große Mengen an Essigsäure herzustellen setzt man auf die technische Herstellung. Hierbei wird Ethen mit einem Katalysator zu Acetaldehyd oxidiert. Dieses reagiert anschließend mit Sauerstoff zu Essigsäure.
Physikalisch:
Chemisch:
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