Aufgabe Modul AE - 3 · Abitur Hessen Chemietechnik LK 2021

3 Identifizierung der Hauptkomponenten von natürlicher Vanille und Bestimmung des Vanillingehalts mittels Gaschromatographie

Natürliche Vanille (Vanilleschote) enthält eine Vielzahl von Substanzen, die entscheidend zum Geruch und Geschmack von Vanille beitragen. Neben Vanillin handelt es sich dabei unter anderem um Vanillinalkohol, Vanillinsäure und 4-Hydroxybenzaldehyd (Material 1).

Material 1: Bestandteile des Vanillearomas

3.1

Ordnen Sie die genannten Komponenten den Peaks in dem Gaschromatogramm (Material 6) zu und begründen Sie Ihre Zuordnung.

Hinweis: Das Gaschromatogramm wurde mit einer mittelpolaren Säule aufgenommen.

Material 6: Gaschromatogramm der Hauptkomponenten von natürlicher Vanille

Peak 1 (ca. 10 min):

Peak 2 (ca. 11,5 min):

Peak 3 (ca. 14 min):

Peak 4 (ca. 16 min):

3.2

Bestimmung des Massenanteils von Vanillin in einer Vanilleschote

Der Massenanteil von Vanillin in einer Vanilleschote wird nach der Methode des externen Standards bestimmt. Dazu werden Kalibrierlösungen mit Ethanol als Lösungsmittel angesetzt und jeweils ein Gaschromatogramm aufgenommen. Für die Probe werden 2,53 g einer Vanilleschote mit ca. 10 mL Ethanol extrahiert. Der Extrakt wird in einen 100 mL Messkolben filtriert und mit Ethanol bis zur Messmarke aufgefüllt. Von dieser Lösung wird ebenfalls ein Gaschromatogramm aufgenommen. Die entsprechenden Angaben sind in der Tabelle in Material 7 zusammengefasst.

Bestimmen Sie mithilfe von Material 7 zeichnerisch oder rechnerisch den Massenanteil an Vanillin, $w(\text{Vanillin})$, in der Vanilleschote.

Material 7: Flächen der Gaschromatogramme zur Bestimmung von Vanillin in einer Vanilleschote

Massenkonzentration $\beta(\text{Vanillin})$ in $\frac{\text{g}}{100\,\text{mL}}$

Fläche $A$ in cts

0,05 · 1180

0,10 · 2404

0,15 · 3592

0,20 · 4850

Probe · 3081