Aufgabe 6 · Abitur NRW Chemie LK · Ethansäureethylester 2026

Thema: Reaktionsgeschwindigkeit und chemisches Gleichgewicht · Aus der Prüfung LK · Ethansäureethylester (2026)

Aufgabenstellung

Material 4: Spaltung von Ethansäureethylester

Die Esterspaltung kann u. a. zur quantitativen und qualitativen Analyse eines Esters genutzt werden. Im Gegensatz zur Synthese von Ethansäureethylester ist die Spaltung des Esters mittels Natriumhydroxid-Lösung eine fast irreversible Reaktion. In einem Experiment wurde der zeitliche Verlauf der alkalischen Spaltung von Ethansäureethylester in Abhängigkeit vom eingesetzten Volumen des Esters untersucht.

CH3-COO-CH2-CH3+OH−→CH3-COO−+CH3-CH2OH\mathrm{CH_3\text{-}COO\text{-}CH_2\text{-}CH_3 + OH^- \rightarrow CH_3\text{-}COO^- + CH_3\text{-}CH_2OH}

Experiment

Versuch 1: 100 mL verdünnte Natriumhydroxid-Lösung werden mit 0,5 mL Ethansäureethylester versetzt. Die spezifische Leitfähigkeit der Lösung wird über einen Zeitraum von 5 Minuten kontinuierlich gemessen. Die Zugabe des Esters zur Natriumhydroxid-Lösung erfolgte 10 Sekunden nach Beginn der Leitfähigkeitsmessung.

Versuch 2: Wiederholung des Versuchs 1 mit 1 mL Ethansäureethylester.

Die spezifische Leitfähigkeit einer wässrigen Lösung ist u. a. von der Art und der Stoffmengenkonzentration der in der Lösung enthaltenen Ionen abhängig. Die Gesamtleitfähigkeit einer verdünnten Lösung setzt sich additiv aus den Ionenäquivalentleitfähigkeiten der in ihr vorhandenen Ionen zusammen.

Die bei dem Experiment auftretenden Volumenveränderungen können vernachlässigt werden.

Tab. 2: Ionenäquivalentleitfähigkeiten (bei unendlicher Verdünnung) Λeq\Lambda_\text{eq} Ionen · OH−\mathrm{OH^-} · Na+\mathrm{Na^+} · CH3COO−\mathrm{CH_3COO^-}

Λeq\Lambda_\text{eq} in S⋅cm2mol\frac{\mathrm{S\cdot cm^2}}{\mathrm{mol}} · 199 · 50 · 41

6

Erläutern Sie die Veränderung der elektrischen Leitfähigkeit bei der Esterspaltung (M 4).

Ordnen Sie die Graphen A und B den beschriebenen Versuchsdurchführungen zu (M 4).

Begründen Sie Ihre Zuordnung (M 4). [10 BE]

Graph A:

Graph B:

Aufgabenstellung: Aufgabe 6 · Abitur NRW Chemie LK · Ethansäureethylester 2026

Lösung

Nach den offiziellen Korrekturhinweisen

Erläutern Sie die Veränderung der elektrischen Leitfähigkeit bei der Esterspaltung (M 4).

Lösung: Die elektrische Leitfähigkeit zu Beginn der Messung wird durch die beweglichen Natrium- und Hydroxid-Ionen in der Lösung bestimmt. Die neutralen Ester-Moleküle haben keinen Einfluss auf die elektrische Leitfähigkeit. Bei der Spaltung der Ester-Moleküle werden Hydroxid-Ionen mit einer hohen Ionenäquivalentleitfähigkeit verbraucht und Acetat-Ionen mit einer geringeren Ionenäquivalentleitfähigkeit gebildet. Die entstehenden elektrisch neutralen Ethanol-Moleküle haben keinen Einfluss auf die elektrische Leitfähigkeit. Die Gesamtleitfähigkeit der Lösung sinkt.

Ordnen Sie die Graphen A und B den beschriebenen Versuchsdurchführungen zu (M 4).

Lösung: Graph A: Versuch 1; Graph B: Versuch 2

Begründen Sie Ihre Zuordnung (M 4).

Lösung: Graph B fällt stärker, d. h. die Leitfähigkeit nimmt stärker ab. Daraus leitet sich ab, dass u. a. mehr Hydroxid-Ionen in vergleichbaren Zeitintervallen verbraucht werden. Eine größere Änderung der Stoffmengenkonzentration in vergleichbaren Zeitintervallen bedeutet eine schnellere Spaltung des Esters (höhere Reaktionsgeschwindigkeit). Durch den Einsatz von mehr Ethansäureethylester bei Versuch 2 sind mehr wirksame Zusammenstöße in gleichen Zeitintervallen möglich, das bedeutet eine höhere Reaktionsgeschwindigkeit.

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