Aufgabe - Säure-Base-Reaktionen und pH-Wert · Abitur NRW Chemie GK · Methansäure – eine typische Alkansä 2026

Methansäure – eine typische Alkansäure?

Methansäure besteht aus einfach gebauten Molekülen und bildet das erste Glied in der homologen Reihe der Alkansäuren. Stoffe einer homologen Reihe ähneln sich in ihren Eigenschaften aufgrund gemeinsamer Strukturmerkmale in den Molekülen.

Material 1: Strukturformeln und Reaktionsverhalten ausgewählter Alkansäuren [1], [2]

Die ersten drei Vertreter der homologen Reihe der Alkansäuren haben folgende Molekülstrukturen.

Die Moleküle der drei Säuren reagieren mit Wasser-Molekülen in ähnlicher Weise.

Im Gegensatz zu anderen Alkansäuren ist Methansäure leicht zu Kohlenstoffdioxid und Wasser zu oxidieren.

Material 2: Experimentelle Untersuchung des Reaktionsverhaltens von Alkansäuren [3]

Geräte:

3 Reagenzgläser

3–5 Tropfpipetten

4 Messzylinder (10 mL)

Wasserbad ($\vartheta \approx 70\ ^\circ\text{C}$)

Chemikalien:

Silber(I)-nitrat-Lösung ($\omega = 5\ \%$)

Ammoniak-Lösung ($\omega = 10\ \%$)

Methansäure-Lösung ($\omega = 10\ \%$)

Ethansäure-Lösung ($\omega = 10\ \%$)

Propansäure-Lösung ($\omega = 10\ \%$)

Durchführung:

In ein Reagenzglas werden 5 mL Silber(I)-nitrat-Lösung gegeben. In diese Lösung wird vorsichtig so viel Ammoniak-Lösung tropfenweise hinzugefügt, bis sich der entstehende Niederschlag gerade wieder auflöst. Danach werden 3 mL Methansäure-Lösung hinzugegeben und es wird vorsichtig geschüttelt. Anschließend stellt man das Reagenzglas in ein Wasserbad. Der Versuch wird mit Ethansäure- und Propansäure-Lösung wiederholt.

Material 3: Die Tollensprobe [4]

Ein Versuch wie in Material 2 wurde erstmals 1881 durch den Chemiker Bernhard Tollens beschrieben und wird daher auch als Tollensprobe bezeichnet. Die Tollensprobe ist ein Nachweis für reduzierend wirkende funktionelle Gruppen. Dabei gehen auch Hydroxid-Ionen in die Reaktion ein. Das dafür notwendige basische Milieu wird durch Hinzufügen von Ammoniak-Lösung hergestellt.

Der Nachweis gilt als positiv, wenn sich durch Bildung von feinverteiltem Silber die Lösung dunkel verfärbt oder sich an der Innenwand des Reaktionsgefäßes Silber abscheidet, was zur Bildung eines spiegelnden Belages führt.

2 Formulieren Sie eine Reaktionsgleichung für die Reaktion einer Alkansäure mit Wasser.

Erläutern Sie an diesem Beispiel:

den Säure-Base-Begriff nach Brönsted und

die konjugierten Säure-Base-Paare.

a)

b)