Alkoholische Gärung: Wie Ethanol entsteht
Hefe wandelt Zucker ohne Sauerstoff in Ethanol und Kohlenstoffdioxid um. Das ist die alkoholische Gärung.
Das lernst du heute
- Ich kann die alkoholische Gärung beschreiben.
- Ich kann die Reaktionsgleichung aufstellen.
- Ich kann einen Gärungsversuch dokumentieren.
Das brauchst du schon: Vielleicht hilft dir zuerst diese Lektion: Ethanol und Co.: die Alkanole
Schon seit Jahrtausenden nutzen Menschen die Gärung, zum Beispiel für Brot, Wein und Bier. Bei der alkoholischen Gärung wandelt Hefe Zucker um. Hefen sind Pilze. Sie nutzen dafür Enzyme, das sind Biokatalysatoren. Das geschieht ohne Sauerstoff. Wortgleichung: Traubenzucker → Ethanol + Kohlenstoffdioxid. Formelgleichung: C₆H₁₂O₆ → 2 C₂H₅OH + 2 CO₂. Das Gas CO₂ lässt sich mit Kalkwasser nachweisen. Beim Gärversuch verwendet man ein Gärröhrchen. Das Gas kann entweichen, Luft kommt nicht hinein. Der Alkoholgehalt bleibt begrenzt. Bei höherem Gehalt stirbt die Hefe ab. Für einen höheren Ethanolgehalt destilliert man. Ethanol siedet bei 78 °C, Wasser bei 100 °C. Solche Versuche macht nur die Lehrkraft im Fachraum, die Probe wird nicht verkostet. Ethanol ist ein Zellgift. Es kann schon bei kleinen Mengen die Entwicklung von Jugendlichen schädigen. Bei Sorgen um den eigenen oder fremden Umgang mit Alkohol helfen eine Vertrauensperson, eine Suchtberatungsstelle oder die Nummer gegen Kummer, 116 111.
| Zeit | Beobachtung | Deutung |
|---|---|---|
| Beginn | Hefe-Zucker-Lösung ruhig | Hefe beginnt zu arbeiten |
| nach 1 Tag | Bläschen steigen auf | CO₂ entsteht |
| nach 3 Tagen | Gas trübt Kalkwasser | Nachweis für CO₂ |
| danach | Geruch nach Alkohol | Ethanol ist entstanden |
Die Stoffmengen der Gärung
- Gleichung: C₆H₁₂O₆ → 2 C₂H₅OH + 2 CO₂.
- Molare Massen: Traubenzucker 180 g/mol, Ethanol 46 g/mol, CO₂ 44 g/mol.
- Aus 180 g Traubenzucker entstehen 2 · 46 g = 92 g Ethanol.
- Dazu entstehen 2 · 44 g = 88 g CO₂.
- Probe: 92 g + 88 g = 180 g.
Ich verstehe das noch nicht
Such dir aus, was dir hilft.
Noch einfacher erklärt
Hefe + Zucker, ohne Luft.
Dabei entstehen Ethanol und CO₂.
Mit Kalkwasser prüft man CO₂.
Ein Beispiel
Brotteig geht auf, weil Hefe Zucker umsetzt. Das entstehende Gas bildet Blasen. Beim Backen verdampft das Ethanol.
Schritt für Schritt
Wir dokumentieren einen Versuch
- Schreibe die Frage auf: Was entsteht, wenn Hefe Zucker umsetzt?
- Vermute: Es entsteht Gas.
- Beobachte: Bläschen, Trübung von Kalkwasser, Geruch.
- Deute: CO₂ und Ethanol sind entstanden.
Mit einem Bild erklärt
| Protokollteil | Inhalt |
|---|---|
| Frage | Was entsteht bei der Gärung? |
| Vermutung | Gas und Ethanol |
| Beobachtung | Bläschen, Trübung |
| Auswertung | C₆H₁₂O₆ → 2 C₂H₅OH + 2 CO₂ |
Zur Grundlage zurück
- Ethanol und Co.: die Alkanole – Du kennst Ethanol.
Jetzt zusammen
Wir lösen die Aufgabe gemeinsam. Nutze die Hilfen, wenn du sie brauchst.
Lösung ansehen
Lösung: Kohlenstoffdioxid
Jetzt du
Jetzt probierst du es allein.
Wie viel Gramm Ethanol entstehen höchstens aus 180 g Traubenzucker? (M(Ethanol) = 46 g/mol)
Zeig mir den ersten Schritt
180 g Traubenzucker sind 1 mol. Aus 1 mol entstehen 2 mol Ethanol.
Lösung ansehen
Lösung: 92
2 · 46 g = 92 g.
Tipp: Schreibe ein kurzes Protokoll: Frage, Vermutung, Aufbau, Beobachtung, Auswertung. Notiere auch die Zeit und die Temperatur.
Merksatz: Gärung: Zucker → Ethanol + CO₂. Hefe, ohne Sauerstoff.
Typischer Fehler: Viele denken, bei der Gärung entstehe nur Alkohol. Es entsteht auch Kohlenstoffdioxid. Beim Brotteig sorgt das Gas für die Lockerung.
Mini-Quiz
5 kurze Fragen, ohne Noten. Bei jeder Frage kannst du dir die Lösung ansehen.
Frage 1 Wie viel Gramm Kohlenstoffdioxid entstehen bei der Gärung von 180 g Traubenzucker? (M(CO₂) = 44 g/mol)
Zeig mir den ersten Schritt
Aus 1 mol Traubenzucker entstehen 2 mol CO₂.
Lösung ansehen
Lösung: 88
2 · 44 g = 88 g.
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Lösung: Es lässt Gas entweichen und hält Luft fern.
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Lösung: Stimmt nicht
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Lösung: durch Destillation
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Lösung: eine Vertrauensperson oder Beratungsstelle
Geschafft
Bei der alkoholischen Gärung wandelt Hefe Traubenzucker ohne Sauerstoff in Ethanol und CO₂ um: C₆H₁₂O₆ → 2 C₂H₅OH + 2 CO₂. Der Ethanolgehalt bleibt begrenzt, weil die Hefe bei hohem Gehalt abstirbt. Höhere Gehalte erreicht man mit Destillation.
Kannst du das schon?
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