Ethanol-gæring, destillation og gaschromatografisk analyse

Ethanol
Formålet
med dette forsøg er at fremstille ethanol ved gæring af saccharose samt efterfølgende
destillation (almindelig og fraktioneret). Ethanolindholdet i de to destillater
bestemmes ved gaschromatografi.
Apparatur:
Kemikalier:
I
II
III
Erlenmeyerkolbe (250 ml), prop med et hul, gærrør,
måleglas (100 ml), vægt, glasspatel, porcelænsskål,
tændstikker.
Rundbundet kolbe (100 ml), destillationsopsats,
kolonne, liebigsvaler, termometer, to køleslanger,
varmekappe, erlenmeyerkolbe (forlag), stativmateriale,
pimpsten, porcelænsskål, tændstikker.
Gaschromatograf, AD-konverter (ALL-CHEM-
MISST, model 2002), programmel til dataopsamling
på computeren (AK Analytik 32).
Sukker (saccharose), gær, dem. vand, kalkvand.
I. GÆRING
1. I erlenmeyerkolben opløses 20 g sukker i 200 ml dem. vand.
Tilsæt et lille stykke gær, som udrøres i sukkeropløsningen.
2. Fyld gærrøret med kalkvand og anbring det på erlenmeyerkolben vha. en prop.
Blandingen skal nu stå et varmt sted i nogle dage.
3. Herefter tages den frem igen. Hvordan ser opløsningen i gærrøret ud nu?
_____________________________________________________________
Skriv på grundlag af 3. reaktionsskemaet for fremstilling af ethanol ved gæring af en
saccharoseopløsning. ( Saccharose har molekylformlen C
12
H
22O11
. )
_____________________________________________________________
4. Prøv at antænde en smule af blandingen i en porcelænsskål. Iagttagelser?
_____________________________________________________________

II. DESTILLATION
Ethanolkoncentrationen i blandingen er mindre end 14 volumen%, da gærsvampene ikke tåler højere
koncentrationer. Koncentrationen af ethanol skal nu forøges ved destillation.
5. Den under I fremstillede blanding overføres til en 100 ml rundbundet kolbe.
Kolben må kun fyldes halvt op!!!
For at undgå stødkogning ved destillationen tilsættes nogle pimpsten.
6. Sæt destillationsapparaturet sammen som vist på figurerne. Tilslut kølevandet.
Figuren til venstre viser en almindelig destillation, mens figuren til højre viser en fraktioneret
destillation. Udfør begge destillationerne.
(Eventuelt kan nogle af grupperne udføre en almindelig destillation, mens andre udfører en
fraktioneret.)
7. Blandingen opvarmes vha. en varmekappe. Når destillatet begynder at dryppe ned i den
koniske kolbe, der tjener som forlag, reguleres opvarmningen, sådan at tildrypningshastigheden
er 1-2 dråber per sekund.
8. Destillationstemperaturen aflæses. Overvej, hvornår destillationen må afbrydes.
(Kogepunktet for ethanol er 78,3°C).
9. Undersøg destillatet med hensyn til brændbarhed som i 4. Iagttagelser?
____________________________________________________________

III. GASCHROMATOGRAFI
Du skal nu bestemme ethanolindholdet i destillatet ved hjælp af gaschromatografi.
Gaschromatografi er en metode til både kvalitativ og kvantitativ analyse af f. eks. væskeblandinger.
Figuren viser en principskitse af gaschromatografen:
Blandingen sprøjtes ind i en kolonne, der befinder sig i en termostateret ovn. En kolonne er et langt
rør af f. eks. stål, der indeholder det chromatografiske materiale. Ved hjælp af en bæregas (f. eks.
helium) transporteres de fordampede stoffer igennem kolonnen med forskellig vandringshastighed
afhængig af kogepunktet samt evnen til at bindes til det chromatografiske materiale. Skolens
gaschromatograf indeholder både en polær og en upolær kolonne. Efter kolonnen passerer
blandingen af bæregas og analyse en detektor, der registrerer forskellen i varmeledningsevnen af ren
bæregas og bæregas blandet med analysen. Signalet fra detektoren sendes til AD-konverteren - man
måler et udslag for hvert af stofferne i analysen og chromatogrammet udskrives. Chromatogrammet
består af flere adskilte toppe. Arealet under en top er et mål for indholdet af det pågældende stof i
blandingen.

10. Før du kan bestemme ethanolindholdet i destillatet, skal du fremstille en standardkurve, der
viser sammenhængen mellem ethanolindholdet (i masse%) og arealprocenten af ethanol, dvs.
arealet under ethanoltoppen divideret med det samlede areal under ethanol- og vandtoppen..
Fremstil 5 standardopløsninger med et ethanolindhold mellem 10 og 100 masse%.
Standardopløsning
nr.
Ethanols masse
/g
Masse af vandethanol-blanding
/g
Ethanolindhold i
masse%
Areal% for
ethanol
1 1,05 10,31 10,18 7,57
2 3,05 10,11 30,17 25,04
3 5,02 10,14 49,51 38,74
4 7,02 10,18 68,96 65,06
5 9,04 10,08 89,68 85,84
Tabellen viser vores foresøgsresultater. I øvelsesvejledningen til eleverne står der
selvfølgelig ikke nogen tal i tabellen.
11. Læreren sprøjter 10 µ L af en blanding af ethanol og vand ind i gaschromatografens polære
kolonne. Chromatogrammet udskrives. Overvej, hvordan man eksperimentelt kan undersøge,
hvilken af de to toppe der er ethanoltoppen.
12. Læreren sprøjter nu 10 µ L af hver af de 5 standardopløsninger ind i gaschromatografens
polære kolonne og arealprocenten af ethanol bestemmes ved hjælp af programmet AK
Analytik 32.
13. 12. gentages med 10 µ L af destillatet fra den almindelige og den fraktionerede destillation.
14. Tegn standardkurven og bestem ved hjælp af denne kurve ethanolindholdet (i masse%) i
begge destillaterne. Bestem ved hjælp af DATABOGEN ethanolindholdet i volumen%.
Gør rede for forskellen mellem en almindelig og en fraktioneret destillation.