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Verseifung in Zahlen: ein Arbeitsblatt für den Chemieunterricht

Die Schülerinnen und Schüler stellen die Reaktionsgleichung von Triolein mit Natriumhydroxid auf, berechnen aus molaren Massen eine Verseifungszahl und danach die Lauge für ein echtes Stück Seife. Jede Antwort lässt sich mit dem Laugenrechner prüfen, der jeden Rechenschritt ausschreibt. Kostenlos zum Ausdrucken und Kopieren für den Unterricht.

Was es abdeckt

Für Schülerinnen und Schüler, die Stoffmenge und molare Masse kennen.

Wenn die Klasse Seife herstellt Natriumhydroxid ist ätzend für Haut und Augen, und frisch angesetzte Lauge kann innerhalb von Augenblicken über 90 °C heiß werden. Halten Sie sich an die Gefährdungsbeurteilung Ihrer Schule. Sicherer Umgang mit Lauge: Schutzbrille und Handschuhe, die Lauge ins Wasser und nie umgekehrt, und was bei einem Spritzer zu tun ist.

Arbeitsblatt: Verseifung in Zahlen

Gegeben: C 12,011; H 1,008; O 15,999; Na 22,990 g/mol. NaOH 39,997 g/mol; KOH 56,106 g/mol.

  1. Triolein, C₅₇H₁₀₄O₆, ist das wichtigste Fett im Olivenöl: Glycerin mit drei Ölsäureresten. Stellen Sie die Reaktionsgleichung mit Natriumhydroxid auf; es entstehen Glycerin (C₃H₈O₃) und Natriumoleat (C₁₈H₃₃NaO₂).

  2. Berechnen Sie die molaren Massen von Triolein, Glycerin und Natriumoleat.

  3. Wie viel Gramm Natriumhydroxid braucht man für 100 g Triolein?

  4. Wie viel Gramm Seife und Glycerin entstehen dabei? Zeigen Sie, dass die Masse erhalten bleibt.

  1. Die Verseifungszahl eines Fetts gibt an, wie viele Milligramm Kaliumhydroxid 1 g davon verbraucht. Berechnen Sie sie für Triolein.

  2. Die Codex-Alimentarius-Norm für Olivenöl nennt eine Verseifungszahl von 184 bis 196 mg KOH/g. Nennen Sie zwei Gründe, warum das eine Spanne und keine einzelne Zahl ist.

  3. Der Rechner rechnet für Olivenöl mit 190 mg KOH/g. Rechnen Sie das in Gramm Natriumhydroxid je Gramm Öl um.

  1. Eine Seife wird aus 350 g Olivenöl (190 mg KOH/g) und 150 g Kokosöl (256,5 mg KOH/g) gemacht. Wie viel Natriumhydroxid verseift alles vollständig?

  2. Seifensieder wiegen 5 % weniger Lauge ab, sodass 5 % des Fetts unverseift bleiben: die Überfettung. Wie viel Natriumhydroxid wiegen sie ab? Warum lässt man absichtlich Fett übrig?

  3. Das Natriumhydroxid wird in Wasser zu einer 33-prozentigen Lösung (Massenanteil) gelöst. Wie viel Wasser ist das?

  4. Die Verseifungszahl von Kokosöl ist höher als die von Olivenöl. Was sagt das über seine Fettsäuren?

  1. Öffnen Sie den Laugenrechner mit dieser Seife und dann „Rechenweg anzeigen“. Finden Sie jeden Schritt, den Sie gerechnet haben. Wo weicht die Zahl des Rechners von Ihrer ab, und warum?

    Den Laugenrechner mit dieser Seife öffnen

Von soapformulator.com/de/teach

Lösungen
  1. C₅₇H₁₀₄O₆ + 3 NaOH → C₃H₈O₃ + 3 C₁₈H₃₃NaO₂. Jedes Hydroxid spaltet eine Esterbindung, also drei je Molekül.
  2. Triolein 885,45 g/mol; Glycerin 92,09 g/mol; Natriumoleat 304,45 g/mol.
  3. 100 g : 885,45 g/mol = 0,1129 mol; × 3 × 39,997 g/mol = 13,55 g Natriumhydroxid.
  4. Natriumoleat: 0,1129 × 3 × 304,45 = 103,15 g. Glycerin: 0,1129 × 92,09 = 10,40 g. Hinein: 100 + 13,55 = 113,55 g; heraus: 103,15 + 10,40 = 113,55 g.
  5. 3 × 56,106 × 1000 : 885,45 = 190,1 mg KOH/g.
  6. Olivenöl ist ein Gemisch: Neben Ölsäure tragen seine Triglyceride Palmitinsäure, Linolsäure und andere (der Codex erlaubt 7,5–20 % Palmitin- und 3,5–21 % Linolsäure). Kürzere Ketten bedeuten mehr Moleküle je Gramm und damit mehr Hydroxid je Gramm, und die Mischung ändert sich mit Sorte, Herkunft und Jahr. Außerdem verseift ein kleiner Teil des Öls (Sterine, Squalen) gar nicht, was die Zahl senkt.
  7. 190 × 39,997 : 56,106 = 135,4 mg, also 0,1354 g Natriumhydroxid je Gramm Öl.
  8. KOH: 350 × 0,190 + 150 × 0,2565 = 104,98 g. Als Natriumhydroxid: 104,98 × 39,997 : 56,106 = 74,83 g.
  9. 74,83 × 0,95 = 71,09 g. Veröffentlichte Verseifungszahlen sind Spannen, und ein echtes Öl kann mehr Lauge verbrauchen als die verwendete Zahl. Mit übrigem Fett bleibt kein unverbrauchtes Natriumhydroxid in der Seife, selbst wenn das Öl mehr verbraucht als angenommen.
  10. 71,09 g sind 33 % der Lösung; die Lösung wiegt also 71,09 : 0,33 = 215,43 g und das Wasser 215,43 − 71,09 = 144,34 g (oder 71,09 × 67 : 33).
  11. Mehr Hydroxid je Gramm heißt mehr Fettsäureketten je Gramm, also kürzere Ketten: Kokosöl besteht vor allem aus Laurinsäure (C12, 45–53 % laut Codex), Olivenöl vor allem aus Ölsäure (C18).
  12. Die Schritte stimmen bis auf Rundung überein: 104,98 g KOH-Äquivalent, 74,83 g NaOH ohne und 71,09 g mit 5 % Überfettung, 144,34 g Wasser; der Rechner rundet, was er anzeigt. Er zeigt außerdem, wie weit die Lauge über die veröffentlichten Spannen der Öle schwanken kann, und das ist der Grund für Frage 9.

Weiterführend