Im Rahmen des Kursunterrichts im Seminarfach der gymnasialen Oberstufe ist jeder Schüler des Jahrgangs 11 verpflichtet eine, an den H1 Kurs angelehnte, Facharbeit anzufertigen. Unsere Facharbeit ist somit eine Ausarbeitung über eine Thematik des Fachbereichs Chemie.
Durch unseren Kursleiter wurden uns verschiedene Themenvorschläge der organischen und analytischen Chemie unterbreitet, aufgrund von bestehendem Interesse entschieden wir uns für den organischen Themenkomplex, welcher sich Estern, genauer mit der Synthese von Carbonsäureestern beschäftigt.
Über das Projekt Formel X, eine Kooperation des Volkswagenwerks Emden, des Fachbereichs Chemie/Physik der Hochschule Emden/Leer und des Johannes-Althusius-Gymnasiums, wurde es uns ermöglicht unsere Experimente unter Laborbedingungen durchzuführen.
Nach privater Informationsbeschaffung über Ester und Carbonsäuren wurden wir am 11.03.2011 gemeinsam mit zwei weiteren Schülern des Kurses an der Hochschule von der Diplom-Chemikerin Christine Dauelsberg in den Fachbereich Organik eingeführt. Diese stand uns während der Versuchsdurchführung und Theoretischen Auswertung mit fachmännischer Anleitung und Zusatzinformationen zur Seite.
Chemikerin Dauelsberg unterbreitete uns zwei Vorschläge für Experimente, wir entschieden uns für die Synthese von Citronensäure-1-butylester (Tributyl-citrate).
Von der Arbeit an der Hochschule erhoffen wir uns einen tieferen Einblick in die Arbeit der Chemiker in Forschung und Industrie, welche für eine spätere Berufsorientierung von großem Nutzen sein können.
Da wir sowohl praktische als auch theoretische Aspekte beleuchten wollen, werden wir keinen expliziten Schwerpunkt setzen.
Inhaltsverzeichnis
- Vorwort
- Theoretischer Teil
- Sachinformationen zu den verwendeten Chemikalien
- Der Mechanismus der Veresterung
- Einstellung des Gleichgewichts
- Verwendung von Estern
- Praktischer Teil
- Versuch 1
- Versuchsvorbereitung und Aufbau
- Versuchsdurchführung
- Beobachtung
- Versuch 2
- Versuchsvorbereitung und Aufbau
- Versuchsdurchführung
- Beobachtung
- Versuch 3
- Versuchsvorbereitung und Aufbau
- Versuchsdurchführung
- Beobachtung
- Auswertung
- Versuchskritik
- Nachwort
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Ziel dieser Facharbeit ist die Darstellung der Synthese von Citronensäure-butylester. Die Arbeit umfasst sowohl den theoretischen Hintergrund der Veresterung als auch die praktische Durchführung und Auswertung von Experimenten zur Synthese. Der Fokus liegt auf dem Verständnis des chemischen Prozesses und der Anwendung im Labor.
- Synthese von Carbonsäureestern
- Eigenschaften der verwendeten Chemikalien (Citronensäure, 1-Butanol, Schwefelsäure)
- Mechanismus der Veresterung als Gleichgewichtsreaktion
- Praktische Durchführung und Auswertung von chemischen Experimenten
- Laborarbeit und -methoden
Zusammenfassung der Kapitel
Vorwort: Das Vorwort beschreibt den Kontext der Facharbeit im Rahmen des Seminarfachs Chemie und das Formel X-Projekt, eine Kooperation mit dem Volkswagenwerk Emden und der Hochschule Emden/Leer, die den Schülern die Möglichkeit bot, die Experimente unter Laborbedingungen durchzuführen. Es wird die Auswahl des Themas und die Unterstützung durch eine Diplom-Chemikerin während der Arbeit erwähnt. Der Fokus liegt auf dem Erwerb von praktischen und theoretischen Kenntnissen im Bereich der organischen Chemie.
Theoretischer Teil: Dieser Teil legt den theoretischen Grundstein für die praktische Arbeit. Er liefert detaillierte Informationen zu den verwendeten Chemikalien: Citronensäure, 1-Butanol und Schwefelsäure. Ihre chemischen und physikalischen Eigenschaften werden beschrieben, sowie ihre Verwendung und Bedeutung. Der Schwerpunkt liegt auf dem Mechanismus der Veresterung, einer Gleichgewichtsreaktion, die durch einen Säure-Katalysator beeinflusst wird. Es wird der allgemeine Prozess der Veresterung von Carbonsäuren mit Alkoholen erläutert, der für das Verständnis der späteren Experimente unerlässlich ist.
Praktischer Teil: Dieser Abschnitt beschreibt detailliert die Durchführung von drei Versuchen zur Synthese von Citronensäure-1-butylester. Jeder Versuch wird durch die Beschreibung der Vorbereitung und des Aufbaus, der Durchführung und der Beobachtung charakterisiert. Die detaillierte Darstellung der einzelnen Schritte ermöglicht das Nachvollziehen der Experimente. Der Abschnitt liefert die Grundlage für die spätere Auswertung der Versuche.
Auswertung: Die Auswertung der durchgeführten Versuche wird hier zusammengefasst und analysiert. Es werden die Ergebnisse der einzelnen Versuche kritisch hinterfragt und mögliche Fehlerquellen diskutiert. Diese Analyse dient dem Verständnis der chemischen Prozesse und der Verbesserung der Versuchsdurchführung.
Versuchskritik: Die Versuchskritik ist ein essentieller Bestandteil der Arbeit. Hier werden die Durchführung und die Ergebnisse der Versuche kritisch bewertet. Es werden Fehlerquellen analysiert, Verbesserungsvorschläge für zukünftige Versuche formuliert, und die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Ergebnisse diskutiert.
Schlüsselwörter
Citronensäure-butylester, Veresterung, Carbonsäureester, Citronensäure, 1-Butanol, Schwefelsäure, Gleichgewichtsreaktion, Säurekatalyse, organische Chemie, Laborarbeit, chemische Synthese, Formel X-Projekt.
Häufig gestellte Fragen zur Facharbeit: Synthese von Citronensäure-butylester
Was ist der Inhalt dieser Facharbeit?
Diese Facharbeit beschreibt die Synthese von Citronensäure-butylester. Sie umfasst einen theoretischen Teil mit Informationen zu den verwendeten Chemikalien (Citronensäure, 1-Butanol, Schwefelsäure), dem Mechanismus der Veresterung als Gleichgewichtsreaktion und der Anwendung von Estern. Der praktische Teil beinhaltet detaillierte Beschreibungen von drei Versuchen zur Synthese, inklusive Vorbereitung, Durchführung und Beobachtung. Die Arbeit schließt mit einer Auswertung und Kritik der Versuche ab.
Welche Ziele verfolgt die Facharbeit?
Die Facharbeit zielt darauf ab, die Synthese von Citronensäure-butylester darzustellen und das Verständnis des chemischen Prozesses der Veresterung zu vertiefen. Sie soll sowohl theoretische Kenntnisse vermitteln als auch praktische Fähigkeiten im Laborbereich fördern.
Welche Themen werden behandelt?
Die wichtigsten Themen sind die Synthese von Carbonsäureestern, die Eigenschaften der verwendeten Chemikalien, der Mechanismus der Veresterung als Gleichgewichtsreaktion, die praktische Durchführung und Auswertung chemischer Experimente sowie Laborarbeit und -methoden.
Wie ist die Facharbeit strukturiert?
Die Arbeit ist in folgende Kapitel gegliedert: Vorwort, Theoretischer Teil (mit Unterkapiteln zu Chemikalien, Veresterungsmechanismus, Gleichgewicht und Ester-Verwendung), Praktischer Teil (mit Beschreibungen dreier Versuche), Auswertung, Versuchskritik und Nachwort. Ein Inhaltsverzeichnis erleichtert die Navigation.
Was wird im theoretischen Teil erläutert?
Der theoretische Teil liefert detaillierte Informationen über Citronensäure, 1-Butanol und Schwefelsäure, beschreibt den Mechanismus der Veresterung als Gleichgewichtsreaktion und erklärt den Einfluss eines Säure-Katalysators. Der allgemeine Prozess der Veresterung von Carbonsäuren mit Alkoholen wird ausführlich behandelt.
Wie ist der praktische Teil aufgebaut?
Der praktische Teil beschreibt drei Versuche zur Synthese von Citronensäure-1-butylester. Jeder Versuch wird in drei Unterpunkte unterteilt: Versuchsvorbereitung und Aufbau, Versuchsdurchführung und Beobachtung. Die detaillierte Darstellung ermöglicht das Nachvollziehen der Experimente.
Was beinhaltet die Auswertung und Versuchskritik?
Die Auswertung analysiert die Ergebnisse der Versuche, diskutiert mögliche Fehlerquellen und bewertet die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Ergebnisse. Die Versuchskritik bewertet die Durchführung und Ergebnisse kritisch, formuliert Verbesserungsvorschläge und analysiert Fehlerquellen.
Welche Schlüsselwörter beschreiben die Facharbeit?
Wichtige Schlüsselwörter sind: Citronensäure-butylester, Veresterung, Carbonsäureester, Citronensäure, 1-Butanol, Schwefelsäure, Gleichgewichtsreaktion, Säurekatalyse, organische Chemie, Laborarbeit, chemische Synthese, Formel X-Projekt.
In welchem Kontext entstand diese Facharbeit?
Die Facharbeit entstand im Rahmen eines Seminarfachs Chemie und des Formel X-Projekts, einer Kooperation mit dem Volkswagenwerk Emden und der Hochschule Emden/Leer. Die Schüler führten die Experimente unter Laborbedingungen durch und wurden von einer Diplom-Chemikerin unterstützt.
- Quote paper
- Florian Dawe (Author), Dirk Janssen (Author), 2011, Synthese von Citronensäure-Butylester, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/199201
