220 Naturstoffe – Neue Materialien Extrahieren mit Wasser Rübenschnitzel Rohsaft ausgelaugteRübenschnitzel Viehfutter Kristallzucker Melasse Rohzucker Sirup Dünnsaft ausgefällteBegleitstoffe Behandeln mit Kalkmilch; Einleiten von CO2 Eindampfen Auskristallisieren, Zentrifugieren Reinigen mit Aktivkohle Viehfutter Düngemittel Zuckerrüben Dicksaft Waschen, Schneiden Versuche LV1 In einem hohen Becherglas durchfeuchtet man 5 Teelöffel Saccharose (feinen Haushaltszucker) mit wenig Wasser. Dann gibt man 5 mL konz. Schwefelsäure* zu und beobachtet die Veränderungen. V2 Führen Sie die Fehling-Probe (vgl. S. 214) mit Saccharose durch. V3 Versetzen Sie 10 mL Saccharose-Lösung, w = 5%, mit 2 mL verd. Salzsäure* und erhitzen Sie 5 min zum Sieden (Siedesteinchen). Neutralisieren Sie nach dem Abkühlen mit Natriumhydrogencarbonat* (mit pH-Papier testen). a) Führen Sie mit einem Teil der Lösung die Fehling-Probe durch. b) Prüfen Sie die Lösung mit Glucose-Testpapier (GOD-Test). c) Führen Sie mit einem Teil der Lösung den Fructose-Test (vgl. S. 214) durch. Das süße Geheimnis von Zuckerrohr und Rübe B1 Zuckerrohr enthält Saccharose mit einem Massenanteil von 15–17%, bei Zuckerrüben beträgt er 20%. B2 Von der Rübe zum Zucker Auswertung a) Geben Sie an, inwiefern das Ergebnis von LV1 die Bezeichnung „Kohlenhydrat“ auch für Saccharose unterstützt. b) Erklären Sie das Ergebnis der Fehling-Proben aus V2 und V4 mithilfe der Formeln aus B5. Erläutern Sie, welche Reaktion beim Sieden von SaccharoseLösung mit Salzsäure abläuft. c) Erklären Sie, warum es keine sichtbaren Unterschiede im Löslichkeitsverhalten von Glucose, Fructose und Saccharose gibt. d) Formulieren Sie kurze und exakte Beschreibungen der Trennverfahren, die bei der Gewinnung von Saccharose aus Zuckerrüben angewandt werden (B2, INFO). e) Erläutern Sie, warum die bei der Zuckergewinnung mit Kalkmilch und durch Einleiten von Kohlenstoffdioxid ausgefällten Begleitstoffe gute Düngemittel sind. f) Planen Sie in Anlehnung an das technische Verfahren zur Zuckergewinnung eine Versuchsreihe, die im Schullabor durchgeführt werden kann. INFO Saccharose, besser bekannt unter dem Namen Haushaltszucker, kommt in vielen Früchten vor, in höherer Konzentration in Zuckerrohr und in Zuckerrüben. In Deutschland gewinnt man Saccharose aus Zuckerrüben (B2). Nach der Ernte müssen diese sofort verarbeitet werden, da ihr Zuckergehalt beim Lagern abnimmt. Die gewaschenen und zerkleinerten Rüben werden mit heißem Wasser bei etwa 80°C extrahiert, dann abgepresst. Der dunkelbraune Rohsaft wird mit Kalkmilch versetzt, um Nichtzuckerstoffe wie Pflanzensäuren und Eiweißstoffe auszufällen. Anschließend wird Kohlenstoffdioxid eingeleitet, um nun die Calcium-Ionen auszufällen. Nach dem Abfiltrieren wird der Dünnsaft im Vakuum eingedampft, bis der entstehende Dicksaft zu kristallisieren beginnt. Der braune Rohzucker wird abzentrifugiert und der Sirup teilweise wieder zum Dicksaft gegeben, teilweise als Melasse weiterverwendet. Zur Reinigung wird Zucker aufgelöst und mit Aktivkohle behandelt. Nach dem Eindampfen kristallisiert reiner Zucker aus. 3377_01_01_2012_Kap4_212_273 23.09.14 06:31 Seite 220 N r z u Pr üf zw ck en Ei ge nt um d es C .C . B uc h er V er la gs