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Frischegrad und Inhaltsstoffe der Milch

In dieser GK-Abituraufgabe von 2014 ging es um Milch und Milchsäure

Teilaufgabe 1

In der ersten Teilaufgabe sollten die S.
a) einen Versuchsaufbau zur Titration der Milch zeichnen und beschriften. Anschließend sollte
b) die Soxhlet-Henkel-Zahl der Milchsäure von zwei Proben bestimmt werden. Danach sollten
c) die Ergebnisse ausgewertet werden.

In den fachspezifischen Vorgaben wurde zunächst das Soxhlet-Verfahren zur Bestimmung der sauren Bestandteile der Milch vorgestellt. In einer Tabelle konnte man die SHZ (Soxhlet-Henkel-Zahl) sowie den pH-Wert verschiedener Milchproben sehen (frische Milch, sauer werdende Milch etc.). Dann wurden die Ergebnisse von insgesamt sechs Titrationen von zwei Milchproben gezeigt (100 ml Milch wurden mit NaOH der Konzentration 0,25 mol/l titriert, bei Probe 1 wurden 8,3; 8,2 und 8,4 ml NaOH verbraucht, bei Probe 2 28,9; 28;5 und 28,7 ml).

Erwartet wurde von den S.bei b) die Bestimmung der Soxhlet-Zahlen der beiden Milchproben (nicht schwer) sowie die Erkenntnis, dass Probe 2 deutlich saurer ist als Probe 1. Bei c) sollte erkannt werden, dass Probe 2 geronnene Milch und Probe 1 sauer werdende Milch ist (Auswertung der Tabellen).

Teilaufgabe 2

Die S. sollten hier
a) die Säure-Base-Theorie nach BRÖNSTED auf die Reaktion der Milchsäure mit Wasser anwenden.
b) Mit Hilfe der Tabelle der sechs Titrationen sollten die Stoffmengenkonzentrationen der Milchsäure in der Probe 1berechnet werden. Schließlich sollte
c) die Genauigkeit des Soxhlet-Verfahrens beurteilt werden.

Erwartet wurde bei a) die Aufstellung der Protolyse-Gleichung sowie die Anwendung der Fachbegriffe "Protonendonator", "Protonenakzeptor", "korrespondierende Base/Säure", eventuell auch "Lactat-Ion". Bei b) wurde eine klassische Konzentrationsbestimmung erwartet, und bei c) sollten die S. erkennen, dass beim SHZ-Verfahren nicht nur die Milchsäure bestimmt wird, sondern sämtliche in der Milch vorhandenen Säuren.

Teilaufgabe 3

Hier ging es mal nicht um Milchsäure, sondern in erster Linie um Calcium-Ionen, die teils gelöst, teils in schwer löslichen Salzen (Phosphat) gebunden in der Milch vorliegen. Mit Hilfe von Oxalsäure kann man die Calcium-Ionen als schwer lösliches Calciumoxalat ausfällen. Dieser Niederschlag wird dann getrocknet und gewogen.

Die S. sollten in der dritten Teilaufgabe dann
a) die Massenkonzentration der Calcium-Ionen in der Milchprobe Nr. 2 berechnen. Außerdem sollten Sie
b) erläutern, wie die Oxalsäure das Gleichgewicht zwischen gelösten und gebundenen Calcium-Ionen beeinflusst (das Gleichgewicht wurde in den Vorgaben erläutert) und
c) warum auch die Calcium-Ionen aus dem schwer löslichen Calciumphosphat als Calciumoxalat ausgefällt werden.

Bei b) und c) wurde erwartet, dass Oxalsäure Calcium-Ionen bindet, deren Konzentration in der Milch wird dann geringer, was sich auf das chemische Gleichgewicht der Calciumphosphatbildung auswirkt und dieses nach links verschiebt; dadurch werden also weitere Calcium-Ionen freigesetzt, die dann wieder mit der Oxalsäure reagieren können und so "aus dem Verkehr gezogen" werden.


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