Ameisensäure

1. Fachspezifische Vorgaben

Zunächst werden einleitend einige wichtige Eigenschaften der Ameisensäure genannt, zum Beispiel dass sie in der Natur vorkommt und als Abwehrstoff gegen Fressfeinde dient.

M1: Herstellung von Ameisensäure

Hier wird auf das Verfahren zur Synthese von Ameisensäure aus Methanol und Kohlenmonoxid eingegangen. Zunächst entsteht Ameisensäuremethylester, in einem zweiten Reaktionsschritt findet eine säurekatalysierte Spaltung des Esters in Ameisensäure und Methanol statt.

M2: Nachweis von Ameisensäure

Hier wird auf die Tatsache verwiesen, dass Ameisensäure im alkalischen Milieu mit Ag⁺-Ionen einen Silberspiegel bilden kann, während die meisten anderen Säuren das nicht können.

M3: Anwendung der Ameisensäure zur Milbenbekämpfung

In diesem Material geht es um den Befall von Bienen durch die Varroamilbe. Imker setzen Ameisensäure zur Bekämpfung dieses Schädlings ein. Es wird eine Methode vorgestellt (Schwammtuchmethode), die sicher stellt, dass einerseits die Milben abgetötet werden, andererseits die Bienen nicht geschädigt werden.

M4: Quantitative Bestimmung des Ameisensäuregehaltes einer Lösung zur Milbenbekämpfung

Hier werden 5 g der Ameisensäure-Lösung, die zur Milbenbekämpfung eingesetzt werden soll, mit 1-molarer NaOH titriert. Nach Zugabe von 65 ml NaOH findet der Farbumschlag des Indikators statt.

2. Aufgabenstellung Grundkurs

Aufgabe 1

1. Die Säure-Base-Theorie von Brönsted soll am Beispiel der Ameisensäure dargestellt werden.
2. Die Reaktionsgleichungen für die beiden Schritte der Synthese von Ameisensäure sollen aufgestellt werden.

Aufgabe 2

1. Der Nachweis von Ameisensäure mit Ag⁺-Ionen soll durch eine Reaktionsgleichung erläutert werden.
2. Mit Hilfe von Oxidationszahlen soll begründet werden, dass es sich bei dieser Reaktion um eine Redoxreaktion handelt.
3. Die Eignung von Ag⁺-Ionen für diesen Nachweis soll begründet werden.

Aufgabe 3

1. Die S. sollen einen Versuchsaufbau zur Titration der Ameisensäure zeichnen und beschriften.
2. Der Säuregehalt der Ameisensäure-Lösung soll berechnet werden.
3. Beurteilung, ob die eingesetzte Säure-Lösung zur Behandlung der Bienen geeignet ist.
4. Den Einfluss der Außentemperatur für den Erfolg der Behandlung erläutern.

3. Leistungskurs-Version

Die LK-Version der Aufgabe ist etwas umfangreicher als die GK-Version.

Materialien

Die gleichen wie bei der GK-Version, aber zusätzlich wird eine Titrationskurve der Konzentrationsbestimmung gezeigt. In den Zusatzinformationen wird der pK_S-Wert der Ameisensäure mit 3,75 angegeben.

Aufgabenstellung

Aufgabe 1

1. Die Säure-Base-Theorie von Brönsted soll am Beispiel der Ameisensäure dargestellt werden (12 Punkte)

Aufgabe 2

1. Die Reaktionsgleichungen für die beiden Schritte der Synthese von Ameisensäure sollen aufgestellt werden.
2. Der Reaktionstyp für die säurekatalysierte Esterspaltung soll angegeben werden,
3. und der Ablauf dieser Spaltung soll mit Strukturformeln erläutert werden.

Aufgabe 3

1. Der Nachweis von Ameisensäure mit Ag⁺-Ionen soll durch eine Reaktionsgleichung erläutert werden.
2. Mit Hilfe von Oxidationszahlen soll begründet werden, dass es sich bei dieser Reaktion um eine Redoxreaktion handelt.
3. Die Eignung von Ag⁺-Ionen für diesen Nachweis soll begründet werden.

Aufgabe 4

1. Die S. sollen einen Versuchsaufbau zur Titration der Ameisensäure zeichnen und beschriften.
2. Der pH-Wert am Äquivalenzpunkt soll graphisch ermittelt und begründet werden.
3. Beurteilung, ob die eingesetzte Säure-Lösung zur Behandlung der Bienen geeignet ist.