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Andreas:   Bestimmung der schwefligen Säure in Weinen    

   
Zunächst Antworten auf die
Fragen des Lehrers zum Versuch:

Wie geschieht handwerklich das Schwefeln des Weins? 1

Was geschieht chemisch beim Schwefeln des Weins? 2

Was ist Stärke? 2

Wie funktioniert der Stärke-Nachweis mit (Kalium-)Jodid? 3

Jodid-Jodat - Welche Formeln haben diese zwei Stoffe (Kalium sei das Kation)? 2

Was unterscheidet sie? 1

Zu welcher Gruppe im Periodensystem gehört Jod? 1

Zu welcher Gruppe im Periodensystem gehört Sauerstoff? 1
     

Warum werden Weine überhaupt geschwefelt?

Das Schwefeln ist schon seit langer Zeit (über 2000 Jahre) eine bewährte Methode um Wein länger haltbar zu machen. Das beim Schwefeln erzeugt Schwefeloxid verhindert das Sauerwerden, Braunwerden des Weins und wirkt keimtötend. Es gibt zwei Grenzwerte für Konsumweine, die nicht überschritten werden dürfen:f 50mg/l freies SO2 und 200 mg/l gesamtes SO2. Bei Einnahme von geringen Mengen ist Schwefelsäure unbedenklich. Es gibt aber Menschen, die sensibler darauf reagieren (Kopfweh, Schädelbrummen) oder eine Unverträglichkeit dagegen haben. Daher muss gekennzeichnet sein, ob ein Wein geschwefelt ist oder nicht.

Wie geschieht handwerklich das Schwefeln des Weins?

Früher wurden Schwefelschnitten direkt im (Wein) Fass verbrannt. Dieses Verfahren ist aber schwer zu dosieren und dadurch würden sich die Weine aus verschiedenen Fässern geschmacklich sehr unterscheiden. Heutzutage werden größtenteils nur noch Druckgasflaschen verwendet, in denen das Schwefeloxid in flüssiger Form vorliegt und sehr einfach dosiert werden kann.

Was geschieht chemisch beim Schwefeln des Weins?

Die Schwefelung soll

a) die Oxidation verhindern, das heißt:

oxidationsempfindliche Wein-Inhaltsstoffe schützen
enzymatische Bräunung verhindern
die Entwicklung eines Luft-, Sherry- oder Alterstons verhindern

b) vor mikrobakteriellem Verderb schützen, das heißt:

das Wachstum unerwünschter Mikroorganismen, wie etwa der „wilden“ Hefen, Milchsäure- und Essigsäurebakterien hemmen.

Wie funktioniert der Stärke-Nachweis von schwefliger Säure mit Jod-Kalium-Jodid-Lösung?

Schweflige Säure reagiert mit Iod und Wasser (in saurer Lösung) zu Schwefelsäure und Jodwasserstoff.

H2SO3 + I2 + H2O H2SO4 + 2 HI

Diese Reaktion hat Vorrang vor der Reaktion von Jodid mit Stärke.

Man mischt nun eine Lösung mit einer bekannten Menge an Stärke in einen Wein und gibt Jod-Kalium-Jodid-Lösung hinzu. Eigentlich würde die Jod-Kalium-Jodid-Lösung die Stärke lila färben. Aber zunächst wird so viel Jod aus der Jod-Kalium-Jodid-Lösung verbraucht, wie sich schweflige Säure im Wein befindet. So lange zeigt das Gemisch aus Wein und Stärkelösung keine Veränderung seiner Farbe.

Ab dem Moment, in dem keine schweflige Säure mehr da ist, meldet die Jod-Kalium-Jodid-Lösung durch Blaufärbung erst die Anwesenheit der Stärkelösung durch eine lila Färbung. Nun kann man zurückrechnen, wie viel schweflige Säure sich in der Lösung befand.

Was ist Stärke?

Stärke (lat. Amylum) ist eine organische Verbindung. Sie ist ein Polysaccharid mit der Formel (C6H10O5)n, das aus α-D-Glucose-Einheiten besteht. Das Makromolekül zählt daher zu den Kohlenhydraten. Stärke ist einer der wichtigsten Reservestoffe in pflanzlichen Zellen, während der tierische bzw. menschliche Organismus sowie Pilze Glykogen als Kohlenhydratspeicher benutzen.

Das Stärkemolekül ist spiralig gewunden.

Wie funktioniert der Stärke-Nachweis mit (Kalium-)Jodid?

Das Stärkemolekül ist spiralig gewunden. Jod-Moleküle passen genau in das "Rohr" des Stärke-Moleküls. Wenn man Jod-Moleküle mit der gleichen Menge Kalium-Jodid in einer Lösung kombiniert, zeigen die Jod-Moleküle keine Farbe. Gelangen sie aber ein ein "Rohr" des Stärke-Moleküls, so zeigen sie darin ihre typische lila Jod-Farbe. Diese Lilafärbung gelingt nur mit Stärke und weist diese nach.

Tropft man Iod-Kaliumiodid-Lösung auf ein stärkehaltiges Nahrungsmittel, erfolgt eine Blau- oder Violett Färbung, die auf Stärke hinweist. Bei höheren Konzentrationen erscheint die Färbung schwarz. Der Test gelingt mit Brot, mit Rüben oder mit aufgeschnittenen Kartoffeln. Man kann ihn auch im Reagenzglas mit kalter Iod-Kaliumiodidlösung und mit Maisstärke durchführen. Dabei darf nicht erhitzt werden. Die Reaktion ist sehr empfindlich.

    
Jodid-Jodat - Welche Formeln haben diese zwei Stoffe
  (Kalium sei das Kation)?

Kaliumjodid = KI

Kaliumjodat = KIO3

Zu welcher Gruppe im Periodensystem gehört Jod?
 

Iod (standardsprachlich: Jod) ist ein chemisches Element mit dem Elementsymbol I (vor der internationalen Elementsymboleinführung war es J) und der Ordnungszahl 53. Im Periodensystem steht es in der 7. Hauptgruppe, bzw. der 17. IUPAC-Gruppe und gehört somit zu den Halogenen. Beim Erhitzen entstehende Dämpfe sind charakteristisch violett.

Iod ist bei Raumtemperatur ein Feststoff, der schlecht wasserlöslich, aber gut löslich in wässriger Kaliumiodid-Lösung und sehr gut löslich in Ethanol und anderen organischen Lösungsmitteln ist.
 

Zu welcher Gruppe im Periodensystem gehört Sauerstoff?
 

Sauerstoff  ist ein chemisches Element mit dem Elementsymbol O. Entsprechend seiner Ordnungszahl 8 steht es an achter Stelle im Periodensystem und dort zusammen mit den Elementen Schwefel, Selen, Tellur, Polonium und Livermorium, die die Chalkogene bilden, in der sechsten Hauptgruppe, bzw. 16. IUPAC-Gruppe. Sauerstoff ist bezüglich seines Gewichts mit 48,9 %[11] das häufigste Element der Erdkruste und mit rund 30 % das zweithäufigste Element der Erde insgesamt.

Quellen:

Arbeitsblatt

https://de.wikipedia.org/wiki/Weinherstellung

http://www.gym1.at/chemie/pdflabor/7_kl/schwef.pdf

http://www.lvwo-bw.de/pb/,Lde/671190

http://www.wbi-bw.de

http://www.seilnacht.com/Lexikon/orgstaer.html