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Alt 28.05.2008, 23:58   #1   Druckbare Version zeigen
illuminatus235  
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Themenersteller
Beiträge: 133
Störungen im Kristallgitter (Saccharose)

Hallo Leute,
ich frage mich, wie die Kristallbildung von (geschmolzener) Saccharose durch die Zugabe von Ionen (im Beispiel mal Kochsalz) beeinflusst wird.

Klar, die Ionen verhindern die Bildung eines regelmäßigen Kristallgitters, weil sie mit ihren Ladungen die Position der polaren Saccharose-Moleküle beeinflussen.

Wenn ich Zucker in Wasser erhitze und dann auf eine Platte schütte, gibt es 2 mögliche Resultate:
1) Er fast wird durchsichtig (es bildet sich also ein unregelmäßiges Gitter).
2) Er kristallisiert aus.

Das hängt natürlich von mehreren Faktoren ab, Kristallisationskeimen, Erschütterung, etc.

Unter Hinzugabe von Kochsalz verhindere ich nun die Kristallisation der gesamten Masse; kleine Keime können zwar existieren, breiten sich jedoch nicht aus. Das Masse ist aber in jedem Fall trübe, milchglas-ähnlich.

Klar die Ionen verhindern die Bildung des regelmäßiges Gitter, also wird es durchsichtig. Aber woher kommt die Trübung?
Ich könnte mir 2 Erklärungen denken:
1) Das Salz selbst kristallisiert, da nicht mehr genug Wasser vorhanden ist (verdampft beim Erhitzen zum größten Teil) und wird somit in kleinen Kristallen sichtbar.
2) Die Ionen dienen als Kristallisationskeime, indem sich Zuckermoleküle drum herum anlagern. Der Kristall wird aber nicht groß, da andere Ionen ihn wieder stören. Auch hier wären das Resultat kleine Kristalle.


Aber was ist es nun? Oder liege ich komplett falsch?
Wäre dankbar für einen fachmännischen Rat!

Gruß
Julian
illuminatus235 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 29.05.2008, 00:34   #2   Druckbare Version zeigen
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AW: Störungen im Kristallgitter (Saccharose)

Zitat:
Zitat von illuminatus235 Beitrag anzeigen
es bildet sich also ein unregelmäßiges Gitter.
Irgendwie ein Widerspruch in sich oder? Was du meinst ist wohl amorph.

Und wenn dann wäre es eine Struktur und kein Gitter (das meint kristallographisch was anderes).

Aber btw: Wenn man Zucker erhitzt, erhält man dann nicht Kakamel?
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Alt 29.05.2008, 01:00   #3   Druckbare Version zeigen
illuminatus235  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 133
AW: Störungen im Kristallgitter (Saccharose)

Ja, gut. Es ist eine amorphe Struktur.

Hab kein Chemie, bin da mit den Fachbegriffen aber nicht so bewandert.
Danke für den Hinweis.

Ja, Karamell erhält man, aber erst ab höheren Temperaturen. Ich koche den Zucker ja mit Wasser, das Wasser kühlt indem es verdunstet.
illuminatus235 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 29.05.2008, 09:44   #4   Druckbare Version zeigen
Tino71 Männlich
Moderator
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Blog-Einträge: 41
AW: Störungen im Kristallgitter (Saccharose)

Trübung entsteht zum Beispiel, wenn Phasen nebeneinander vorliegen, die verschiedene Brechungsindizes haben.
Ein reiner Zucker-Einkristall wäre völlig transparent, weil eine einzige ordentliche Domäne mit überall gleichen Eigenschaften bzgl. Lichtbrechung da wäre.
Ein perfektes Zucker-Glas wäre ebenfalls transparent, weil die Lichtbrechung in einem Glas, wie andere Eigenschaften auch, homogen und isotrop sind.
Eine "normale" kristallisierte Zuckerscheibe besteht aus sehr vielen einzelnen, an einander nicht regelmäßig orientierten kleinen kristallinen Bereichen. An den Grenzen dieser Domänen findet starke Lichtbrechung statt, sodaß die Scheibe trüb (weiß) erscheint.
Wenn nun Zucker zusammen mit was andrem gemischt wird (Salz) und es entsteht entweder ein Glas oder ein kristallines Material, hat man mindestens zwei verschiedene Phasen: Zucker und Zucker, in dem Salz versucht, sich irgendwie ne Koordinationssphäre zu basteln. Auf alle Fälle ist es kein Reinstoff mehr. Man hat also sowohl im amorphen wie auch im kristallinen Festkörper kleine Bereiche von Phase A und Phase B. Und wo die aneinanderstoßen, ändern sich die physikalischen Eigenschaften diskontinuierlich, wie auch an Grenzen zwischen den kleinen Kristalldomänen in reinem Zucker. ---> trüb.

Oder so.
__________________
Vor dem Gesetz sind alle Katzen grau
Tino71 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 29.05.2008, 13:18   #5   Druckbare Version zeigen
illuminatus235  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 133
AW: Störungen im Kristallgitter (Saccharose)

Vielen Dank, jetzt weiß ich, warum kristallinier Zucker so weiß ist!

Aber wie die Ionen die Kristallbildung beeinflussen ist mir immer noch nicht so ganz klar.
Sie versuchen sich ne Koordinationssphäre zu basteln, wie du sagst, das ist ja nachvollziehbar für mich.

Aber können die Ionen auch als Kristallisationskeime dienen?
Und verhindern die Ionen die Kristallisation des Zuckers teilweise, indem sie das Kristallgitter stören (das heißt, ein Kristallisationkeim wächst nur ein ganz bisschen und wird dann abgewürgt)?
illuminatus235 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 29.05.2008, 14:33   #6   Druckbare Version zeigen
Tino71 Männlich
Moderator
Beiträge: 6.935
Blog-Einträge: 41
AW: Störungen im Kristallgitter (Saccharose)

Schau, du hast quasi zwei verschiedene Verbindungen: reinen Zucker und Zucker mit Salz drin. Das Salz wird sich nämlich nicht völlig homogen im Zucker verteilen, weil lokal sich besonders günstige Koordinationssphären für die Ionen ausbilden werden. Und zwei verschiedene Verbindungen haben auch verschiedene Brechungsindizes.
__________________
Vor dem Gesetz sind alle Katzen grau
Tino71 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 29.05.2008, 14:39   #7   Druckbare Version zeigen
illuminatus235  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 133
AW: Störungen im Kristallgitter (Saccharose)

Ja, das ist schon klar.

Aber Zucker vollkommen ohne Salz kann unter Umständen auch vollkommen auskristallisieren und komplett weiß werden.
Zucker mit Salz tut das aber nie. Er hat immer etwas durchsichtigere und etwas trübere Stellen.

Also muss das Salz den Zucker doch auch irgendwie am Kristallisieren hindern, oder nicht? Wahrscheinlich, weil die Ionen einfach kein regelmäßiges Gitter zulassen.
illuminatus235 ist offline   Mit Zitat antworten
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Alt 29.05.2008, 15:14   #8   Druckbare Version zeigen
Sezuan  
Mitglied
Beiträge: 1
AW: Störungen im Kristallgitter (Saccharose)

Hi,ich bin Michael,Student bei FH-Köln.
Deine Überlegungen sind in Prinzip richtig.Ich bin der Meinung dass Ionen spielen große Rolle bei keimbildung und für aussehen verantwortlich .Ich studiere zwar Konstruktionstechnik aber beim Metallschmelze spielen Ionen auch große Rolle.Die Keime Können Unterschidlich Groß sein(grobkörnig oder fein)aber Der Kristalgröße soll mehr oder weniger gleich sein. Die Keimgröße spielt nur in physikalischem eine Rolle!?
Sezuan ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 29.05.2008, 23:41   #9   Druckbare Version zeigen
illuminatus235  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 133
AW: Störungen im Kristallgitter (Saccharose)

Nun haben verschiedene Ionen ja verschiede Effekte auf die Struktur der Saccharose-Moleküle.

In einem Rezept, was ich habe, wird, um eine möglichst durchsichtige (also amorphe) Masse zu erzeugen, etwas Weinstein hinzugegeben, das Salz der Weinsäure.

Auffallend ist doch: Weinsäure und Saccharose passen über Wasserstoffbrückenbindungen ganz gut zusammen.
Hier die Strukurformeln von Wikipedia:
Weinsäure:
Saccharose:


Die Hydroxylgruppen passen fast wie ein Schlüssel ins Schloss.

Und normalerweile bildet Saccharose sein Molekülgitter doch über Wasserstoffbrücken. Oder sind da noch andere Kräfte im Spiel?

Was ist jetzt der Unterschied zwischen Kochsalz und Weinstein? Warum ist es bei einem durchsichtig und beim anderen trübe? Hat da jemand ne Idee?
Oder liegt es auch irgendwie an dem sauren Mileu durch die Weinsäure? An der Stärke der elektrostatischen Anziehungskräfte der Ionen?
illuminatus235 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 29.05.2008, 23:53   #10   Druckbare Version zeigen
ehemaliges Mitglied  
nicht mehr Mitglied
Beiträge: n/a
AW: Störungen im Kristallgitter (Saccharose)

Zitat:
Zitat von illuminatus235 Beitrag anzeigen
Ich koche den Zucker ja mit Wasser, das Wasser kühlt indem es verdunstet.
Ich dachte es ging um eine Schmelze?

Zitat:
Nun haben verschiedene Ionen ja verschiede Effekte auf die Struktur der Saccharose-Moleküle.
Wenn dann auf die Kristallstruktur..

Zitat:
Und normalerweile bildet Saccharose sein Molekülgitter doch über Wasserstoffbrücken.
Nein, es bildet eine Struktur über H-Brücken.

Zitat:
Oder sind da noch andere Kräfte im Spiel?
Ich würde auch vermuten, dass H-Brücken in dem Fall strukturbestimmend sind.

Ich bezweifel mal, dass Saccharose mit Kochsalz oder Weinstein cokristallisiert werden kann. Aber du solltest mal eine Literaturrecherche machen.
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Alt 30.05.2008, 02:36   #11   Druckbare Version zeigen
illuminatus235  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 133
AW: Störungen im Kristallgitter (Saccharose)

Zitat:
Ich dachte es ging um eine Schmelze?
Ja, das Wasser dient lediglich dazu, die Temperatur auf den Zucker zu übertragen und durch Verdunstungskälte die Karamellisation hinauszögern. Am Ende ist es fast vollständig verdunstet.

Zitat:
Wenn dann auf die Kristallstruktur..
Ja hab mich falls ausgedrückt. Ich meinte die Struktur, die die Moleküle untereinander bilden.

Zitat:
Nein, es bildet eine Struktur über H-Brücken.
Entschuldigung, aber H-Brücken sind ja wohl Wasserstoffbrücken, oder?


Zitat:
Ich bezweifel mal, dass Saccharose mit Kochsalz oder Weinstein cokristallisiert werden kann. Aber du solltest mal eine Literaturrecherche machen.
Der Zusatz der anderen Stoff zur Saccharose soll ja eben bewirken, dass sich KEIN Kristall bildet, sondern eine amorphe Masse. Also mit Kokristallisation ist nix.
Über Literatur verfüge ich leider nicht, hatte auch nie Chemie in der Oberstufe. Hab schon Lehrer gefragt und das gesamte Internet durchkämmt.
illuminatus235 ist offline   Mit Zitat antworten
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