5.1: Zucker und Salz

Natriumchlorid, auch als Kochsalz bekannt, ist eine ionische Verbindung mit der chemischen Formel \(\ce{NaCl}\), die ein 1:1-Verhältnis von Natrium- und Chloridionen darstellt. Es wird üblicherweise als Gewürz und Konservierungsmittel für Lebensmittel verwendet. Salz entsteht, wenn man zwei sehr reaktionsfreudige Elemente zusammenbringt: das Metall Natrium (\(\ce{Na (s)}\) und das Gas Chlor (\(\ce{Cl2 (g)}\).

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Das Element Natrium (Abbildung \(\PageIndex{1a}\)) ist ein sehr reaktionsfreudiges Metall; wenn man die Gelegenheit hat, reagiert es mit dem Schweiß an den Händen und bildet Natriumhydroxid, eine sehr ätzende Substanz. Das Element Chlor (Abbildung \(\PageIndex{1b}\)) ist ein blassgelbes, ätzendes Gas, das aufgrund seiner Giftigkeit nicht eingeatmet werden sollte. Bringt man diese beiden gefährlichen Stoffe jedoch zusammen, reagieren sie zu der ionischen Verbindung Natriumchlorid (Abbildung \(\PageIndex{1c}\)), die einfach als Salz bekannt ist.

Salz ist notwendig für das Leben. \(\ce{Na^{+}}) Ionen gehören zu den wichtigsten Ionen im menschlichen Körper und sind für die Regulierung des Flüssigkeitshaushalts im Körper notwendig. \(\ce{Cl^{-}}) Ionen sind für die ordnungsgemäße Funktion der Nerven und der Atmung notwendig. Diese beiden Ionen werden durch Salz geliefert. Der Geschmack von Salz ist einer der grundlegenden Geschmäcker; Salz ist wahrscheinlich der älteste bekannte Geschmacksstoff und eines der wenigen Gesteine, die wir essen. Wenn sich die Elemente Natrium und Chlor verbinden (Gleichung 1), hat das entstehende Salz radikal andere Eigenschaften (sowohl physikalisch als auch chemisch). Diese Reaktion ist spektakulär zu beobachten (Video \(\PageIndex{1}\)).

Video \(\PageIndex{1}\): Herstellung von Kochsalz mit Natriummetall und Chlorgas

Eine weitere Verbindung ist Zucker, der Oberbegriff für süße, lösliche Kohlenhydrate, von denen viele in Lebensmitteln verwendet werden. Zucker hat die chemische Formel \(\ce{C12H22O11}\) und ist aus anderen Elementen aufgebaut als Salz: Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff. Obwohl Zucker qualitativ dem Kochsalz ähnelt (was in der Küche oft verwechselt wird), haben die beiden deutlich unterschiedliche physikalische und chemische Eigenschaften. Es gibt verschiedene Arten von Zucker, die aus unterschiedlichen Quellen stammen. Obwohl Zucker aus Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff besteht, ist er wesentlich schwieriger aus seinen Bestandteilen zu synthetisieren als Kochsalz (Gleichung \ref{eq1}). Die thermische Zersetzung ist jedoch wesentlich einfacher und kann als Dehydratisierung von Saccharose zu reinem Kohlenstoff und Wasserdampf in Gleichung \ref{eq2} dargestellt und in Video \(\PageIndex{2}\) demonstriert werden.

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Video \(\PageIndex{2}\): Ein wissenschaftliches Experiment in der Küche zeigt, was mit Zuckermolekülen passiert, wenn sie erhitzt werden. Das Experiment enttäuschte nicht!

Wie auch Salz hat Zucker völlig andere Eigenschaften (sowohl physikalisch als auch chemisch) als seine einzelnen Bestandteile. Dieser Unterschied in den Eigenschaften von Bestandteilen und Verbindungen ist ein zentrales Merkmal chemischer Reaktionen.