ZMK/IMK; Was passiert mit Zucker bei hoher Temperatur?
Die Frage kommt aus einem Skript der Schule und möchte wissen, welche Kräfte bei Zucker stärker sind. Also ob die Zwischenmolekulare oder Innermolekulare Kräfte sträker sind.
Gemäss der Lösung wirken die Zwischenmolekulare Kräfte stärker als die Innermolekuaren. Das soll daran zu sehen sein, dass kein Gas aufsteigt beim Vorgang der Erhitzung.
Doch weshalb ist das der Fall? Bis jetzt habe ich im gesamten Skript gelernt, dass die ZMK schwächer sind als die IMK. Ausserderm müsste sich doch zuerst die ZMK auflösen, bevor die IMK aufgelöst wird?
2 Antworten
ZMK sind auch nicht stärker als echte Bindungen (verglichen zwischen denselben Atomen). Was hier gemeint ist, ist ein bisschen sehr versimpelt formuliert. Normalerweise passieren beim Erhitzen von Stoffen einfach nur Phasenumwamdlungen. Also ein Feststoff schmilzt zunächst und wird bei weiterem Erhitzen dann gasförmig. Offensichtlich ist das bei Zucker (wohl Saccharose in dem Fall) nicht so, da man ja keine Umwandlung zum Gas beobachtet.
Dass das passiert liegt jetzt aber nicht direkt daran, dass die ZMK stärker sind als die Bindungen im Zucker. Saccharose hat sehr viele OH-Gruppen und dementsprechend auch viele H-Brücken, die die Moleküle fest zusammenhalten. Diese sind nun stark genug, um die Moleküle so lange festzuhalten bis thermische Reaktionen möglich sind. Dabei werden Bindungen zerstört und neu geknüpft. Allerdings steuert die Temperatur nur die Aktivierungsenergie für diese Reaktionen bei, aber spaltet die Bindungen nicht so direkt selbst, wie es deine Lösung beschreibt.
Eine Annäherung von der experimentalen Seite: Der Küche. Zucker unter hoher Temperatur (ohne Wasser) karamellisiert. Was passiert? Aus meiner Quelle:
Während des Karamellisierens findet eine Reihe nicht vollständig geklärter chemischer Prozesse statt. Der Zucker wird entwässert, und die Kohlenhydrate verbinden sich zu verschiedenen Polymeren, von denen einige für die braune Färbung und den bitteren Geschmack verantwortlich sind. Daher schmeckt Karamell umso herber, je dunkler er gebrannt ist.