Naturwissenschaft und Technik (NwT) Klasse 11

Die Wasserdampfdestillation

Wenn schwerflüchtige und in Wasser unlösliche Stoffe getrennt (extrahiert) werden sollen, wird in der Regel die Wasserdampfdestillation angewendet.

Benötigte Materialien: 3 Rundkolben, 2 Gasbrenner, Stative, Destillationsapparatur, Thermometer, Verbindungsstücke, zerkleinerte Orangenschalen.

Vorgehensweise: Es wird ein Stoffgemisch, z.B. die in Orangenschalen enthaltene Bestandteile in einen Rundkolben mit Wasser gegeben. Dieser wird erhitzt und gleichzeitig heißer Dampf eingeleitet. Die Menge des austretenden Dampfes im ersten Rundkolben sollte genau die gleiche sein, wie bei den Schalen in Wasser wiederum verdampft. Entstehende Gase werden über ein Röhrchen weitergeleitet und kondensieren in der Kühlapparatur. Bei dem Gegenstromprinzip wird das Ende immer am stärksten gekühlt, um eine höhere Kühleffizienz zu erreichen.

Erklärung: Der Dampf reißt die gasförmigen Anteile der Probe mit sich, wofür die zuvor zerkleinerten Orangenschalen genügend Angriffsfläche bieten. Terpene können mit Wassermolekülen in der Dampfphase eine lockere Bindung eingehen, auch Assoziate genannt, die flüchtiger sind als die reine Substanz. Da das erhaltene Öl, welches aus Terpenen besteht, eine geringere Dichte als Wasser hat, schwimmt es darauf. Ätherische Öle können sich in Wasser nicht lösen oder bilden nur eine instabile Emulsion, die sich nach kurzer Zeit wieder trennt. Das Endprodukt ist besonders schleimhautreizend. Durch Zugabe von Sudanrot wird es leichter sichtbar.

Der Vorteil gegenüber einer normalen Destillation ist, dass die Stoffe nicht anbrennen können und die Ausbeute des Destillats zudem weitaus größer ist. Durch den Dampf sind die Orangenschalen ständig in Bewegung und werden so nie lokal übermäßig erhitzt. Das Mineralfasernetz verteilt die Wärme zusätzlich. Die Wasserdampfdestillation ist eine einfache und kostengünstige Methode zur Duftstoffgewinnung und wird auch heute noch industriell angewandt. Sie ist jedoch aufgrund der Hitzeentwicklung nicht so schonend wie die Kaltpressung.