Alkohol- und Elektrolyt-Konzentration

Alex: Ich habe von gestern noch fünf halbvolle Flaschen herumstehen. Ich gieße die Reste jetzt einfach zusammen. Dann steht hier wenigstens nicht alles voll. 😂

Sam: Was hast du denn zusammengeschüttet?

Alex: Etwa 200 ml Bier, 100 ml Wein und 100 ml Orangensaft.

Sam: Das klingt … gewöhnungsbedürftig.

Alex: Es geht ums Aufräumen, nicht um Genuss. 😅 Wie viel Alkohol hat das Zeug jetzt eigentlich? Bier hat 5 % und der Wein 12 %. Addiere ich das einfach?

Sam: Dann hättest du 17 %. Das kann aber nicht stimmen. Der Orangensaft verdünnt das Ganze ja zusätzlich.

Alex: Stimmt. Dann müssen wir ausrechnen, wie viel reiner Alkohol in den Getränken steckt.

Sam: Genau. „5 Volumenprozent“ bedeutet: In 100 ml Bier sind ungefähr 5 ml reiner Alkohol enthalten.

Alex: In meinen 200 ml Bier sind also 10 ml Alkohol.

Sam: Richtig. Und 100 ml Wein mit 12 Volumenprozent enthalten 12 ml Alkohol.

Alex: Macht zusammen 22 ml Alkohol. Insgesamt habe ich ungefähr 400 ml Flüssigkeit.

Sam: Dann rechnest du:

22:400⋅100= 5,5

Deine Mischung hat also ungefähr 5,5 Volumenprozent Alkohol.

Alex: Ungefähr so viel wie stärkeres Bier. Obwohl Wein drin ist.

Sam: Ja, weil du ihn mit Bier und Orangensaft verdünnt hast.

Alex: Und was genau heißt „Volumenprozent“?

Sam: Es beschreibt, wie viel reiner Alkohol in 100 ml des fertigen Getränks enthalten ist. Bei 5,5 Volumenprozent entsprechen 100 ml Getränk also etwa 5,5 ml reinem Alkohol.

Alex: Warum sagst du „entsprechen“ und nicht einfach „da sind 5,5 ml Alkohol und 94,5 ml andere Flüssigkeit drin“?

Sam: Weil sich Flüssigkeitsmengen beim Mischen nicht immer genau addieren.

Alex: Aber 50 ml Alkohol plus 50 ml Wasser sind doch 100 ml.

Sam: Rechnerisch ja. Wenn man beides wirklich mischt, erhält man aber nur ungefähr 96 bis 97 ml Flüssigkeit.

Alex: Wo sind die restlichen Milliliter geblieben?

Sam: Nirgendwo. Es ist nichts verschwunden.

Alex: Das klingt verdächtig. 😄

Sam: Stell dir vor, du füllst einen Becher mit großen Murmeln. Zwischen den Murmeln bleiben Lücken. Wenn du kleine Perlen dazugibst, passen einige davon in die Lücken. Der Inhalt braucht dann weniger Platz, als man vielleicht erwartet.

Alex: Alkoholteilchen rutschen also in die Lücken zwischen den Wasserteilchen?

Sam: So kann man es sich vereinfacht vorstellen. Wasser- und Alkoholteilchen ziehen sich außerdem gegenseitig an. Deshalb ordnen sie sich nach dem Mischen dichter an.

Alex: Die Teilchen sind aber noch alle da?

Sam: Ja. Ihre Anzahl bleibt gleich. Nur gemeinsam brauchen sie etwas weniger Platz.

Alex: Wie viele Alkoholteilchen stecken denn in 50 ml reinem Alkohol?

Sam: Sehr viele. 50 ml reiner Alkohol wiegen ungefähr 39 g.

Alex: Und daraus bekommt man die Teilchenzahl?

Sam: Ja. Dafür gibt es in der Chemie die Einheit Mol. Ein Mol ist einfach eine sehr große festgelegte Anzahl von Teilchen: ungefähr 6⋅10236 x 10^{23}.

Alex: Also eine Sechs mit 23 Nullen?

Sam: Fast – jedenfalls unvorstellbar viele. Ein Mol Alkohol wiegt etwa 46 g. Unsere 39 g sind deshalb ungefähr 0,85 mol.

Alex: Dann enthalten 50 ml Alkohol ungefähr 5⋅10235 x 10^{23} Alkoholteilchen?

Sam: Genau.

Alex: In diesem kleinen Glas? 😳

Sam: Moleküle sind eben winzig.

Alex: Jetzt verstehe ich, warum ihr in Chemie dauernd mit Mol rechnet. Einzelne Teilchen zu zählen wäre etwas umständlich.

Sam: Genau. Und wenn man wissen möchte, wie viele Mol in einer bestimmten Menge Flüssigkeit gelöst sind, gibt man die Konzentration oft in „Mol pro Liter“ an.

Alex: Also zum Beispiel: In einem Liter Flüssigkeit sind soundsoviele Mol Alkoholteilchen?

Sam: Richtig. Bei Getränken verwendet man meistens Volumenprozent, weil das auf der Flasche leichter verständlich ist. Im Labor ist Mol pro Liter häufig hilfreicher, weil es direkt etwas über die Zahl der Teilchen aussagt.

Alex: Ehrlich gesagt kann ich heute keine Teilchen mehr zählen. Ich habe sowieso Kopfschmerzen und fühle mich total matschig.

Sam: Du bist verkatert?

Alex: Ein bisschen. Vielleicht auch etwas mehr als ein bisschen.

Sam: Dann solltest du auf jeden Fall etwas trinken. Durch den Alkohol kann der Körper mehr Wasser ausscheiden. Dabei können auch Elektrolyte verloren gehen.

Alex: Elektrolyte? Diese Getränke, die aussehen, als wären sie radioaktiv?

Sam: Nicht ganz. 😄 Elektrolyte sind gelöste Salze. Im Körper liegen sie als winzige geladene Teilchen vor, zum Beispiel Natrium-, Kalium- und Chlorid-Ionen.

Alex: Und wofür brauche ich die?

Sam: Unter anderem für Nerven, Muskeln und den Wasserhaushalt. Du verlierst solche Teilchen zum Beispiel über Urin und Schweiß.

Alex: Dann könnte ich doch dieses Elektrolytgetränk aus dem Kühlschrank trinken.

Sam: Kannst du. Wasser und etwas zu essen helfen meistens ebenfalls. Ein Elektrolytgetränk liefert Wasser, Zucker und verschiedene Salze.

Alex: Auf der Flasche steht „Natrium: 20 mmol/l“. Das klingt wieder nach Mol pro Liter.

Sam: Ist es auch. „Millimol“ bedeutet ein Tausendstel Mol. Die Angabe sagt also, wie viele Natrium-Ionen in einem Liter Getränk enthalten sind.

Alex: Bei Alkohol nimmt man Volumenprozent und bei Elektrolyten Mol pro Liter?

Sam: Genau. Alkohol ist selbst eine Flüssigkeit. Deshalb kann man seinen Anteil gut als Volumenprozent angeben. Elektrolyte bestehen aus gelösten Teilchen. Da ist es sinnvoller anzugeben, wie viele davon in einem Liter vorkommen.

Alex: Könnte man die Alkoholkonzentration trotzdem in Mol pro Liter angeben?

Sam: Ja. Und Elektrolyte könnte man auch in Gramm pro Liter angeben. Die passende Einheit hängt davon ab, was man wissen und vergleichen möchte.

Alex: Heute habe ich also Alkohol in Volumenprozent aufgenommen und gebe mir die verlorenen Salze in Millimol pro Liter zurück.

Sam: Vereinfacht gesagt: ja.

Alex: Und meine Restemischung?

Sam: Wegschütten. Ein Elektrolytgetränk wird daraus nicht mehr. 😂

Merksatz:
👉 1 Vol% Ethanol ≈ 0,17 mol/L (Ethanol im Getränk)

Konzentrationsangaben für alkoholische Getränke

Getränk / Beispiel	Alkohol [Vol.-%]	Ethanol [mol/L]
Alkoholfr. Bier	0,5 %	0,09 mol/L
Bier	5 %	0,86 mol/L
Wein	12 %	2,06 mol/L
Likör	20 %	3,43 mol/L
Korn	32 %	5,48 mol/L
Wodka	40 %	6,85 mol/L
Ethanol	96 %	16,44 mol/L

Aufgabe zur Simulation: Welche alkoholischen Mischungen könnt ihr mit der unteren Simulation herstellen? Welche nicht? Warum nicht?

Konzentrationsangaben für ein Elektrolyt Getränk

Aufgabe zur Simulation: Kupfersulfat wurde früher als Brechmittel eingesetzt. Aurisches Gold(III) chlorid galt historisch als Therapie gegen Tuberkulose. Welche Mischungen sind möglich? Welche Mischungen sind nicht möglich? Warum nicht?

sinnvolle Anton-Aufgaben