Geräte und Hilfsmittel:
Brenner, Dreifuß, 2 Bechergläser 250 ml, Trichter, Filterpapier, 9
Reagenzgläser, Reagenzglasgestell, Messpipette 1 ml, Messer, Spatel
Substanzen:
Rotkohl und verschiedene Stoffe
Versuchsanleitung:
Rotkohl wird in kleine Stücke zerkleinert und in ein mit 150 ml Wasser
gefülltes Becherglas gegeben. Wasser wird zum Kochen gebracht und
dann wird die dunkelblaue Flüssigkeit durch ein Filterpapier von den
Rotkohlstückchen getrennt. Mit dem Filtrat werden die Reagenzgläser
2 cm hoch befüllt. Zu dem Rotkohlfiltraten wird nun 1 ml bzw. 1 Spatel
der Stoffe hinzugegeben und die Farbänderung beobachtet .
Beobachtung:
Das Filtrat ist dunkelblau-violett gefärbt. Nach dem Hinzufügen der
verschiedenen Stoffe erkennt man folgende farbliche Veränderungen.
Der Kohlfarbstoff wird als Indikator verwendet.
Stoff
|
Farbänderung
|
Säure
oder Lauge |
Salzsäure |
rot |
HCl |
Natronlauge |
olivegrün |
NaOH |
Essigessenz |
pink |
CH3COOH |
Zitronensäure |
rötlich, rosa |
C6H8O7 |
Bier |
violett |
H2CO3 |
Coca Cola |
violett |
H3PO4, H2CO3 |
Wein |
violett |
Weinsäure |
Zucker |
dunkelblau-violett |
C6H12O6 = neutral |
Abflussfrei |
grün |
NaOH |
Etwas zur Chemie und zur Biologie des Rotkohlfarbstoffs:
Der Grund für die Farbveränderung ist, dass der Farbstoff ein Indikator
ist. Dieser zeigt an, ob eine Lösung sauer, neutral oder alkalisch
("basisch") reagiert. Dieser Indikator hat sogar zwei Umschlagsbereiche,
einen im Neutralen (pH 7) und einen oberhalb von pH 10, also im Alkalischen.
Cyanidin ist eine Farbsäure. Sein Molekül ist sehr kompliziert
gebaut: Es hat zwei OH-Gruppen, die Protonen abgeben können. Darauf
beruht der Farbwechsel der Lösung. Die Blau- und Gelbfärbungen sind
umkehrbar; dazu muss man Säure zugeben, die Lösung wird wieder rot.
Die Grünfärbung ist eine Mischfarbe aus Blau und Gelb. Der gelbe Farbstoff
wird allerdings langsam in einen anderen gelben Stoff überführt, der
jedoch nicht mehr mit Säure zurück zu Blau oder Rot reagiert. Aus
diesem Grunde kann man gelbe Lösungen nach längerem Stehenlassen nicht
mehr zu Blau zurückführen.
Was ist ein Indikator?
Der Begriff "Indikator" stammt vom lateinischen Wort "indicare" ab,
was soviel wie "anzeigen" bedeutet. Ein Indikator ist also (ganz allgemein
gesehen) ein Hilfsmittel, welches dem Menschen gewisse Informationen
übermittelt (bzw. anzeigt). In einem Lexikon wird dies wie folgt beschrieben:
"Indikatoren: Im weitesten Sinne Sammelbezeichnung für Stoffe oder
Geräte, die Prozesse irgendwelcher Art zu verfolgen gestatten, indem
sie das Erreichen oder Verlassen eines bestimmten Zustandes signalisieren
(Indikation)."
Indikatoren in der Chemie:
In der Chemie versteht man unter einem "Indikator" einen Stoff oder
ein Gerät, mit dem man den Verlauf einer chemischen Reaktion verfolgen
oder den Zustand eines chemischen Systems charakterisieren kann (obige
Definition wird also enger gefaßt). Je nachdem, was für eine chemische
Reaktion man mit einem Indikator verfolgen, bzw. welche Zustände chemischer
Systeme man charakterisieren kann, unterscheidet man zwischen den
folgenden Typen von Indikatoren:
Indikator-Typ |
Einsatzbereiche |
Säure-Base-Indikatoren |
- Identifizierung saurer bzw. basischer Lösungen
|
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- Verfolgen von Säure-Base-Reaktionen
(insbes. bei der Säure-Base-Titration) |
|
- Kinetische Untersuchungen (z. B. Reaktionen
mit Urease oder Lipase) |
Redox-Indikatoren |
- Verfolgen von Redox-Reaktionen (Blue-Bottle-Versuch,
oszillierende Reaktionen, Elektrolyse von NaCl-Lösungen) |
|
- Annähernde Potentialbestimmung von Redox-Systemen
|
|