Bundesgymnasium und Bundesrealgymnasium Villach - Peraustrasse   

Fachgruppe: Chemie






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
  - 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