Naturwissenschaften - Chemie - Säuren, Basen, Salze - Säuren (P757200).3 Pflanzliche Farbstoffe dienen als Indikatoren Experiment von: Phywe Gedruckt: 5.0.203 :9:42 intertess (Version 3.06 B200, Export 2000) Aufgabe Aufgabe Woran lassen sich Säure erkennen? Stelle pflanzliche Farbstoffe her, die zur Säureidentifizierung dienen können. Raum für Notizen Wenn Sie als Lehrer angemeldet sind, finden Sie nachstehend eine Schaltfläche für Zusatzinformationen. - -
Zusatzinformationen Lernziele Aus Blüten oder mancher Gemüsesorten lassen sich Farbstoffe extrahieren. Diese Farbstoffe sind als Säurenachweismittel (Indikatoren) geeignet. Hinweise zur Aufbau und Durchführung Vorbereitungen Es ist möglichst frisches Gemüse zu verwenden, um die Ausbeute an Farbstoff zu erhöhen. Für die Extraktion aus roter Beete sollte heißes Wasser (Boiler) bereitgestellt werden, um das zeitaufwendige Kochen des Gemüses zu vermeiden. Anmerkungen zu den Schülerversuchen Nicht verwendbar sind gelbe oder rotgelbe Blütenfarbstoffe, da diese meistens aus Carotinoiden bestehen, die als Indikatoren ungeeignet sind. H- und P- Sätze Alkohol (Ethanol): H225:Flüssigkeit und Dampf leicht entzündbar. P20: Von Hitze / Funken / offener Flammen / heißen Oberflächen fernhalten. Nicht rauchen. Gefahren Brennspiritus ist leicht entzündlich. Alle offenen Flammen löschen! Unbedingt Schutzbrille tragen! Hinweise Bei den hergestellten Pflanzenfarbstoffen handelt es sich um Cyanine oder cyaninänhliche Systeme, die in saurem oder basischem Bereich unterschiedliche Absorptionsmaxima aufweisen. - 2 -
Methodische Bemerkungen Dieser Versuch greift auf die in den Trennverfahren dargestellte Extraktionsmethode zurück, die hier nochmals vertiefend behandelt werden kann. Die Wirkung von Säuren auf die hergestellten Indikatoren wird in einem eigenständigen Versuch gezeigt, da die Herstellung der Farbstoffe zeitaufwendig ist und im Regelfall eine ganz Stunde benötigt. Normalerweise wird eine ganze doppelt Unterrichtstunde dafür benötigt. Entsorgung Lösungsmittelreste im Abzug verdunsten lassen. Mörser und Pistill mit Sand und Scheuerpulver reiben, dann gründlich ausspülen. Pflanzenreste in den kompostierbaren Abfall geben. - 3 -
Material Material Material von "TESS Chemie Set Säuren / Basen / Salze" (Bestellnummer 3302-88) Position Material Schutzbrille, farblose Scheiben Bestellnr. 3936-00 Menge 2 Reagenzglasgestell, 2 Bohrungen; d = 22 mm, Holz 37686-0 3 Trichter, Oben-d = 60 mm, PP 4738-00 4 Rundfilter, qualitativ, d = 25 mm, 00 Stück 32977-05 () 5 Reagenzglas, d = 8, l = 80 mm, 0 Stück 37658-03 (3) 6 Erlenmeyerkolbe, DURAN, 250 ml, Enghals, SB 29 36424-00 2 6 2 7 Messer, rostfrei 33476-00 8 Pulverspatel, Stahl, l = 50 mm 47560-00 9 Messzylinder 0 ml, PP transparent 36636-00 0 Schere, 0 mm 6466-00 Laborschreiber, wasserfest 387-00 2 Mörser mit Pistill, Porzellan, 70 ml, d = 90 mm 32603-00 3 Becherglas DURAN, niedrige Form, 250 ml 3603-00 4 Stativfuß, variabel 0200-00 5 Doppelmuffe 02043-00 6 Universalklemme, Stellschraube an beweglicher Seite 3775-00 7 Stativstange Edelstahl 8/8, l = 400 mm, d = 0 mm 02039-00 Chemikalien, Hilfsmaterial - 4 -
Position Material Bunsenbrenner, für Erdgas, DIN-Ausführung Bestellnr. 4697-05 Menge Sicherheits-Gasschlauch, DVGW, lfd, Meter 3928-0 Ethanol, Lösemittel (Brennspiritus), l 350-70 Normensand I, fein 2500 g 3825-79 Rote Beete Blütenblätter Rotkohl Wasser, heiß Für das Experiment benötigte Materialien - 5 -
Aufbau Aufbau Gefahren Brennspiritus ist leicht entzündlich. Alle offenen Flammen löschen! Unbedingt Schutzbrille tragen! Aufbau Baue das Stativ nach Abb. - 4 auf. Abb. Abb. 2 Abb. 3 Abb. 4 Spanne den Trichter ein (Abb. 5) und stelle darunter einen Erlenmeyerkolben (Abb. 6). - 6 -
Abb. 5 Abb. 6-7 -
Durchführung Durchführung Ablauf Schneide die Rote Beete in dünne Scheiben (Abb. 7), zerschneide diese wiederum in Stückchen (Abb. 8) und gib diese in das Becherglas (Abb. 9). Gieße hierauf heißes Wasser, rühre mehrmals um und lasse das Becherglas dann ca. 0 min stehen (Abb. 0). Abb. 7 Abb. 8 Abb. 9 Abb. 0 Nimm Blütenblätter gleicher Sorte (Abb. ) und zerschneide diese ebenfalls in Stückchen (Abb. 2). Gib die Stückchen in den Mörser (Abb. 3) und füge vier Löffel Sand (Abb. 4) sowie 0 ml Brennspiritus (Abb. 5) hinzu. Zerreibe den Rotkohl ca. 5 min (Abb. 6), füge dann weitere 5 ml Brennspiritus und verreibe weitere 3 min. - 8 -
Abb. Abb. 2 Abb. 3 Abb. 4 Abb. 5 Abb. 6 Falte das Filterpapier nach Abb. 7-20. Abb. 7 Abb. 8-9 -
Abb. 9 Abb. 20 Stelle das Filterpapier in den Trichter und befeuchte es mit Brennspiritus (Abb. 2). Filtriere den Inhalt des Mörsers in den Erlenmeyerkolben (Abb. 22). Abb. 2 Abb. 22 Filtriere den Rote-Beete-Aufguss in den zweiten Erlenmeyerkolben (Abb. 23). Abb. 23 Fülle die Lösung aus den Erlenmeyerkolben in den gekennzeichneten Reagenzgläsern nach (Abb. 24). - 0 -
Abb. 24 Zerschneide ebenfalls den Rotkohl in Stückchen und verfahre wie oben beschrieben mit den Blütenblättern. Filtriere den Inhalt des Mörsers in einen sauberen Erlenmeyerkolben. Verwahre die gekennzeichneten Reagenzgläser bis zur nächsten Stunde in einem dunklen Raum (Kühlschrank). Entsorgung Lösungsmittelreste im Abzug verdunsten lassen. - -
Auswertung Auswertung Frage : Notiere deine Beobachtungen. In heißem Wasser löst sich aus den Roten Beeten ein intensiv roter Farbstoff. Beim Verreiben des Rotkohls bildet sich ein blau-rotes Stoffgemisch. Der blaurote Farbstoff löst sich in Brennspiritus (Alkohol) mit ebensolcher Farbe. Aus Blütenblättern lässt sich wie beim Rotkohl ein (roter) Farbstoff gewinnen. Frage 2: Trage die Farbe der hergestellten Farbstoffe in Tabelle ein. Tabelle Ausgangssubstanz Rote Beete Rotkohl Blütenblätter Farbe des Farbstoffes nnnnnnnnnn nnnnnnnnnn nnnnnnnnnn - 2 -
Tabelle a Ausgangssubstanz Rote Beete Rotkohl Blütenblätter Farbe des Farbstoffes weinrot blaurot rot (blau) - 3 -
Fragen und Aufgaben Fragen und Aufgaben Frage : Welches Trennverfahren wurde hier zur Herstellung der Farbstoffe verwendet? Bei diesen Versuchen wurde das Extraktionsverfahren angewendet. Frage 2: Welche Eigenschaften der Farbstoffe wurde zu ihrer Herstellung genutzt? Ihre Löslichkeit in Alkohol (Blüten-/Rotkohl-Farbstoff), bzw. ihre Löslichkeit in Wasser (Rote Beete). Die Farbstoffe lösen sich in Alkohol/Wasser leichter als andere Pflanzenbestandteile. - 4 -