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Ziel des Versuchs Mit diesem Versuch kann die Zersetzung von Wasserstoffperoxid durch Enzyme gezeigt werden.

Vorbemerkung

In diesem Versuch soll mit Hilfe von Alltagsprodukten wie z.B. der Bäckerhefe die katalytische Eigenschaft von Enzymen gezeigt werden. Es wird veranschaulicht, dass Enzyme als Biokatalysatoren die Zerfallsreaktion von Wasserstoffperoxid zu Sauerstoff und Wasser beschleunigen.

Materialien

Reagenzglasständer, Spatellöffel, 5 Reagenzgläser, Holzspan, Einmalhandschuhe, Tropfpipette

Chemikalien

Wasserstoffperoxid (w=10%), rohe Kartoffel, gekochte Kartoffel, Bäckerhefe, grünes Blatt (z.B. von einer Rose)

Gefahrstoffe

Gefahrstoff H-Sätze P-Sätze GHS-Piktogramme
Wasserstoffperoxid 30% H302, H318 P280, P305+P351+P338 GHS05 GHS07

Durchführung

ACHTUNG: Wasserstoffperoxid darf nicht mit der Haut in Berührung kommen! Es sollten Handschuhe getragen werden!

Die Reagenzgläser werden mit Hilfe einer Tropfpipette circa 2-3 cm hoch mit Wasserstoffperoxidlösung gefüllt. Ein Reagenzglas (Reagenzglas 1) wird als Rückstellprobe aufbewahrt, während zu der Wasserstoffperoxidlösung in den Reagenzgläsern 2-5 etwa eine Spatelspitze der folgenden Stoffe hinzugegeben wird:

  • Reagenzglas 2) gekochte Kartoffelstücke
  • Reagenzglas 3) rohe Kartoffelstücke
  • Reagenzglas 4) Bäckerhefe
  • Reagenzglas 5) zerschnittene grüne Blätter

Anschließend wird ein glimmender Holzspan in jedes der Reagenzgläser gehalten.

Beobachtung

  • Reagenzglas 1) Am Reagenzglasrand bilden sich kleine Bläschen, der Holzspan glüht nicht auf.
  • Reagenzglas 2) Es ist keine Veränderung erkennbar. Der Holzspan glüht nicht auf.
  • Reagenzglas 3) Es steigen viele Bläschen auf, der Holzspan glüht auf.
  • Reagenzglas 4) Es steigen viele Bläschen auf, der Holzspan glüht auf.
  • Reagenzglas 5) Es steigen wenige Bläschen auf, der Holzspan glüht schwach auf.

Abbildungen

  • Abb. 1: Reagenzglas 5
  • Abb. 2: Reagenzgläser 2 und 3

Deutung

Durch die katalytische Aktivität einiger Stoffe (hier Enzyme) zerfällt Wasserstoffperoxid zu Wasser und Sauerstoff (positive Glimmspanprobe):

2 H2O2 (aq) → O2 (g) + 2 H2O(l)

Je nach Intensität der Gasentwicklung kann auf entsprechend höhere oder niedrigere enzymatische Aktivität geschlossen werden. Beim Kochen verlieren Enzyme zum Teil ihre Wirksamkeit, weswegen in Reagenzglas 3 keine Gasentwicklung zu beobachten ist. Lebende Organismen enthalten Enzyme, die in der Lage sind das Wasserstoffperoxid zu zersetzen.

Entsorgung

Wenn keine Gasbildung mehr zu beobachten ist, kann der Inhalt verdünnt über den Abfluss entsorgt werden. Das nicht zersetzte Wasserstoffperoxid wird mit etwas Mangandioxid versetzt und dann über den Schwermetallabfall entsorgt.

Anmerkungen & Unterrichtsanschlüsse

Alternativ können bei diesem Versuch auch andere Lebensmittel wie z.B. Bananen, Gurken, Joghurt, Milch oder Eier untersucht werden. Anschließend kann ein Bezug zur Biologie hergestellt werden, wo Enzyme in diesen Klassenstufen auch als Hilfsstoffe für Stoffwechselprozesse thematisiert werden.

Der Versuch ist effektvoller mit 10 %iger Wasserstoffperoxidlösung. Im Schülerversuch sollte jedoch auf eine geringer Konzentrierte zurückgegriffen werden.

Literatur

H. Schmidkunz, Chemische Freihandversuche – Band 1; Aulis, 2011; S. 114.