Rotkohlsaft als Universalindikator

In diesem Versuch lernen die SuS Rotkohl als Universalindikator kennen. Die Grundbegriffe der Säure-Base-Chemie sollten den SuS geläufig sein. Der Begriff eines Indikators muss nicht zwingend bekannt sein, insofern dieser Versuch die SuS an den Begriff des Indikators heranführen soll.

Reagenzglasständer, Reagenzgläser, Messer, Schneidebrett, Heizplatte, 500 ml Becherglas, Trichter, Filterpapier,

Wasser, Rotkohl, Salzsäure (0,1 m), Natronlauge (0,1 m), Haushaltsessig, Natron, Kernseife, Alkohol, Rohrreiniger

Der Rotkohl wird in kleinere Blätter geschnitten und anschließend in ein 500 ml Becherglas gegeben. Dieses wird mit 200 mL Wasser aufgefüllt und kurz aufgekocht. Anschließend wird die gekochte Rotkohl-Lösung filtriert. Nachdem die Lösung abgekühlt ist, werden jeweils 1 mL in Reagenzgläser gefüllt und mit 1 mL Wasser verdünnt. (Die Lösung sollte nicht zu stark konzentriert sein, sodass durch die Lösung hindurchgeschaut werden kann.) Anschließend können diverse Haushaltssubstanzen in die Reagenzgläser gefüllt werden und die Farben der Lösung beobachtet werden. Mit einem pH-Meter werden anschließend die pH-Werte der einzelnen Lösungen ermittelt.

Der Rotkohlsaft in den einzelnen Reagenzgläsern verfärbt sich. Die Farben mit den dazugehörigen Substanzen und pH-Werten sind in nachstehender Tabelle aufgelistet.

Tabelle 1: Farbumschläge nach Zugabe der Haushaltssubstanzen.

Substanz	Farbe	pH-Wert
Salzsäure	rot	1,61
Haushaltsessig	Hellrot	3,03
Kernseife in Alkohol	Violett	5,92
Kernseife in Wasser	Violett	6,32
Natron	Blau	8,06
Natronlauge	Grün	11,09
Rohrreiniger	Gelb	11,60

Die einzelnen Farben der Lösungen gehen vom Farbstoff des Rotkohlsaftes aus. Bei dem Farbstoff handelt es sich um Cyanidin, welcher zur Klasse der Anthocyane gehört. Die Farbe ergibt sich aus der Anregung von Elektronen des π-Elektronensystems der Verbindung und deren zurückfallen auf ihr ursprüngliches Energieniveau. Beim Zurückfallen emittieren sie Licht, welches der Energie ihrer Anregung entsprach. Durch die Protonierung bzw. Deprotonierung vergrößert bzw. verkleinert sich das π-Elektronensystem. Somit werden die Elektronen auf andere Energieniveaus angehoben und durch das zurückfallen werden andere Farben emittiert.

In Abbildung 2 ist die Verbindung des Cyanidins abgebildet.

Da das Thema der π-Elektronen erst in der Oberstufe behandelt wird, kann hier didaktisch Reduziert werden. Somit sollen die SuS den Rotkohlsaft als Universalindikator beschreiben, welcher bei unterschiedlichen pH-Werten unterschiedliche Farben anzeigt.

Die Lösungen werden im Abfallbehälter für Säure-Base entsorgt.

Der Versuch eignet sich um den SuS die Funktionsweise eines Indikators näherzubringen. Des Weiteren eignet sich der Versuch als Einstieg in das Thema der Säure-Base-Chemie, da die SuS verschiedene Haushaltsgegenstände untersuchen und diese anschließend beispielsweise nach sauer, alkalisch und neutral einzuordnen.