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Energie aus Zucker

von Tobias Piotrowski

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Ziel des Versuchs Bei diesem Versuch wird der Energiegehalt von Glucose qualitativ bei vollständiger Oxidation gezeigt. Die Glucose wird durch Kaliumpermanganat vollständig zu CO2 oxidiert, wobei Wärme frei wird.

Vorbemerkung

Dieser Versuch dient zur Verdeutlichung des Energiegehalts von Glucose. Dazu wird Glucose vollständig zu CO2 oxidiert und die Temperatur gemessen die dabei frei wird. Es handelt sich hierbei um einen qualitativen Nachweis, da das CO2 über Kalkwasser in einer Waschflasche nachgewiesen wird. Die SuS sollten hierbei mindestens die Summenformel der Glucose kennen.

Materialien

Erlenmeyerkolben, Thermometer, Gummistopfen (doppelt durchbohrt), Glasrohr (gebogen), Waschflasche, Glasstab, Becherglas

Chemikalien

Kaliumpermanganat-Lösung (w= 5%), Kalkwasser (Ca(OH)2), Schwefelsäure (w = 25%), Glucose

Gefahrstoffe

Gefahrstoff H-Sätze P-Sätze GHS-Piktogramme
Kaliumpermanganat H272, H302, H410 – GHS03 GHS07 GHS09
Kalkwasser Lösung H318 P280, P305+P351+P338, P309+P310 GHS05
Schwefelsäure konz. H314 – GHS05

Durchführung

In den Erlenmeyerkolben wird eine große Spatelspitze Glucose gefüllt. Dann wird in einem Becherglas ein Mischung aus 75 mL Kaliumpermanganat und 25 mL Schwefelsäure hergestellt. In die Waschflasche wird Kalkwasser gegeben.

Die Mischung wird auf den Zucker gegossen, umgerührt und mit dem Stopfen verschlossen, in dem ein Thermometer und das gebogene Glasrohr stecken. Das Glasrohr wird mit der Waschflasche verbunden.

Beobachtung

Sobald die Lösung mit der Glucose in Berührung kommt, steigt die Temperatur. Wird der Erlenmeyerkolben verschlossen, beschlägt das Glas von innen. Nach kurzer Zeit ist eine Gasentwicklung zu beobachten und das Kalkwasser trübt sich. Die Lösung entfärbt sich im laufe des Versuchs.

Abbildungen

  • Abb. 1: Versuchsaufbau der Glucose-Oxidation. Links: Erlenmeyerkolben mit Glucose, Kaliumpermanganat und Schwefelsäure, Rechts: Waschflasche mit Kalkwasser.
  • Abb. 2: Links: Trübung des Kalkwassers durch CO2, Rechts: Entfärbte Lösung nach der Glucose-Oxidation.

Deutung

Die Glucose wird durch das Kaliumpermanganat vollständig zu CO2 oxidiert. Dabei wird die gespeicherte chemische Energie in Form von Wärme frei. Folgende vereinfachte Reaktionsgleichung kann aufgestellt werden.

C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O + Energie

Anmerkungen & Unterrichtsanschlüsse

Der Versuch kann als Modellversuch zum Stoffumsatz und zur Energiegewinnung im Körper genutzt werden. Im Organismus wird die Energie jedoch stufenweise im Citratzyklus abgebaut, was hier nicht gezeigt, aber im Anschluss thematisiert

Literatur

Chemische Freihandversuche Band 2, H. Schmidkunz, W. Rentzsch, Aulis Verlag,2011, S. 412