Enzymatische Sauerstoffdarstellung
von Rainer Mucha
Ziel des Versuchs Eine anderer Ansatz zur Sauerstoffdarstellung verspricht die enzymatische Spaltung von Wasserstoffperoxid, was hier demonstriert wird.
Vorbemerkung
Aus Salzen Sauerstoff zu gewinnen ist bereits in anderen Protokollen thematisiert worden. Hier soll gezeigt werden, dass auch Lebensmittel in der Lage sind, zumindest Wasserstoffperoxid zu zerlegen. Dieser Versuch kann als Erarbeitungsexperiment genutzt werden, da er einen neuen Wissensbereich einleitet.
Materialien
Reagenzgläser, Glimmspan
Chemikalien
Kartoffel (roh und gekocht), Wasserstoffperoxid (w = 3%)
Gefahrstoffe
| Gefahrstoff | H-Sätze | P-Sätze | GHS-Piktogramme |
|---|---|---|---|
| Wasserstoffperoxid 30% | H302, H318 | P280, P305+P351+P338 |
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Durchführung
Zunächst wird ein rohes Kartoffelstück in mehrere kleine Stücke geschnitten. Diese werden in ein Reagenzglas gegeben, sodass sie ca. 1 cm Höhe im Reagenzglas einnehmen. Daraufhin werden 10 mL der Wasserstoffperoxid-Lösung hinzugegeben. Anschließend wird die Glimmspanprobe durchgeführt. Mit der gekochten Kartoffel wird analog vorgegangen.
Beobachtung
Bei der rohen Kartoffel ist eine starke Blasenbildung zu erkennen. Wenn ein Glimmspan in die Blasen gehalten wird, glüht dieser auf. Bei der gekochten Kartoffel ist die Blasenbildung im Vergleich zur rohen Kartoffel schwächer. Der Glimmspan glüht nicht auf.
Abbildungen
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Abb. 1: links: rohe Kartoffel; rechts: gekochte Kartoffel
Deutung
In Kartoffeln liegt das Enzym Katalase vor. Dieses Enzym kann Wasserstoffperoxid in Wasser und Sauerstoff spalten.
Wasserstoffperoxid + Enzym → Sauerstoff + Wasser + Enzym
Bei der gekochten Kartoffel ist dieses Enzym nicht mehr vorhanden, da es durch die Hitze zerstört wurde. Insofern ist hier kein positiver Nachweis möglich.
Entsorgung
Die Lösung kann im Abfluss entsorgt werden.
Anmerkungen & Unterrichtsanschlüsse
Alternativ können auch andere Lebensmittel wie z.B. Schweineleber oder Äpfel genommen werden. Bei Äpfeln funktioniert dies aber nur bedingt. Auch wenn die enzymatische Spaltung nicht Gegenstand der Jahrgangsstufe 7/8 ist, so kann dieser Versuch sehr gut für eine Stationenarbeit genutzt werden und eine Alternative zum üblichen Erhitzen von sauerstoffreichen Salzen sein, da hier ohne Energiezufuhr (wie z.B. Hitze) Sauerstoff entsteht.
Literatur
W. Glöckner, W. Jansen, R.G. Weissenhorn, Handbuch der experimentellen Chemie Sekundarbereich II Band 1: Wasserstoff, Stickstoff- und Sauerstoffgruppe, 2002, Aulis Verlag, S. 234.