Zum Inhalt springen

Energieumwandlung durch den Blattfarbstoff Chlorophyll

von Maximilian Wolf

Protokoll als PDF zum Ausdrucken DOCX herunterladen zum Bearbeiten

Ziel des Versuchs In diesem Versuch wird gezeigt, dass Chlorophyll Energie umwandelt. Die Energie, die in der lebenden Pflanze in Form von chemischer Energie gespeichert wird, wird als Fluoreszenz sichtbar gemacht.

Vorbemerkung

Chlorophyll nimmt Lichtenergie auf und liefert in einer lebenden Pflanze die Energie für Stoffwechselprodukte wie Kohlenhydrate. D.h. hier findet normalerweise eine Energieumwandlung von Lichtenergie zu chemischer Energie statt. Extrahiertes Chlorophyll gibt die aufgenommene Energie nicht mehr in dieser Form weiter. Stattdessen kann beobachtet werden, dass eine Chlorophylllösung nach Anregung durch energiereiches blaues Licht rot fluoresziert und Wärme abgegeben wird. Um die Zusammenhänge in folgendem Versuch besser verstehen können, ist es ratsam, Lichtfarben und die damit transportierten Energiemengen einzuführen.

Materialien

Mörser und Pistill, grüne Pflanzenblätter, Filtriergestell, Filterpapier, Trichter, Becherglas, blaue LED-Lampe

Chemikalien

Mischung aus Ethanol und Aceton im Verhältnis 1:1, Calciumcarbonat

Gefahrstoffe

Gefahrstoff H-Sätze P-Sätze GHS-Piktogramme
Ethanol H225, H319 P210, P240, P305+P351+P338, P403+P233 GHS02 GHS07
Calciumcarbonat – – –
Aceton H225, H319, H336, EUH066 – GHS02 GHS07

Durchführung

Einige Pflanzenblätter (5-10 kleinere Blätter) werden in einem Mörser zusammen mit zwei Spatelspitzen Calciumcarbonat zerrieben. Nachdem die Blätter weitestgehend zerrieben sind, werden 5 mL der Aceton-Ethanol-Mischung hinzugegeben und weiter zerrieben. In den Mörser werden weitere 10 mL der Ethanol-Aceton-Mischung gegeben. Der Mörserinhalt wird in eine Filterapparatur gegeben und mit weiteren 5 mL der Mischung gewaschen. Das klare, grüne Filtrat wird über blaue LEDs gehalten.

Beobachtung

Die Lösung beginnt im blauen Licht der LED rot zu leuchten.

Abbildungen

  • Rote Chlorophyllfluoreszenz, wie sie beim Bestrahlen der Chlorophyll-Ethanol-Aceton-Lösung mit blauem Licht zu beobachten ist.

Deutung

Die Energie des blauen Lichts wird vom Pflanzenfarbstoff Chlorophyll aufgenommen. Da die aufgenommene Energie nicht im Stoffwechsel der Pflanze gespeichert, d.h. für uns nicht sichtbar in chemische Energie umgewandelt werden kann, bekommen wir ein rotes Leuchten zu sehen und die Lösung erwärmt sich kaum spürbar etwas. Dieser Effekt fällt im Vergleich zu der Erwärmung durch die Lichtquelle jedoch sehr gering aus und wird nicht gemessen.

Die Summe der Energien des abgestrahlten roten Lichts und der entstehenden Wärme entspricht in etwa dem des eingestrahlten und absorbierten blauen Lichts. Energie ist dabei nicht verloren gegangen, sie wurde in Wärme und energieärmeres rotes Licht umgewandelt.

Entsorgung

Die Entsorgung erfolgt über den Hausmüll /den Abfluss.

Anmerkungen & Unterrichtsanschlüsse

Literatur

[1] H. Schmidkunz. Chemische Freihandversuche Band 1. Aulis-Verlag. Hallbergmoos 2011. S. 200.