FNR, FreeLensTV
Was passiert, wenn man Zitrone in Rotkohlsaft schüttet
In Anbetracht der Gefahrenhinweise (s.u.) sollte dieses Experiment in Anwesenheit eines Erwachsenen durchgeführt werden.
Durchführung
Man koche frische, zerkleinerte Rotkohlblätter einige Minuten in Leitungswasser, bis dieses eine starke Färbung aufweist. Die Mischung abkühlen lassen und anschließend filtrieren. Die Lösung hält sich übrigens auch im Gefrierschrank. Wer unter Zeitdruck ist kann auch einfach den Saft aus einer Rotkohlkonserve nehmen.
Man fülle (von sauer nach alkalisch) jeweils ein Glas mit 1-2 Esslöffel Zitronensaft (oder Entkalkerlösung), Haushaltsessig, Leitungswasser, Seife in Wasser, Natron-Lösung (= Backpulver), Vollwaschmittel-Lösung. Dabei sollte in jedem Reagenzglas die gleiche Menge des jeweiligen Stoffes sein.
In jedes Glas tröpfelt man mit einer Pipette gleiche Mengen an Rotkohlsaft, bis die jeweilige Flüssigkeit sich umfärbt; dann das Gemisch kurz schütteln. Die sich ergebende Farbreihe kann besonders gut im Gegenlicht beobachtet werden.
Prinzip
Indikatoren reagieren darauf, ob eine Flüssigkeit eine Säure oder eine Lauge ist, indem sie ihre Farbe ändern.
Der im Rotkohlsaft enthaltene Farbstoff Cyanidin ist ein pH-Indikator: Er erscheint rot, wenn es sich um eine Säure handelt und gelb, wenn es sich um eine Lauge handelt. Dazwischen liegen die Farben des Regenbogens.
Säure oder Lauge: der pH-Wert
Ob eine Flüssigkeit eine Säure oder eine Lauge ist, wird anhand eines bestimmten Wertes gemessen: dem pH-Wert. Destilliertes Wasser hat einen pH-Wert von 7. Wenn eine Flüssigkeit eine Säure ist, dann ist ihr pH-Wert niedriger als der von Wasser – also niedriger als 7. Wenn der pH-Wert größer ist als 7, dann ist die Flüssigkeit eine Lauge.
Um den pH-Wert zu bestimmen, gibt es spezielle Instrumente. Doch wenn man nicht so genau und vor allem schneller wissen will, ob die Flüssigkeit eine Säure oder eine Lauge ist, benutzt man die Indikatoren. Nachdem man sie mit der Flüssigkeit vermischt hat, verrät die Farbe, die sie annehmen, um was es sich handelt.
Im Aquarium spielt der pH-Wert eine große Rolle: liegt der Wert unter 6 oder über 8 würden die meisten Fische nicht lange überleben.
pH-Werte einiger Säuren und Laugen
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Säuren (pH-Wert 0-6)
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Magensäure Salzsäure Zitronensaft Essig |
pH=1 pH= 1 pH=2 pH=2-3 |
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Laugen (pH-Wert 8 - 14)
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Backpulver-Lösung Waschmittel-Lösung Ammoniak (in Gülle) |
pH= 8 pH= 10-11 pH=12 |
Wasser (pH = 7) ist weder eine Säure noch eine Lauge.
Gefahrenhinweise
Starke Säuren und Laugen können die Haut, die Augen und die Schleimhäute angreifen und sollten daher nicht für Experimente benutzt werden. In anderen Worten: Gebrauche nur Mittel (wie Essig, Zitronensaft, Backpulver), die im Küchenschrank zu finden sind. Vollwaschmittel sind starke Basen. Der direkte Kontakt mit der Haut sollte möglichst vermieden werden. Bei Kontakt muss man die Haut gründlich mit Wasser abspülen.
Kinder sollten den Herd nur unter Aufsicht eines Erwachsenen bedienen.
Entsorgung
Die Flüssigkeiten kann man verdünnt in den Ausguss kippen.
Tipp
Bei Säurezugabe sind die Blau- und Gelbfärbungen zurück zum Rot umkehrbar. Der Gelbstoff verändert sich allerdings nach langem Stehen: der Farbstoff in der Mischung wird langsam zerstört. Er lässt sich also nur bis zu einem gewissen Zeitpunkt zurückführen, danach ist er unwiderruflich gelb.
Autor: Claude Heidt (MNHN), Jean-Paul Bertemes (FNR), Joseph Rodesch (FNR), Liza Glesener
Video: Jean-Paul Bertemes (FNR), FreeLensTV
Musik: Jean-Paul Bertemes (FNR)
Foto: Sophie Steinmetz
Infobox
Der Rotkohlfarbstoff Cyanidin reagiert mit Säuren und Laugen und wechselt daher die Farbe. Derselbe Farbstoff kommt auch in den Blüten vom Klatschmohn, roten Rosen, Stockrosen, Hibiskus, Kornblumen, Rittersporn, Preiselbeeren und schwarzem Tee vor. Diese Pflanzen können auch für das Experiment benutzt werden.
Der gleiche Farbstoff kommt übrigens auch in der roten Rose, Stockrosen und Hibiskus vor. Auch das Blau der Kornblume ist Cyanidin. All diese Blumen, sowie Pelargonie,
Der Rotkohlfarbstoff Cyanidin ist eine schwache Säure mit einem kompliziert gebauten Molekül und verfügt über zwei OH-Gruppen mit abgebbaren Protonen. Die Farbe des Cyanidins basiert auf seinem jeweiligen Zustand im Gemisch. In alkalischen (basischen) Lösungen geben die Moleküle vermehrt Protonen ab, in sauren Lösungen nehmen sie vermehrt Protonen auf. Mit der Änderung der Protonenzahl ändert sich auch die Lichtenergie, die vom Farbstoff aufgenommen respektiv abgestrahlt werden kann.
Normalerweise wird beim Kochen etwas Essig oder Zitronensaft oder kleine Apfelstücke zum Rotkohl hinzugegeben, damit er eine schöne rote Farbe bekommt. Wird Rotkohl nur im Wasser gekocht, hat er eine bläuliche Farbe, die kaum zum Essen anregt.
