Hartnäckiges Blau
Glukose ist eine chemische Verbindung, die in der Welt lebender Organismen am weitesten verbreitet ist. Es wird geschätzt, dass Pflanzen durch Photosynthese etwa 100 Milliarden Tonnen davon pro Jahr produzieren!
Glukosemoleküle sind auch Bestandteil zahlreicher Verbindungen wie Saccharose, Stärke, Cellulose. Glucose liegt in wässriger Lösung in Ringform vor (zwei Isomere mit unterschiedlicher Konfiguration) mit einer kleinen Beimischung der Kettenform. Beide Ringformen werden durch eine Kettenform umgewandelt – dieses Phänomen nennt man Mutarotation (aus lat. Mutare = ändern).
Im Gleichgewichtszustand ist der Gehalt aller Formen des Glucosemoleküls wie folgt (der Übersichtlichkeit halber sind die Kohlenstoffatome mit der entsprechenden Anzahl an Wasserstoffatomen an den Verbindungsstellen der Bindungen weggelassen):
Der geringe Gehalt an Kettenform führt zu charakteristischen Glukosereaktionen (nach dem Verzehr wird sie aus Ringformen wiederhergestellt), beispielsweise Trommer- und Tollens-Tests. Dies sind jedoch nicht die einzigen farbenfrohen Reaktionen, an denen diese Verbindung beteiligt ist.
Im Experiment Wir werden Glucose, Natriumhydroxid, NaOH und Methylenblau-Farbstoff verwenden (Foto 1), unter anderem als Vorbereitung für das Aquarium verwendet. Fügen Sie etwas NaOH-Lösung hinzu (Foto 2) der gleichen Konzentration und ein paar Tropfen Farbstoff (Foto 3). Der Inhalt des Kolbens wird blau (Foto 4), aber es verschwindet schnell (Fotos 5 und 6). Nach dem Schütteln färbt sich die Lösung wieder blau (Fotos 7 und 8), und nach einiger Zeit kommt es wieder zu einer Verfärbung. Der Vorgang kann mehrmals wiederholt werden.
Es passiert während des Experiments Oxidation von Glucose zu Gluconsäure (die Aldehydgruppe der Kettenform -CHO wird in eine Carboxylgruppe -COOH umgewandelt), genauer gesagt, in das Natriumsalz dieser Säure, das in einem stark alkalischen Reaktionsmedium entsteht. Die Glukoseoxidation wird durch Methylenblau induziert, dessen oxidierte Form aus der reduzierten Form oxidiert wird (Leukoprinzipien, gr. Leukämie = weiß), unterscheidet sich in der Farbe:
Der aktuelle Prozess lässt sich wie folgt darstellen:
Glucose + oxidierter Farbstoff ® Gluconsäure + reduzierter Farbstoff
Die obige Reaktion ist für das Verschwinden der blauen Farbe der Lösung verantwortlich. Nach dem Schütteln des Kolbeninhalts oxidiert wasserlöslicher Luftsauerstoff die reduzierte Form des Farbstoffs, wodurch die blaue Farbe wieder zum Vorschein kommt. Der Vorgang wird wiederholt, bis die Glukose aufgebraucht ist. Somit fungiert Methylenblau als Katalysator für die Reaktion.
Sehen Sie sich das Erlebnis im Video an:
