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F: Betreff: Hefe wird mit Zucker Flüssig: Facharbeit über Hefe

Ich bin Schülerin der 12. Jgst. und schreibe meine Facharbeit im Fach Biologie über das Thema Stoffwechselvorgänge des Hefepilzes Saccharomyces cerevisiae. Meine Frage betrifft ein von mir beim Backen mit Hefe immer wieder beobachtetes Phänomen: Verrührt man die Hefe nur mit Zucker (ohne jegliche Flüssigkeit), wird das Gemisch flüssig. Warum geschieht das? Ich hoffe, sie können mir die Frage beantworten, auch wenn sie nicht ganz in ihr Gebiet fällt. Ich habe mir gedacht, dass das doch auch auf Grund chemischer Prozesse abläuft.

A: Sie haben hier das Prinzip der Osmose nachgearbeitet. Der Zucker entzieht den Hefezellen Wasser und geht dabei in Lösung. Damit werden die Hefezellen natürlich in ihrer Aktivität gehemmt. Dies ist schließlich die Grundlage für Lebensmittel-Konservierungsverfahren, wie wir es bei der Herstellung von Marmelade oder kandierten Früchten nutzen.
Osmose ist übrigens kein chemischer, sondern ein physikalischer Vorgang.

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F: Im Rahmen eines Schülervortrages Klasse 11 möchte ich das von ihnen auf /dc2/asch2/ascotest.htm beschriebene Experiment vorführen: Berliner Blau-Probe zum Nachweis von Ascorbinsäure.

Bei der Vorbereitung bin ich jedoch auf ein Problem gestoßen, dass ich allein nicht beheben kann. Dabei handelt es sich um das Aufstellen der Reaktionsgleichung für dieses Experiment. Meine Bemühungen scheitern an dieser Stelle:

FeCl3 + K3[Fe(CN)6] + C6H8O6 -> Fe4[Fe(CN)6]3 +

Ich weiß natürlich, dass ihre Kontaktadresse nicht dazu dient, dass sie die Arbeit der Schüler für diese übernehmen, aber mir wäre sehr geholfen, wenn sie mir die restlichen Reaktionsprodukte nennen könnten.

A: Das fehlende Produkt ist die oxidierte Ascorbinsäure. Dazu kommen Protonen.

Vielleicht kannst du in deinem Vortrag folgendes erklären:
Chemiker packen niemals alle Stoffe, die irgendwie mit der Reaktion zu tun haben, in eine Reaktionsgleichung. Das gibt nur Kuddelmuddel; die stöchiometrischen Faktoren werden viel zu unübersichtlich.
Wir trennen die Reaktion auf in Reaktionstypen. Da kann man alles viel besser erklären und dazu auch noch besser verstehen und lernen. Gewöhn dir vor allem ab, komplizierte Stoffe wie die Ascorbinsäure in der Summenformel wie C₆H₈O₆ zu schreiben. Man schreibt bei solchen Formeln nur das, worauf es wirklich ankommt; hier stehen zwei H-Atome im Vordergrund.

Ein Chemiker würde dein Problem so lösen:

Oxidation: AscH₂ ———> Asc_ox + 2 H⁺ + 2 e^-

Reduktion: Fe³⁺ + e^- ———> Fe²⁺

__________________________________________________________

Redox-Gleichung: 2 Fe³⁺ + AscH₂ ———> 2 Fe²⁺ + Asc_ox + 2 H⁺

Farbstoffbildung:
Hierzu nimmst du die einfachste Variante, die Bildung von löslichem Berliner Blau:

K⁺ + Fe²⁺ + [Fe^III(CN)₆]^3- ———> K[Fe^IIFe^III(CN)₆]

Du kannst die K⁺-Ionen sogar noch weglassen.

Die von dir benutzte Formulierung Fe₄[Fe(CN)₆]₃ wird zwar auch genutzt, gilt aber mittlerweile als überholt. Das unlösliche Berliner Blau ist Fe^III[Fe^IIFe^III(CN)₆]₃.

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F: Wir, die 8b- Klasse (Nawi Zweig), des BORG Akademiestraße Salzburg haben
Eine Frage:
Und zwar fragen wir uns ob, beim Gefrieren von Salzwasser, die Salzkristalle auch gefrieren oder nicht?
Einfacher ausgedrückt: wird Salzwasser wenn man es einfriert zum Süßwasser?
Darüber hatten wir sogar eine Diskussion mit unserer Chemie-Profisorin.. :)
Danke für eine Antwort, Liebe Grüße von der 8b aus Salzburg!

A: Wenn Salzwasser gefriert, bildet sich zunächst nur Eis aus reinem Wasser. Das ist sogar sauberer als Süßwasser. Diese Eisberge schwimmen herum und bringen Schiffe wie die „Titanic“ zum Sinken. Solche Eisberge wollte man früher von den Polen sogar nach Afrika schleppen, um mit dem daraus entstehenden Schmelzwasser die Wüsten mit Wasser zu versorgen.

Das beim Ausfrieren zurückbleibende Salzwasser wird zu einer immer höher konzentrierten Salzlösung. Das geht aber nicht bis zum reinen Salz: Bei minus 21,3 °C gefriert auch die letzte, nun mehr am höchsten konzentrierte Salz/Wassermischung. Die feste Masse besteht aber aus einem Gemenge von nebeneinander liegenden kleinen Eiskristallen und kleinen Kochsalzkristallen. (Anmerkung für Eure Prof´in: Man nennt das ein Eutektikum.) Das Gemenge ist so fein vermischt, dass man es (etwa durch Auslesen der Kristalle) nicht trennen kann. Wenn ihr das wieder schmelzt, dann habt ihr wieder Salzwasser.

Ihr könnt aus Eis und Salz sogar eine Kältemischung mit einer Temperatur von minus 21,3 °C machen. Lest hier nach und probiert es mal aus: tip/08_98.htm.

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F: Für einen Schulversuch (13. Klasse) möchte ich den Sauerstoff möglichst restlos aus einem Luftvolumen entfernen. Die Grobreinigung ist ja kein Problem, das kann man ja z.B. mit Kohle machen. Das Problem ist die Feinreinigung. Aus einem Chemiebuch habe ich nun erfahren, dass man bei der Labordarstellung von Argon aus Luft den Sauerstoff durch Oxidation mit Kupfer herausholt, andere Quellen sagen für ähnliche Anwendungsgebiete dasselbe. Nun ist Kupfer ja aber bereits ein "Halbedelmetall" daher sollte das Gleichgewicht der Reaktion ungünstiger sein als z.B. mit Eisen außerdem ist es auch noch teurer. Die einzige Erklärung, die mir dazu einfallen würde, weshalb man dennoch Kupfer benutzt wäre eine hohe Reaktionsgeschwindigkeit. Können sie mir sagen ob das stimmt, oder was sonst noch für Kupfer spricht?

A: Die Kupfermethode zur Sauerstoffentfernung aus Luft ist mir nicht geläufig. Deshalb kann ich sie auch nicht beurteilen.
Früher entfernte man im Labor den Sauerstoff vor allem mit Hilfe von extrem oxidationsempfindlichen organischen Substanzen wie Pyrogallol in alkalischer Lösung. Dazu leitet man die Luft durch eine entsprechende Lösung (-> Versuch). Das habe ich zur Zeit meines Studiums auch noch gemacht.

Heute dienen zur Entfernung von Sauerstoff aus der Luft vor allem Membranverfahren. Es gibt hierzu äußerst selektiv wirkende Membransysteme, die z. B. nur O₂ durchlassen.

Argon wird zunächst durch fraktionierte Destillation von verflüssigter Luft abgetrennt. Die Feinreinigung erfolgt wie eben beschrieben.

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F: Ich bin letzte Wochem mit meinem Chemie Kurs auf ein Problem gestoßen . Uns ist nicht bekannt, wie die Seliwanow Probe genau abläuft. Im internet ist nur zu finden, dass eine Farbveränderung stattfindet, aber wie kommt es zu dieser Veränderung und wie sieht der Reaktionsmechanismus aus?

A: Sie meinen die folgende Reaktion: Fructose gibt in Gegenwart von HCl und Resorcin (beim Erwärmen schnell) einen roten Farbstoff.

Hier ist anzunehmen, dass sich aus Fructose unter Wasserabspaltung zunächst Furfural bildet, das dann mit Resorcin zu einem triphenylmethanartigen Farbstoffmolekül koppelt.

Lassen Sie mich aber eines sagen: Es ist völlig unbekannt, wie diese Reaktionen aus der Frühzeit der organisch-chemischen (oftmals medizinischen) Analytik genau ablaufen. Es interessiert auch keinen mehr.

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