Huminsäuren aus Citronensäure
Experiment:
Versuch: Bildung von Huminsäuren aus Citronensäure und
Hydrochinon
Moorwasser (Hücker Moor bei Spenge in Westfalen)
(Foto: Blume) |
Huminsäuren sind der Hauptbestandteil von Humus, Kompost oder Torf. Sie bilden sich beim
Verrotten aus Biomasse, also aus abgestorbenen Pflanzenteilen oder tierischen Überresten. Bei
ihnen handelt es sich um ein kompliziertes, dunkelbraunes Gemisch aus verschiedenen
Polymeren, die sich unter Wasserabspaltung aus Hydroxycarbonsäuren, Zuckern, Eiweißresten
und gebundenen Phenolen gebildet haben. Sie sind die erste Stufe im Inkohlungsprozess. Im
Moor erkennt man sie leicht: Sie färben das Wasser typisch braun ein. Auch Teewasser bekommt
seine braune Farbe von Huminsäuren. Genau genommen bilden sie mit Wasser kolloidale
Lösungen, die durch den Filter wandern.
Huminsäuren sind Polyelektrolyte. Sie wirken schwach sauer und bilden wie die Citronensäure
mit vielen Metall-Kationen Komplexe. (Deshalb nimmt man Citronensäure bzw. ihre Salze oft als
Modellsubstanzen für Huminsäuren.) Ihre Löslichkeit in Wasser führt dazu, dass die Metall-Ionen
vom Regen aus dem Boden ausgewaschen werden. Das wird durch den
sauren Regen noch unterstützt, denn Huminsäuren haben
als Polyelektrolyte zugleich ionenaustauschende Wirkung
und binden z. B. auch Ammonium-Ionen. Aus diesem Grund enthält zum Beispiel Moorboden, der
ja zum größten Teil aus Torf besteht, kaum noch Mineralstoffe. Deshalb ist auch die
Wasserhärte von Moorwasser ausgesprochen gering,
wie man selbst untersuchen kann. Das führt dazu, dass im Moor nur wenige Pflanzen wachsen,
die an diese Bedingungen angepasst sind. Dazu gehören unter anderem Azaleen, Rhododendren
und Birken. Allen ist gemeinsam, dass sie nur ganz wenig Calcium-Ionen vertragen und man
sie durch Kalken und zu starke Stickstoffgaben umbringt.
Man kann in einem Modellversuch auch selbst Huminsäuren herstellen (-> Versuch). Als Ausgangssubstanzen nehmen wir Citronensäure und p-Hydroxyphenol (Hydrochinon).
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