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F: Betreff: Experimente zur bioziden Wirkung UV-Strahlung

Derzeit besuche ich die 13. Klasse des …-Gymnasiums in …. Das Thema meiner Facharbeit in Biologie lautet: "Experimente zur bioziden Wirkung der UV-Strahlung".

Dazu soll ich die schädigende Wirkung der Strahlung an Pflanzen, Bakterien, Hefepilzen, usw. beweisen. Ich besitze eine Geldscheinprüfleuchte und bin schon seit 3 Tagen dabei, Kresse zu bestrahlen. Leider stellt sich keine Änderung der Pflanze ein. Nun stellt sich mir die Frage, ob die Lampe evtl. zu schwach dein könnte.

Führen Sie auch Experimente durch, die auf die biozide Wirkung der UV-Strahlung gegenüber Pflanzen und anderen Organismen eingehen? Ich würde mich sehr freuen, wenn Sie mir Informationen zur Durchführung dieser Versuche zusenden könnten.

Vielen Dank im Voraus für Ihre Bemühungen
(…)

A: Ein solches Experiment haben wir gemacht. Als Organismus haben wir Bakterien eingesetzt (E. Coli-Stamm K 12).
Ich kenne Ihre Messvorrichtungen nicht. Soviel kann ich sagen: Mit einer Geldschein-Prüflampe werden Sie wenig Glück haben, denn die Strahlung ist aus Sicherheitsgründen sehr wenig intensiv, und außerdem sind die Wellenlängen zu lang. Sie benötigen schon eine richtige Laborlampe mit dem für die DNA-Zerstörung „zuständigen“ Wellenlängenbereich um 254 nm. Manche ältere Briefmarkenprüflampen könnten hier noch eingesetzt werden.

Literatur:
R. Blume, A. Hildebrand, U. Hilgers: Umweltchemie im Unterricht, Cornelsen Verlag, Berlin 1996; S. 67 ff.

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F1: Betreff: Facharbeit Paracetamol

Sehr geehrter Herr Blume,
für meine Facharbeit zum Thema Paracetamol habe ich verschiedenste Experimente durchgeführt. Unter anderem auch eine saure Hydrolyse, die auch auf Ihrer Webseite zu finden ist. Die Lösung färbt sich nach der Hydrolyse gelb. p-Aminophenol und Essigsäure sind jedoch farblos. Woher kommt nun die gelbe Farbe? Ich habe bereits einiges an Literatur und das Internet durchforstet, aber keine Antwort auf meine Frage finden können.
Über Ihre Hilfe würde ich mich sehr freuen.

A1: Ich gebe Ihnen einen Tipp: Wenn Sie sich erkundigen, dann geben Sie bitte die genaue URL an, auf die Sie sich beziehen.

F2: Danke für den Hinweis. Meine Anfrage bezog sich auf den Versuch 5 dieser Experimentiervorschrift: http://dc2.uni-bielefeld.de/dc2/tip/05_03.htm.
Meine Frage ist, warum sich die Lösung nach der Hydrolyse gelb färbt, obwohl sowohl Essigsäure als auch p-Aminophenol farblos sind.

A2: Sie meinen die saure Hydrolyse. Das Gelbfärben ist die Folge der Protonierung von p-Aminophenol. Betroffen ist die Aminogruppe. Deren pK_a-Wert liegt wegen der elektronenschiebenden Wirkung der OH-Gruppe ím schwach sauren pH-Bereich. Beide Gruppen (Ar-OH und Ar-NH₃⁺) zusammen bewirken durch ihre mesomerieverstärkende Wechselwirkung, dass es sich um einen farbigen Stoff handelt. Anilin dagegen ist weniger basisch und wird erst im stark sauren Bereich nennenswert protoniert. Dabei bleibt die Umfärbung aus.

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F: Betreff: Vitamin C Nachweis mit Kaliumiodat

Im Rahmen meiner Facharbeit sollte ich Vitamin C Nachweisen.
Auf ihrer Website ( http://dc2.uni-bielefeld.de/dc2/citrone/c_v08g.htm ) habe ich die Versuchsbeschreibung für den Vitamin C Nachweis mit Kaliumiodat gefunden. Diesen habe ich ca. 10 Mal durchgeführt, leider ohne Erfolg. Ich habe die Lösungen immer frisch zubereitet und nach dem scheitern des Versuches die Schwefelsäure immer weiter verdünnt. Auf den Rat einer befreundeten Chemie Studentin habe ich weniger Kaliumiodid verwendet. Leider war auch hier nur eine rotbraun bis schwarzfärbung zu erkennen.
Jetzt stellt sich mir die Frage, woran dies liegen könnte.

A: Was ist Ihr Problem? Die „rotbraun bis schwarzfärbung“ oder ein falscher Umschlagspunkt?
Sie verlangen eine Ferndiagnose, die ich natürlich nicht stellen kann. Wie Sie unseren Texten entnehmen, gehört dieses Experiment zu einem oft erprobten System…
Woran es nun liegt, dass Sie es nicht hinkriegen, weiß ich nicht. Das kann z. B. an falschen Berechnungen der Molmassen bzw. der Einwaagen oder an falschen Verdünnungen z. B. der Schwefelsäure liegen. Oder Sie haben statt löslicher Stärke normale Stärke genommen. Das würde z. B. die „rotbraun bis schwarzfärbung“ erklären. Denn mit Amylopektin oder Abbauprodukten der Stärke wie Dextrose gibt es bei Zugabe von Iod eine Braunfärbung.

Wenn Sie lösliche Stärke genommen haben: Vielleicht stimmt auch die Konzentration der Stärke nicht: Die Stärke scheint statt blau schwarz zu sein, wenn sie zu konzentriert ist.
Rosa bis Rotbraun ist die Stärke, wenn sie oder das zu bestimmende Iod zu verdünnt sind. Und ich hoffe, dass Sie die lösliche Stärke auch der Vorschrift entsprechend aufgekocht, also denaturiert haben.

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F: Betreff: Quantitativer Nachweis von Ascorbinsäure mit Kaliumiodat auch mit Oxalsäure möglich?

Ich fertige zur Zeit eine Facharbeit mit dem Thema "Bestimmung des Vitamin C Gehaltes in Produkten aus dem Garten" an. Dazu hae ich auch auf ihrer Website viele nützliche Hinweise und Informationen gefunden. Allerdings habe ich noch eine Frage zu der quantitative Bestimmung mit Kaliumiodat.
Und zwar habe ich bis jetzt alles mit Tillmanns Reagenz bestimmt, was allerdings mit Tomaten oder anderen stark Gemüsesorten mit starker Färbung nicht funktioniert. Nun wollte ich eben diese mit der Methode von ihrer Website untersuchen, allerdings weigert sich mein Kursleiter mir 2 Molare Schwefelsäure mit nach Hause zu geben.
Stattdessen solle ich nach seiner Aussage doch die Oxalsäure die er mir mitgegeben hat verwenden. Nun wollte ich einmal nachfragen ob es bei der Bestimmung mit Kaliumiodat einen Unterschied macht ob ich meine Proben mit Schwefelsäure oder mit 2%iger Oxalsäure ansäuere.
Die Schwefelsäure sollte doch meines Wissens nur dazu dienen die Ascorbinsäure in der Probe zu stabilisieren, was ja mit nahezu jeder anderen Säure, also auch mit der Oxalsäure Problemlos funktionieren sollte. Oder unterliege ich hier einem Denkfehler?

In Hoffnung auf Hilfe von ihrer Seite und mit freundlichen Grüßen,

A: Ich weiß nicht, ob das geht. Denn auch die Oxalsäure ist anders als die Schwefelsäure ein Reduktionsmittel und kann vielleicht zu höherem Iodatverbrauch führen. Das muss man ausprobieren.
Wesentlicher ist aber Folgendes: Dann sollten Sie auch noch einen Konzentrationsvergleich anstellen: Eine 2molare Schwefelsäure ist etwa zehnmal konzentrierter als eine 2%ige Oxalsäure! Außerdem ist sie eine wesentlich stärkere Säure. Das ist wichtig für die Reduktion von Iodat zu Iodid.

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F: Betreff: Chemische Hintergründe zur Herstellung von Stärkefolien

Sehr geehrter Herr Blume,

im Rahmen meiner Chemie-Facharbeit zum Thema „Nachwachsende Rohstoffe“ bräuchte ich so viele Hintergrundinformationen wie möglich über die chemischen (und evtl. physikalischen) Abläufe bei der Herstellung von Stärkefolien. Mit Interesse habe ich Ihre Internetseiten zu diesem Thema gelesen und auch einige Versuche für den praktischen Teil meiner Facharbeit verwendet. Jedoch bräuchte ich wie gesagt etwas mehr theoretisches Hintergrundwissen zu der ganzen Sache. Ich wäre Ihnen sehr verbunden, wenn Sie mir weiterhelfen könnten.

A: Hierzu gibt es keine sonderlichen chemischen Hintergründe – wenigstens nicht mehr, als wir in unseren Webseiten zum Thema berichten. Es handelt sich übrigens bei den einfachen Versuchen eher um Physik, denn der Stoff Stärke wird nicht verändert.
Ansonsten sollten Sie präzise Fragen stellen.

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