Eine Anmerkung zum Versuch: Thermische Zersetzung von Kohlenhydraten

Frage:
Ich habe mir für meine Lehrprobe einen Versuch von ihrer Homepage ausgesucht, der leider nicht so ganz klappt. Vielleicht können Sie mir ja sagen, was ich falsch mache? Es handelt sich dabei um den Versuch: Untersuchung von Kohlenhydraten auf die Elemente Kohlenstoff und Wasserstoff (/dc2/haus/v060.htm).
Der CO2-Nachweis funktioniert, Wasser lässt sich mit wasserfreiem Kupfersulfat im U-Rohr auch prima nachweisen.
Allerdings habe ich unbekannte Nebenprodukte, die ich nicht verhindern kann. Bei mir kondensiert im U-Rohr zusätzlich eine gelbbraune viskose Flüssigkeit (die, nebenbei bemerkt, Finger recht dauerhaft gelb anfärbt). Scheinbar geht dieser Stoff gasförmig bis zur Waschflasche, da sich mein Kalkwasser ebenfalls gelb färbt.
Wenn es mir nicht gelingt, dies zu verhindern, kann ich den Versuch für meine Lehrprobe leider nicht nehmen, was sehr schade wäre. Lässt sich die Entstehung dieser Substanz irgendwie verhindern?
In ihrem Versuch ist davon nicht die Rede. Ich hab den Versuch mit Glucose und Haushaltszucker ausprobiert, beides mit dem gleichen Effekt. Ich vermute es handelt sich dabei entweder um Verunreinigungen (wenn Sie mir sagen, mit Reinsubstanzen an der Uni passiert das nie) oder um niedermolekulare Abbauprodukte der Kohlenhydrate. Dabei kann ich mir leider gerade nicht vorstellen welche es sind und - wichtiger - wie ich ihre Entstehung verhindern kann (stärker/schwächer erhitzen?).
Daneben entsteht in der Apparatur noch ein weißer Rauch (Nebel?). Können Sie mir vielleicht sagen, worum es sich dabei handelt? Oder entsteht der [auch] nur bei mir?


Antwort:
Der Versuch zur Kohlenhydrat-Zersetzung ist ausgesprochen grob. Da man unter Luftabschluss erhitzt, bilden sich natürlich alle möglichen anderen Substanzen (Stichwort: Pyrolyse). Dabei entsteht auch eine Menge an Teer.
Aus den cyclischen Kohlenhydraten bilden sich weiter aromatische und unter anderem auch heterocyclische Verbindungen, dazu entstehen Oxidationsprodukte wie Ketone und Aldehyde, die nicht nur zu braunen Rückständen polymerisieren können, sondern auch zusammen mit ihren Oxidationsprodukten (Carbonsäuren) weiß abdampfen/sublimieren. (Vergleichen Sie die Vorgänge bei der Zersetzung der Citronensäure.)
Dennoch würde ich den Versuch auf jeden Fall zeigen. Die Schüler sollen ja nur sehen, dass bei allen ausgewählten Stoffen vor allem Wasser (erkenntlich als farbloses Kondensat oder nachgewiesen mit wasserfreiem Kupfersulfat oder Cobaltchlorid) und Kohlenstoff (erkenntlich an der schwarzen Färbung des Rückstands) entstehen.
Für die Schüler stellt sich die Frage nach den Nebenprodukten nach meiner Erfahrung nicht. Ich würde sogar darauf hinweisen und sagen, dass die Zersetzung zu Nebenprodukten führt, die man riechen kann und die man auch noch zu Ende zersetzen könnte, wenn man Zeit und vor allem eine größere Apparatur hätte. Anfänglich riecht es ja toll nach Karamel!
Dies ist wieder ein Beispiel für didaktische Reduktion. Sie müssen lernen (meinetwegen auch den Mut haben...), die Schüler auf das Wesentliche zu lenken. Sie dürfen die Nebenreaktionen nicht in den Vordergrund Ihrer Überlegungen setzen. Leider machen das immer noch viele Lehrer, auch Fachleiter, vor allem die, die eine wissenschaftliche Ausbildung hinter sich haben.

Kurzum: Wir haben den Versuch schon mit Schülergruppen im Anfangsunterricht durchgeführt - mit Erfolg. In abgespeckter Form können die Kinder das Experiment sogar auch mit einem Reagenzglas machen (-> Versuch).
Danach sollte der Begriff "Kohlenhydrate" sitzen. Historisch ist er ja auch auf diese Art entstanden.


Diese Seite ist Teil eines großen Webseitenangebots mit weiteren Texten und Experimentiervorschriften auf Prof. Blumes Bildungsserver für Chemie.
Letzte Überarbeitung: 30. März 2005, Dagmar Wiechoczek