Iod-Probe

von Hendrik Schöneich

Thema: Naturstoffe (Fette, Kohlenhydrate, Eiweiße) Tags: Nachweis reduzierende Zucker, Iod-Stärke Klassenstufen: 11-12 Versuchsart: LV

Ziel des Versuchs: In diesem Versuch wird die Entfärbung des dunkelblauen Iod-Stärke-Komplexes zum Nachweis von reduzierenden Zuckern angewendet. Die SuS benötigen Vorwissen über den Iod-Stärke-Nachweis, Gleichgewichtsreaktionen und Säure-Base-Reaktionen sowie Redox-Reaktionen.

Materialien

4x Becherglas (100 mL), Spatel, 2x Reagenzglas, Pasteur-Pipette

Chemikalien

Stärke-Lösung (w = 0,5 %), D-Glucose (c = 0,5 mol/L), D-Saccharose (c = 0,25 mol/L), Nariumcarbonat-Lösung (c = 1,0 mol/L), Iod-Kaliumiodid-Lösung (c = 0,01 mol/L) (Lugol´sche Lösung)

Gefahrstoff H-Sätze P-Sätze GHS
Iodkaliumiodidlösung ----
StärkeLeider in der Datenbank nicht gefunden - bitte nachschlagen!
Saccharose ----
Natriumcarbonat wasserfrei H319--

Durchführung

Zu ca. 1 mL der Zuckerlösungen werden sechs Tropfen Lugol´sche Lösung und einem Tropfen Stärke-Lösung gegeben. Dann werden einige Tropfen Natriumcarbonat-Lösung zugesetzt. Die Farbänderung wird beobachtet.

Beobachtung

Nach Zugabe der Stärke-Lösung und Lugol´scher Lösung färben sich die Lösungen dunkelblau. Wenn Natriumcarbonat-Lösung zugetropft wurde, entfärbt sich die Glucose-Lösung, während die Saccharose-Lösung dunkelblau bleibt.

Abb. 1: nachher, links Glucose, rechts Saccharose
Abb. 2: vorher, links Glucose, rechts Saccharose.

Deutung

Wenn die Lugol´sche Lösung zu einer Stärkelösung gegeben wird, färbt sich die Lösung aufgrund des entstehenden Iod-Stärke-Komplexes dunkelblau.

Iod + Stärke ⇌ Iod − Stärke − Komplex

Iod reagiert in alkalischer Lösung in einer Disproportionierungsreaktion zur hypoiodige Säure (pKs = 11). Mithilfe von Stärke ist aber weiterhin Iod nachweisbar. Das Iod liegt in wässriger Lösung als [I3]-, [I5]-, [I7]- und [I9]- vor, wurde aber didaktisch reduziert als I2(aq) angegeben.

I2 + OH(aq) ⇌ I(aq) + HOI(aq)

Die alkalische Lösung sollte einen pH-Wert = 11 nicht überschreiten, weil sonst die hypoiodige Säure in einer Säure-Base-Reaktion deprotoniert werden und weil sie zum Iodat und Iodid disproportioniert wird:

HOI(aq) + OH(aq) ⇌ OI(aq) +H2O(l)

3HOI(aq) + 3OH(aq) ⇌ 2I(aq) + IO3(aq) + 3 H2O(l)

Wenn ein reduzierender Zucker, der durch eine Aldehydgruppe reduzierend wirken kann, zu der alkalischen Iod-Stärke-Lösung gegeben wird, reduziert die Aldehydgruppe des reduzierenden Zuckers die hypoiodige Säure zu Iodid, wobei sie selbst zur Carbonsäure oxidiert wird (4). Die Carbonsäure liegt wegen des hohen pH-Werts deprotoniert vor. Weil der Lösung auf diese Weise die hypoiodige Säure entzogen wird, wird das Gleichgewicht von Iod und Hydroxidionen auf die rechte Seite verschoben (2), was wiederum das Gleichgewicht des Iod-Stärke-Komplex (1) wegen der geringeren Konzentration von gelöstem Iod auf die linke Seite verschiebt; die Lösung entfärbt sich.

R − CHO(aq) + HOI(aq) + 2 OH(aq) → R−COO(aq) + I(aq) + 2 H2O(l)

Es läuft folgende Redoxreaktion ab:

Reduktion: HOI(+I)(aq) + 2e- ⇌ I(−I) + OH(aq)

Oxidation: R−C(+I)HO(aq) + 3OH-(aq) → R−C(+III)OO(aq) + 2H2O2(l) +2e

Redox: R−CHO(aq) + HOI(aq) +2OH(aq) → R−COO(aq) + I(aq) +2H2O(l)

Anhand der Gleichungen wird deutlich, dass die blaue Färbung im Reagenzglas mit Glucose-Lösung verschwindet, da die Aldehyd-Gruppe der Glucose zur Carbonsäure oxidiert wird, wodurch in der Reaktion (2) die Konzentration der hypoiodigen Säure sinkt und das Gleichgewicht auf die Seite der Produkte verschoben wird. Dies wiederum verschiebt das Gleichgewicht in Reaktion (1) auf die Seite der Edukte, weil die Konzentration von Iod abnimmt, sodass die Konzentration des Iod-Stärke-Komplexes abnimmt und die blaue Färbung verschwindet. Bei Saccharose finden diese Reaktionen nicht statt, da Saccharose1 kein oxidierbare Aldehyd-Gruppe besitzt (s.u.).

Entsorgung

Reste der Lösungen wurden nach Neutralisation in den Schwermetallabfall gegeben.

Anmerkungen & Unterrichtsanschlüsse: Dieser Versuch kann zur Unterscheidung von reduzierenden und nicht reduzierenden Zuckern durchgeführt werden. Auch ist es möglich, Fructose zu untersuchen, da die Entfärbung der Kalium-Iod-Komplex-Lösung wegen der de-Bruyn-van-Ekenstein-Umlagerung von Fructose zu Glucose länger dauert als bei Glucose.

Literatur

Unbekannter Autor. https://de.wikipedia.org/wiki/Saccharose#/media/File:Saccharose2.svg 21.10.2007(zuletzt aufgerufen am 7.8.2017 um 14.39).


Download

Ähnliche Experimente

Xanthoproteinreaktion
Bestimmung des Fettgehalts in Chips und Schokolade

Feedback

Haben Sie Anmerkungen, Feedback oder Kritik zu diesem Experiment? Kontaktieren Sie uns unter Bezugnahme auf diese Seite!


Copyright und Lizenzen: Alle Rechte an den Inhalten dieser eLearning-Materialien liegen beim Autor oder den jeweiligen Urheberrechtsinhabern. Sämtliche Bilder und Texte sind entweder vom Autor selbst fotografiert oder verfasst oder sind gemeinfrei, es sei denn, es ist eine andere Quelle angegeben. Die gesammelten/vollständigen Literaturverzeichnisse der einzelnen Versuche sind jeweils in den entsprechenden Gesamtprotokollen zu finden.

Haftungsausschluss: Die Benutzung der hier vorliegenden Informationen geschieht auf vollkommen eigene Verantwortung. Haftung für Schäden oder Verluste, die beim Umgang mit den hier beschriebenen Stoffen oder bei der Durchführung von chemischen Versuchen entstehen, ist ausgeschlossen; ebenso wie Schadensersatzforderungen oder Gewährleistungsansprüche aufgrund falscher oder fehlender Angaben. Die Angaben zu den Stoffen und die Experimentieranleitungen wurden jedoch sorgfältig und nach bestem Gewissen erstellt und sind in jedem Falle zu beachten.