Experiment des Monats
Mai 2000
Nachweis von Stickstoffmonoxid
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Experiment des Monats |
Bereits seit 1879 wird Nitroglycerin zur Behandlung von Herzerkrankungen
eingesetzt. Auch ALFRED NOBEL, der Erfinder des Dynamits
(Dynamit = in Kieselgur absorbiertes Nitroglycerin) war im Alter auf dieses Heilmittel
angewiesen. Die Wirkung des Nitroglycerins wurde jedoch erst ein Jahrhundert
später aufgeklärt.
Nitroglycerin setzt im Organismus Stickstoffmonoxid (NO) frei. 1986 erkannte
LOUIS IGNARRO, daß NO mit dem bereits
seit mehreren Jahren postulierten EDRF ("Endothelium derived relaxing factor")
identisch ist. Die an dieser Entdeckung beteiligten Forscher erhielten
1998 den Nobelpreis für Medizin und Physiologie.
Im folgenden Versuch wird die chemische Darstellung und der Nachweis von Stickstoffmonoxid gezeigt.
Geräte und Chemikalien:
Stehkolben oder Erlenmeyerkolben, Tropftrichter, Standzylinder oder hohes Becherglas.
Kupferspäne,
20%ige Salpetersäure,
10%ige Eisen(II)sulfat-Lösung.
Durchführung:
Die Apparatur wie in der Abbildung gezeigt aus einem Erlenmeyer- oder Stehkolben, Tropftrichter
und Glasrohr zusammenbauen. In den Kolben einige Kupferspäne geben.
Da das entstehende NO durch Luftsauerstoff zu NO2 oxidiert wird,
muß die Apparatur mit Stickstoff (oder CO2) gespült
werden.
Den Standzylinder mit einer frisch bereiteten Eisen(II)sulfat-Lösung
füllen und auch diese mit Stickstoff begasen.
Durch den Tropftrichter halbkonzentrierte Salpetersäure auf die
Kupferspäne geben. Es tritt eine Gasentwicklung ein, die Lösung
im Kolben färbt sich blaugrün. Im Standzylinder tritt in der
Eisen(II)sulfat-Lösung eine Braunfärbung auf.
Erklärung:
Die Edelmetalle Kupfer, Silber und Quecksilber werden von Salpetersäure
oxidiert, indem die Salpetersäure zu Stickoxiden reduziert wird.
Beim Einwirken halbkonzentrierter Salpetersäure auf Kupfer entsteht
Stickstoffmonoxid (NO):
8 HNO3 + 3 Cu
3 Cu(NO3)2 + 2 NO + 4 H2O
bzw. 2 NO3– + 3 Cu + 8 H+
3 Cu2+ + 2 NO + 4 H2O
NO bildet mit Eisen(II)-Ionen einen dunkelbraunen Komplex: [Fe(H2O)5(NO)]2+. Vermutlich beruht auch die physiologische Wirkung des NO auf einer Anlagerung an FeII-Zentren bestimmter Enzyme.
Die gleiche Reaktion wird auch beim qualitativen Nitrat-Nachweis ausgenutzt, bei dem die gelöste Analysensubstanz mit Eisen(II)sulfat versetzt und mit konz. Schwefelsäure unterschichtet wird. Bei Anwesenheit von Nitrat entsteht an der Phasengrenze ein brauner Ring des Eisenkomplexes.
Gefahren:
Salpetersäure ist ätzend und giftig.
Auch die entstehenden Stickoxide sind sehr giftig.
Der Versuch sollte im Abzug durchgefüht werden.
Entsorgung:
Die Lösungen kommen zum Schwermetallabfall.
Literatur & Links:
Heinz Schmidkunz: "Stickstoffmonooxid";
Naturwissenschaften im Unterricht: Chemie, 11 (2000), Nr. 55, 30-32
Anorganikum, 13. Aufl. (1993), Bd. II, S. 1177
A. F. Holleman, E. Wiberg, N. Wiberg: "Lehrbuch der Anorganischen Chemie";
Berlin: W. deGruyter, 1995 (101. Aufl.), S. 691-692
Frau Dipl.-Chem. Gisela Martinek und Frau Dipl.-Chem. Angelika Hofmann, Computer-Chemie-Centrum der Univ. Erlangen-Nürnberg, danke ich sehr herzlich für die Unterstützung.
April 2000: Enol-Titration nach K. H. Meyer
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Seite erstellt am: Freitag, 28. April 2000, A. Schunk.