Experiment des Monats Oktober 2011 Reduktion von Eisenrhodanid

Rhodanid-Ionen (Thiocyanat-Ionen) bilden mit Eisen(III)-Ionen intensiv rote Komplexe. Wird Eisen(III) zu Eisen(II) reduziert, zerfallen diese Komplexe und die Lösung entfärbt sich.

Geräte und Chemikalien:
Reagenzgläser, Pipetten.
0,1 M Eisen(III)chlorid-Lösung, 0,1 M Kaliumrhodanid-Lösung, 0,05 M Ascorbinsäure-Lösung, 0,1 M L-Cystein-Lösung, 0,1 M Glucose-Lösung.

Durchführung:
Drei Reagenzgläser werden mit jeweils 1 ml 0,1 M FeCl₃- und 3 ml 0,1 M KSCN-Lösung gefüllt. Es entsteht eine tiefrote Lösung.
Wird nun 1 ml 0,1 M Glucose-Lösung zugetropft, bleibt die Lösung unverändert, bei Zugabe von 1 ml 0,05 ml Ascorbinsäure-Lösung entfärbt sie sich innerhalb von Sekunden. Bei Zugabe von 1 ml 0,1 M Cystein-Lösung tritt ebenfalls eine Entfärbung auf, außerdem entsteht ein weißer Niederschlag.

Erklärung:
Eisen(III)-Ionen sind ein relativ starkes Oxidationsmittel (E° = +0,77 V; alle Angaben bei pH = 7), auch für die Rhodanid-Komplexe liegen die Redox-Potentiale E°(Fe^III/Fe^II) um +0,5 V. Glucose (E° = –0,36), Cystein (E° = –0,24) und Ascorbat (E° = –0,08) sind dagegen Reduktionsmittel. Es sollte also zu einer Redox-Reaktion kommen, wobei Eisen(III) zu Eisen(II) reduziert und die Biomoleküle zu Gluconolacton (Gluconsäure), Cystin bzw. Dehydroascorbat oxidiert werden. Die Redox-Reaktion läuft aber nur mit Cystein und Ascorbat ab, nicht mit Glucose. Voraussetzung dafür ist nämlich, daß sich Eisen-Komplexe ausbilden, in denen dann die Elektronenübertragung abläuft. (vgl. EdM 08/2000) Das ist mit Glucose nicht möglich, da sie in neutralen und schwach sauren Lösungen praktisch nur in den cyclischen Pyranose-Formen vorliegt.
Das Reaktionsprodukt Cystin ist schwerlöslich, daher bildet sich im dritten Ansatz ein weißer Niederschlag von Cystin. ( Cystinurie; EdM 05/2005)

Literatur & Links:
M. Oetken & J. Friedrich: "CHEMistry ..."; Vortrag auf dem Wissenschaftsforum Chemie 2011 in Bremen
H.-P. Kleber, D. Schlee, W. Schöpp: "Biochemisches Praktikum", Kap. 2.9.3
H. Beyer, W. Walter: "Lehrbuch der Organischen Chemie" - u.a.

September 2011: Hämolyse

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Seite erstellt am: Freitag, 30. September 2011, A. Schunk, Charité - Universitätsmedizin Berlin.  

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