Experiment des Monats Juni 2013 Hefe - vergiftet

Hefe-Pilze fermentieren Kohlenhydrate zu Ethanol und Kohlendioxid - erkennbar an einer Gasentwicklung. Diese Organismen sind sehr empfindlich gegenüber Schwermetall-Ionen.

Geräte und Chemikalien:
3 Erlenmeyerkolben (100 ml), Luftballons.
Trockenhefe, Mehl oder Stärke, Zucker (Saccharose), 10%ige Kupfer(II)sulfat-Lösung,

Durchführung:
10 g Mehl/Stärke in 50 ml Wasser dispergieren bzw. in zwei Erlenmeyerkolben jeweils 10 g Zucker in 50 ml Wasser lösen. In eine der Zucker-Lösungen 5 ml 10%ige Kupfersulfat-Lösung geben. In alle drei Kolben 1 g Trockenhefe zugeben und gut schütteln. Über die Öffnung der Kolben jeweils einen Luftballon spannen. Innerhalb von 1-2 Std. zeigt sich in Kolben 1 und 2 eine erkennbare Gasentwicklung, der Luftballon bläht sich deutlich auf. Die Gasentwicklung ist bei der Zuckerlösung am Anfang schneller als beim Mehl. In Kolben 3 bleibt die Gasentwicklung aus.

Erklärung:
Die Enzyme der Hefe-Zellen wandeln Glucose - ueber den Prozess der Glycolyse und eine angeschlossene Decarboxylierung - um in Ethanol ("Alkoholische Gärung"):
             C₆H₁₂O₆ 2 C₂H₅OH + 2 CO₂
Da bei der Stärke (z.B. im Mehl) die Polysaccharide erst enzymatisch gespalten werden müssen, ist die Glycolyse verzögert. Nach mehreren Stunden (über Nacht stehen lassen) sind beide Ballons aber fast gleich weit aufgeblasen.
Hefezellen sind empfindlich für viele Schwermetall-Ionen. Insbesondere Kupfer-, Kobalt-, Blei-, Cadmium-, Silber- und Quecksilber-Ionen wirken toxisch. Wird der Gäransatz mit Kupfer-Salzen versetzt, tritt keine erkennbare Gärung ein.

Gefahren:
Kupfer(II)sulfat ist gesundheitsschädlich.

Entsorgung:
Die schwermetallfreien Lösungen können zum Abwasser gegeben werden, die kupferhaltige Lösung wird zum anorganischen Abfall gegeben.

Literatur & Links:
G. Lück: Leichte Experimente für Eltern und Kinder
M. Braun: Umweltschutz - experimentell
J. Reiss: Alltagschemie im Unterricht
und andere

Mai 2013: Rost oder nicht Rost

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Seite erstellt am: Mittwoch, 12. Juni 2013, A. Schunk, Charité - Universitätsmedizin Berlin.  

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