Thematische Woche 4. Klassen Strahlung - Kantonsschule Trogen

Thematische Woche - Chemie - 4. Klassen
Strahlung – Pflanzenfarbstoffe – Nanotechnologie
Extraktion und Versuche mit Pflanzenfarbstoffen am Beispiel der Anthocyane
Die Anthocyane sind natürliche Pflanzenfarbstoffe. Sie haben in den Pflanzen mehrere Aufgaben:
Sie sollen
• Pflanzen vor dem starken UV-Licht der Sonne schützen, indem sie bestimmte Wellenlängen
absorbieren. So wird eine Schädigung der Proteine in der Zelle und der DNA in den
Zellkernen verhindert.
• helfen, Insekten und Tiere anzulocken, indem sie aufgrund ihrer lichtabsorbierenden
Eigenschaften bei den Pflanzen Farben erzeugen. Diese können den Pflanzen bei ihrer
Vermehrung helfen.
• freie Radikale binden.
• Im menschlichen Körper binden sie freie Radikale und schützen somit die DNA sowie Lipide
und Kohlenhydrate vor Schädigung. Den Anthocyanen werden noch andere Wirkungen
zugeschrieben: Sie sollen die Sehvorgänge verbessern, entzündungshemmend, gefässschützend
und immunsystem-stärkend wirken. Rotwein soll vor Herz-Kreislauf-Erkrankungen
schützen und rotes Weinlaub bei Gefäss-Erkrankungen heilsam sein. Preiselbeeren helfen
gegen Infektionen und Kirschen wirken entzündungshemmend.
Eigenschaften
Anthocyane absorbieren Licht im Wellenlängenbereich zwischen 270 und 290 nm (ultraviolette
Strahlung) sowie im sichtbaren Bereich zwischen 465 und 560 nm. Licht dieser Wellenlängen wird
aus dem sichtbaren Licht herausgefiltert und der reflektierte Lichtanteil erscheint uns als eine Farbe.
Die Farbe wird zusätzlich von der Struktur und vom pH-Wert der Umgebung beeinflusst. Das
Farbspektrum reicht dabei von blau bis rot, es finden sich alle Farben bis auf grün. Im sauren Milieu
überwiegt die Rotfärbung, im basischen sind vor allem Blau- und Violett-Töne zu finden.
Farbumschläge finden in Pflanzen allerdings nicht statt, da sie einen relativ konstanten pH-Wert
haben. Die Extrakte können aber als Indikatoren für Säuren und Basen dienen: auf die Anthocyane
ist so auch die Indikatorwirkung des Rotkohls zurückzuführen. Dieser zeigt an, ob eine Lösung
sauer, neutral oder alkalisch reagiert. Dieser Indikator hat sogar zwei Umschlagsbereiche, einen im
neutralen (pH 7) und einen oberhalb von pH 10, also im alkalischen Bereich. Die unterschiedliche
Färbung ein und derselben Pflanze kann Aufschluss über den pH-Wert bzw. den Kalkgehalt des
Bodens geben.
Praktikum
1. Extraktion von Anthocyanen aus Rotkohl
Ca. 20 g frische Rotkohl-Blätter werden in 0.5 cm breite Streifen geschnitten. In einem 250 mL
Becherglas werden die Schnitzel mit 100 mL destilliertem Wasser auf dem Bunsenbrenner zum
sieden erhitzt und 15 Minuten lang gekocht. Dann wird die heisse Lösung in eine 100 mL Flasche
filtriert.
2. pH-Tests der mitgebrachten Haushaltssubstanzen
50 mL Lösung der mitgebrachten Substanzen werden auf drei unterschiedliche Arten getestet:
a) in einem beschrifteten Präparategläschen werden zu 20 mL von jeder Lösung 1 mL Rotkohl-
Extrakt gegeben. Ein Teil dieser Lösung wird für die spektroskopischen Untersuchungen im
3. Teil aufbewahrt.
Beobachtung
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b) mit dem Glasstab wird ein Tropfen der Lösung auf 2 cm pH-Papier gegeben.
Beobachtung
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c) der Rest der Lösung wird mit dem pH-Meter getestet. ……………………………………………………………
Kantonsschule Trogen 6