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Stärke und Stärkenachweis

Geräte/Chemikalien:

Iod-Kaliumiodid-Lösung, Stärke, Maisstärke, destilliertes Wasser, Kartoffelstärke, Pipette, Uhrglas, Spatel

Versuchsaufbau:




Iod-Stärkenachweis mit Kartoffelstärke, Foto von Y.A.


Versuchsdurchführung:

Zuerst geben wir in ein Uhrglas Kartoffelstärke und ein paar Tropfen Iod-Kaliumiodid-Lösung. Als nächstes fügen wir destilliertes Wasser hinzu und rühren es um.

Versuchsbeobachtung:

Bei allen drei Stärkearten entsteht eine blau-schwarze Färbung.


Iod-Stärkenachweis mit verschiedenen Stärken, Foto von Y.A.


Versuchserklärung:

Stärke besteht aus 2 Komponenten, dies sind Amylose und Amylopektin. Amylose ist ein kettenförmiges Molekül das eine Spirale bildet.


Struktur von Amylose


Lösliche Stärke besteht aus Amylose-Molekülen, die aus bis zu 10000 α-Glucose-Einheiten aufgebaut sind. Die Glucose-Reste sind miteinander α-1,4-glycosidisch miteinander verknüpft. Die Blaufärbung kommt durch eine Einschlussverbindung zustande.
Das liegt an den Einfluss welche die Partialladungen der Hydroxylgruppen der Amylose auf die elektronische Struktur des Iods haben. Die Partialladungen bewirken eine Veränderung der Energieniveaus innerhalb des Iodatoms, wodurch die Elektronen andersfarbiges Licht absorbieren können um auf ein höheres Energieniveau zu springen. Die Blaufärbung der lösung kommt zustande, weil die Elektronen des Iods orangenes Licht absorbieren können, denn dadurch entsteht im Auge der Eindruck der blauen Färbung. Das menschliche Auge nimmt nämlich die Komplementärfarbe des absorbierten orangenen Lichts war.


Skizze: Einschlussverbindung von Iod-Molekülen mit Amylose


Warum bildet Amylopektin keine Einschlussverbindung mit Iod?

Löslichkeit von Stärke

Geräte und Chemikalien:
Wasser, Weizenmehl, Kartoffelmehl, Stärke, Speisestärke, Pipette, Spatel, Reagenzgläser, Reagenzglashalter, Reagenzglasständer

Versuchsaufbau:



Lösungen von Stärke, Foto von Y.A.


Versuchsdurchführung:
Ein Reagenzglas wird mit Weizenmehl gefüllt. Als nächstes wird Wasser hinzugefügt und gut geschüttelt. Das gleiche wird mit Kartoffelmehl, Stärke und Speisestärke durchgeführt.

Versuchsbeobachtung:
Jede Lösung hat sich zum Teil im Wasser aufgelöst aber der größere Teil bleibt ungelöst. Der ungelöste Teil setzt sich unten am Reagenzglas ab.

Versuchserklärung
Die Stärke besteht aus der wasserlöslichen Amylose (siehe oben) und dem nicht in Wasser löslichen Amylopektin. Das Amylopektin setzt sich am Boden des Reagenzglases ab.
Amylose besteht aus unverzweigten, linearen Makromolekülen, bei denen 500 bis 1000 D-Glucosebausteine α-1,4-verknüpft sind.
Amylopektin ist ein verzweigtes Makromolekül.


Struktur von Amylopektin


Im Abstand von 20-25 D-Glucosebausteinen befinden sich jeweils Verzweigungen. Die Hydroxylgruppe am C-6-Atom ist der Verzweigungspunkt. Hierbei bildet sich ein α-1,6-Verknüpfung aus. Bis zu 10000 Glukosebausteinen sind in den Makromolekülen enthalten. Die Makromoleküle der Amylose bilden eine spiralförmige Raumstruktur, die man als Helix bezeichnet. Aus ca.6 Glucosebausteinen besteht eine Windung. Die Helix wird durch Wasserstoffbrückenbindungen benachbarter Hydroxylgruppen gefestigt.

Reversibilität der Einschlussverbung von Iod und Amylopektin

Geräte und Chemikalien:
Wasser, Iod-Kaliumiodid-Lösung, Weizenmehl, Kartoffelmehl, Stärke, Speisestärke, Pipette, Spatel, Reagenzgläser, Reagenzglashalter, Reagenzglasständer, Bunsenbrenner, Schutzbrille

Versuchsaufbau:


Erwärmung der Einschlussverbindung, Foto von Y.A.


Versuchsdurchführung:
Ein Reagenzglas wird mit Weizenmehl gefüllt. Als nächstes wird Wasser hinzugefügt und gut geschüttelt. Das gleiche wird mit Kartoffelmehl, Stärke und Speisestärke durchgeführt. Als nächstes wird mit Hilfe einer Pipette Iod-Kaliumiodid-Lösung hinzugefügt. Als nächstes wird mit Hilfe eines Reagenzglashalters das Reagenzglas in die Flamme des Bunsenbrenners gehalten.

Versuchsbeobachtung:


Nach dem Abkühlen, Foto von Y.A.


Alle 4 Versuche hatten eine Blaufärbung. Jedoch ist die Blaufärbung nach dem Erhitzen nicht mehr zu sehen. Die Lösungen sind durchsichtig. Nach dem Abkühlen Färbten sich die Lösungen wieder Blau. Jedoch wenn man die Stärke abwechselnd erhitzt und wieder abkühlt entsteht eine Stärkekleister der so dickflüssig wird das er nach dem abkühlen keine Blaufärbung mehr hat.

Versuchserklärung:
Die Iodmoleküle bilden durch Einlagerung in die Helix des Amylosemoleküles eine Einschlussverbindung. Dadurch entsteht die Blaufärbung. Beim Erwärmen werden die Wasserstoffbrücken, die die Helix stabilisieren aufgebrochen, so dass das Iod aus der Helix freigesetzt wird. Dadurch verschwindet die Blaufärbung.
Beim Abkühlen bildet sich wieder die Helixstruktur der Amylose aus, wodurch sich die Iodmoleküle wieder in die Helix einlagern können und die Einschlussverbindung erneut gebildet werden kann.

Teil 1 und die Fotos von Y. A., Teil 2 und 3 von T.Y., Erklärung von Teil 1 von H.R., jeweils mit kleinen Ergänzungen und Korrekturen durch Herrn Ecker. 23.9.2014



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