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Von Karamellbonbons und brennendem Zucker

Auf dieser Seite findest du einige Experimente rund um die Kohlenhydrate Zucker und Stärke. Wenn du sie nachmachst, sollte immer ein Erwachsener dabei sein! Für die Iod-Stärke-Reaktion werden Chemikalien benötigt, die man normalerweise nicht zu Hause hat. Vielleicht könnt ihr diesen Versuch im Chemieunterricht in der Schule machen.

Geschmolzener Zucker

Haushaltszucker (Saccharose), wie wir ihn kennen, ist ein Feststoff in Form von Kristallen oder weißem Pulver. Wie die meisten Feststoffe lässt er sich aber auch schmelzen und wird oberhalb einer bestimmten Temperatur flüssig.

Beim langsamen Erhitzen entsteht eine zunächst farblose Flüssigkeit, deren Farbe bald über gelb und orange zu immer dünklerem Braun wechselt. Diesen braunen geschmolzenen Zucker nennt man Karamell. Er hat einen anderen Geschmack als Zucker und wird in der Küche und unter der Bezeichnung „Zuckercouleur" als brauner Farbstoff (beispielsweise im Cola) verwendet.

Erhitzt man weiter, bleibt schließlich ein fester schwarzer Rückstand zurück: Kohlenstoff. Die Zuckermoleküle haben sich zersetzt. Flüssiger Zucker kann nicht zum Sieden und Verdampfen gebracht werden, da er sich bereits vorher zersetzt.

Aus geschmolzenem Zucker kannst du selbst Karamellzuckerln herstellen:

Fette ein Stück Pergamentpapier mit etwas Speiseöl ein und leg es auf einen Teller. Gib einen großen Löffel Kristallzucker in einen kleinen Topf und erhitze ihn langsam und vorsichtig auf kleiner Flamme. Rühr dabei ständig mit einem Löffel um. Der Zucker soll flüssig und orangefarben werden, darf aber nicht so hoch erhitzt werden, dass er verkohlt. Sobald alle Kristalle geschmolzen sind, nimm den Topf vom Feuer und gieß den flüssigen Zucker auf das Papier. Vorsicht! Das Karamell erstarrt schnell, ist aber immer noch sehr heiß! Lass die Karamellmasse gut abkühlen – fertig sind deine selbst gemachten Zuckerln!

Zucker verbrennen

Leg ein Stück Würfelzucker auf eine feuerfeste Unterlage, zum Beispiel in eine Porzellanschale, und versuch es zu entzünden, indem du seitlich ein langes Streichholz daran hältst. Du wirst feststellen, dass das nicht gelingt; der Zucker karamellisiert, brennt aber nicht.

Dann reibe den Zuckerwürfel rundum gut mit Asche ein, so dass sie an der Oberfläche haften bleibt, und halte wieder ein Streichholz daran: Nun fängt der Zucker Feuer und brennt unter Schäumen weiter!

Der Grund dafür ist, dass in der Asche Stoffe enthalten sind, die die Verbrennung des Zuckers ermöglichen. Solche Stoffe, die eine Reaktion erleichtern, obwohl sie selbst nicht daran teilnehmen, nennt man Katalysatoren.

Der Stärke-Nachweis

Um festzustellen, ob in bestimmten Lebensmitteln Stärke enthalten ist, nützt man die Iod-Stärke-Reaktion aus: Eine bräunliche Iodlösung verfärbt sich in Gegenwart von Stärke intensiv blau bis fast schwarz.

Um zu verstehen, was dabei passiert, müssen wir die Struktur der Stärkemoleküle näher betrachten.

Stärke ist ein Polysaccharid aus vielen miteinander verbundenen Glucose-Bausteinen. Man unterscheidet zwei Bestandteile: die wasserlösliche Amylose (ca. 20%) aus Ketten aus bis zu 300 Glucose-Einheiten und das wasserunlösliche Amylopektin (ca. 80%) aus verzweigten Molekülen aus bis zu 1000 Glucose-Einheiten.

Für die Iod-Stärke-Reaktion ist die Amylose verantwortlich. Ihre Molekülketten sind spiralförmig aufgewunden. Gibt man Iod zu, werden Iod-Moleküle in den Hohlraum innerhalb der Spirale eingelagert. Die entstehende Einlagerungsverbindung hat eine tiefblaue Farbe, die man für eine empfindliche Nachweisreaktion für Stärke – oder umgekehrt für Iod – nützt.

Zum Stärkenachweis wird eine Iod-Kaliumiodid-Lösung benötigt. Dazu werden 1 g Iod und 2 g Kaliumiodid in 300 ml destilliertem Wasser gelöst.

Füll zerkleinerte Proben von verschiedenen Lebensmitteln (Mehl, Brot, Reis, Gemüse, Früchte, Wurst,...) in Reagenzgläser, übergieße sie mit heißem Wasser und schüttle sie. Nach dem Erkalten gib einige Tropfen der Iod-Kaliumiodid-Lösung zu. Eine Blaufärbung der Lösung zeigt Stärke an.