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13.04

Experimente für den Chemieunterricht

Alginatkapseln

S
n

Zeitbedarf: 15 Minuten (+20 Min. Wartezeit).
Kompetenz/Ziel: F: Bildung unlöslicher Salze mit 2wertigen Ionen, Komplexierung.
E: Struktur-Eigenschaftsmodell bei hochmolekularen Stoffen.
Material:
  • Magnetrührer, heizbar
  • Magnetrührstäbchen
  • Becherglas 100mL
  • Becherglas 150mL
  • Becherglas 50mL
  • Spritze 20mL
  • Pulverspatel 8mm
  • Waage 0,0g
  • Küchentuch bzw. anderes saugfähiges Papier
Chemikalien:
  • Leitungswasser
  • EDTA-Lösung
  • Natriumalginat
  • Calciumchlorid oder Calciumlactat
Durchführung1: 1g Natriumalginat wird in 50mL Leitungswasser aufgelöst. Damit eine homogene Lösung entsteht muss gerührt und auf eine Temperatur knapp unter dem Siedepunkt erwärmt werden. Im Becherglas 150mL wird 1g Calciumchlorid in 100mL Leitungswasser aufgelöst, bis von den Kristallen nichts mehr zu sehen ist. Nun lässt man die Natriumalginatlösung mithilfe einer Spritze, aus welcher der Kolben entfernt wurde, in die Calciumchloridlösung zutropfen. Dabei ist darauf zu achten, dass Flüssigkeitsstand und Winkel der Spritze, wie im Bild, so bemessen sind, dass kein Strahl entsteht sondern die Lösung nur tropft .

 

 

Beobachtung1:

 

In der Calciumchloridlösung bildet das Alginat kleine weiße Kugeln.

Diese können abfiltriert, gewaschen und in Leitungswasser aufbewahrt werden.

Deutung 1: Durch die zweifach positiv geladenen Calciumionen werden die größeren Alginatmoleküle miteinander verbunden. Dies führt zur Bildung eines Polymers, das sich in der Form mit der geringsten Oberfläche manifestiert. Wird eine der Kugeln, zum Beispiel mit den Fingern, zerdrückt, zerplatzt diese und gibt eine Flüssigkeit frei. Dabei handelt es sich um nicht polymerisierte Alginatlösung, die von ihrem Polymer abgeschirmt wurde. Bei den Kugeln handelt sich also um Kapseln.
Durchführung2: Ca. 15, vorsichtig mit einem Küchentuch abgetrocknete, Natriumalginatkapseln (Achtung: Zerplatzen leicht!) aus Durchführung1 werden in dem Becherglas 50mL mit 20mL EDTA-Lösung bedeckt. 20min warten.
Beobachtung2: Die Natriumalginatkapseln schrumpfen auf mindestens die Hälfte ihres vorigen Volumens.
Deutung 2: Nach der Zugabe von EDTA komplexiert dieses die Calciumionen bevorzugt. Der entstehende Calcium-EDTA-Komplex löst sich in Wasser und sorgt so für eine Größenabnahme der Kapseln.
Entsorgung: Ausguss, E1; Hausmüll E3; gewaschen können die Kugeln auch gegessen werden.
Quelle: Journal of Chemical Education, Jahrgang 2005, Heft 7, Seite 1017.
Hintergrund: Einsatz findet diese Herstellung von Alginatkapseln neben der Medizin auch in der so genannten molekularen Küche. Dabei können zu der Alginatlösung vor dem Zutropfen nahezu beliebig Lebensmittelfarbstoffe, Aromen und, sehr begrenzt, Citronensäure gegeben werden.

 

© Walter.Wagner ät uni-bayreuth.de, Stand: 04.03.14

Didaktik der Chemie
Universität Bayreuth