Hintergrund zu:
Blue Bottle
Informationen über Methylenblau
Das von Heinrich Caro im Jahr 1876 erstmals hergestellte Methylenblau
(3,7-Bis(dimethylamino)-phenothiaziniumchlorid, N,N,N',N'-Tetramethylthioniumchlorid, Methylthioniumchlorid) ist der wichtigste
Vertreter der kationischen Phenothiazin-Farbstoffe (Thiazin-Farbstoffe).
Als reiner Farbstoff erscheint Methylenblau als dunkelgrünes
Pulver, bzw. in Form dunkelgrüner Kristalle. Das meist gehandelte Zinkchlorid-Doppelsalz des Methylenblaus ist ein
braunes, metallglänzendes, kristallines Pulver. Methylenblau
wird als Redoxindikator benutzt. Es ist ein guter Wasserstoff-Akzeptor, der Alkohole in Gegenwart von Platin zu
Aldehyden oxidiert und dabei entfärbt wird. Dieser Versuch
lässt sich auch mit Glucose und Luftsauerstoff als
"Blue-Bottle-Experiment" durchführen.
Verwendung
Methylenblau färbt die mit Tannin gebeizte Baumwolle ziemlich echt blau.
Überraschend hohe Lichtechtheit zeigen mit Methylenblau gefärbte Polyacrylnitril-Fasern, weshalb es bis in neuere Zeit zum Färben
und Drucken, auch von Papieren, kosmetischen Artikel, als
Lackfarbstoff sowie in der Medizin und Mikroskopie verwendet wird.
In der Histologie wird es zuerst durch Paul Ehrlich zur Färbung
bestimmter Gewebearten (besonders Nerven) verwendet. Weiterhin
wurde Methylenblau früher als Antiseptikum bei Malaria und
Allgemeininfektionen, als Antirheumatikum und zu Diagnosezwecken eingesetzt. Methylenblau diente übrigens lange Zeit in der biochemischen
Forschung als Modellsubstanz für NAD+.
Im Gemisch mit Methylrot dient Methylenblau als Mischindikator. [1]
Zum Versuch
Es handelt sich bei der Blue-Bottle-Reaktion um eine durch
Methylenblau katalysierte Oxidation der Glucose.
Oxidationsmittel ist der Luftsauerstoff.
Methylenblau bildet dabei in reversibler Reaktion eine farblose
Leukoform (Leukomethylenblau), in der das vorher vorhandene
chinoide, mesomerie-stabilisierte System des Methylenblaus
unterbrochen ist. Die farblose Stufe des Leukomethylenblaus kann
als Beispiel für eine aktive Übergangsverbindung eines
Katalysators angesehen werden.
Bei der Oxidation von Glucose wird der Sauerstoff nicht durch
den Luftsauerstoff, sondern durch Reaktion mit Wasser eingefügt. Dabei
entstehen formal Protonen, die eine weitere Reaktion verhindern
würden.
Entsprechend werden die Protonen mit der Lauge abgefangen.
D-Glucose geht in der vorliegenden alkalischen
Natriumhydroxid-Lösung zu Gluconat über.
Beim Schütteln der Flüssigkeit gelangt Sauerstoff aus der Luft
in die Lösung, der das Leukomethylenblau wieder zu Methylenblau
oxidiert. Beim Stehen lassen beginnt die Reduktion des
Methylenblaus erneut. Der Zeitpunkt, bei dem die durch Schütteln hervorgerufene Farbe
wieder verschwindet, ist von der NaOH-Konzentration abhängig. Bei
hoher NaOH-Konzentration erfolgt der Farbumschlag von blau nach
farblos schneller, bei niedriger Konzentration langsamer.
Reaktionsmechanismus der Blue-Bottle-Reaktion
Vorgänge beim Stehen lassen
