Der Rotkohlindikator - Experimente mit Rotkohl oder Wie sauer ist sauer?

Der Rotkohl wird auch Rotkraut oder Blaukraut genannt. Je nachdem, wie er zubereitet wird, bekommt er eine eher rote oder blaue Farbe. Mit dem Saft des Rotkohls kann man chemische Experimente machen und feststellen, ob es sich bei einer Lösung um eine Säure oder eine Base (Lauge) handelt. Das ist einfach und man muss kein teures Universalindikator-Papier kaufen.

• Einführung
• Was ist ein Indikator?
• Was ist der pH-Wert?
• Was ist eine Lösung
• Was ist eine Säure? Was eine Base?
• Herstellung des Rotkohlindikators
• Experiment
• Beobachtung
• Erklärung
• Welche natürlichen Indikatoren gibt es noch?
• Das Universalindikatorpapier

Einführung

Als erstes möchte ich dir ein paar wichtige Begriffe aus der Chemie erklären:

Was ist ein Indikator?

Ein Indikator ist eine Substanz, die anzeigt, ob eine Lösung sauer, neutral oder basisch (alkalisch) ist. Die Anzeige geschieht über eine Farbveränderung. Der Indikator reagiert dabei auf den pH-Wert der Lösung.

Was ist eine Lösung?

Eine Lösung besteht aus einem Lösungsmittel und einem gelösten Stoff. Ein Lösungsmittel kann Wasser oder eine andere Flüssigkeit sein. Der gelöste Stoff ist eine Substanz wie zum Beispiel Zucker oder Salz. In der Lösung ist der gelöste Stoff gleichmäßig mit dem Lösungsmittel vermischt.

Was ist der pH-Wert?

Der pH-Wert gibt auf einer Skala von 0 bis 14 an, wie sauer oder basisch (alkalisch) eine Lösung ist.

Je kleiner der Wert ist, desto stärker ist die Säure. Je größer der Wert ist, desto stärker ist die Base (Lauge).

Was ist eine Säure? Was eine Base?

Eine Säure ist eine Substanz, die Sachen sauer schmecken lässt. Dazu zählt Zitronensäure, aber auch kohlensäurehaltiges Wasser ist sauer. Auch Essig oder die Salzsäure in unserem Magen sind Säuren. Die Salzsäure im Magen hilft, unser Essen zu verdauen. Säuren können Metalle und kalkhaltige Materialien auflösen. Man kann mit ihnen Kalkränder im Bad beseitigen, aber gleichzeitig zerstören sie Marmor oder Kalkfliesen.

Basen sind Substanzen, die sich "seifig" anfühlen. Man nennt sie auch Laugen. Zu den Basen zählen zum Beispiel Seifen, Backpulver und Natronlauge. Bringt man eine Base mit einer Säure zusammen, so bildet die Verbindung ein Salz und Wasser. Basen sind also in der Lage, Säuren zu neutralisieren, wenn sie gleich stark sind. Basen greifen Haare, Haut und Fette an, aber keine Metalle. Daher sind sie gut zur Reinigung geeignet.

Sowohl starke Säuren, als auch starke Basen sind für uns schädlich. Sei also vorsichtig beim Experimentieren und lass dir von einer erwachsenen Person helfen.

Herstellung des Rotkohlindikators

Rotkohl enthält einen Farbstoff, der wie ein Indikator auf den pH-Wert einer Lösung reagiert. Dabei ändert sich die Farbe des Rotkohlsaftes. Ein solcher Rotkohlindikator lässt sich ganz einfach selbst herstellen. Dazu musst du nur den Saft des Rotkohls gewinnen. Lass dir hierbei von einer erwachsenen Person helfen.

Du brauchst:

• Einen frischen Rotkohl
• Scharfes Messer und Brettchen
• Kochtopf
• Wasser
• Sieb
• Schüssel
• Leere dunkle Flasche
• Trichter

Und so gehst du vor:

1. Entferne die äußeren Blätter des Rotkohls.



2. Viertel ihn und entferne den weißen Strunk.
3. Jetzt schneidest du einen Teil des Kohls in feine Streifen und füllst etwa 2 Hand voll davon in einen Topf.
4. Fülle soviel Wasser in den Topf, bis der Kohl geradeso bedeckt ist.



5. Koche den Rotkohl ca. 15min.
6. Mit einem Sieb trennst du den Saft vom Kohl. Den Saft fängst du in einer Schüssel auf.
7. Wenn der Rotkohlsaft abgekühlt ist, füllst du ihn mit Hilfe eines Trichters in eine dunkle Flasche.

Dukannst den Rotkohlsaft im Kühlschrank aufbewahren. Sollte sich Schimmel bilden, kannst du ihn abfiltern und den Saft trotzdem weiter verwenden. Sobald sich der Rotkohlsaft trübt, solltest du ihn ersetzen.

Alternativ kannst du den Rotkohlsaft auch einfrieren, dann ist er länger haltbar. Fülle ihn dazu in ein Eiswürfelbehältnis. Bei Bedarf kannst du ihn portionsweise auftauen.

Experiment

Zur Durchführung des Experiments benötigst du verschiedene saure und basische Stoffe aus dem Haushalt. Achte darauf, die Stoffe nicht zu mischen. Benutze jeweils eigene Gläser, Löffel und auch Pipetten.

Du brauchst:

• Kleine Gläser (Trinkgläser, Marmeladengläser oder Bechergläser)
• Pipetten oder Trinkhalm-Pipetten
• Saure Stoffe: z.B. Zitronensäure, Essig, Ascorbinsäure (Vitamin C)
• Basische Stoffe: z.B. Seife, Spülmaschinenreiniger, Spülmittel, Natron
• Destilliertes Wasser (oder Regenwasser, zur Not auch Leitungswasser)

Zuerst stellst du dir die sauren und basischen Lösungen her. Viele der oben genannten Mittel kommen in Pulverform im Haushalt vor. Ich zeige dir die Vorgehensweise an Natron-Pulver.

1. Gib etwas Natron-Pulver in ein Glas.
2. Gib etwas destilliertes Wasser hinzu.
3. Rühre vorsichtig um, bis es sich gelöst hat.

Bei Flüssigkeiten wie Seife oder Spülmittel gibst du ein wenig in ein Glas und verdünnst es mit Wasser.

4. Füll etwas von dem Rotkohlindikator in ein Glas
5. Gib mit einer Pipette nach und nach von deiner Lösung in den Rotkohlsaft und rühre mit einem sauberen Löffel um



6. Beobachte, wie sich die Farbe ändert

Verfahre so mit den anderen Lösungen. Achte darauf, die einzelnen Lösungen nicht zu vermischen.

Schreib dir kleine Zettel, die du zu den Gläsern legen kannst, um dir zu merken, welche Lösung sich darin befindet.

Fülle auch ein Glas mit reinem Rotkohlsaft, um deine Ergebnisse zu vergleichen.

Beobachtung

Du kannst beobachten, wie sich die Farbe des Rotkohlsaftes verändert. Säuren färben ihn rot, Basen grün/blau. Je schmaler die Gläser sind, desto besser kannst du die Farbe erkennen. Noch besser ist es, wenn du sie ins Licht hältst. Kannst du die Farbe noch immer nicht erkennen, kannst du deine lösung auch mit Wasser verdünnen, bis sie durchscheinend wird.

Du siehst, dass die Mischung mit dem Zitronensaft etwas stärker rot ist, als mit Essig. Also ist Zitronensaft eine stärkere Säure als Essig. Der Spülmaschinenreiniger ist eine stärkere Base als Natron.

Wenn du möchtest, kannst du jetzt zum Beispiel etwas von einer farbigen basischen und einer farbigen sauren Lösung mischen und beobachten, wie sich die Farbe ändert. Du kannst so eine saure Mischung wieder basisch machen, oder eine basische sauer.

Erklärung

Rotkohl enthält einen Farbstoff, der auf den pH-Wert reagiert. Der Farbstoff heißt Anthocyan. Anthocyane kommen in Pflanzen vor und sind für die rote oder blaue Färbung von Blättern, Blüten, Obst und Gemüse verantwortlich.

Welche natürlichen Indikatoren gibt es noch?

Es gibt noch andere Indikatoren, die ihre Farbe abhängig vom pH-Wert ändern.

Der bekannteste natürliche Indikator ist Lakmus. Lakmus wird aus verschiedenen Arten von Flechten gewonnen. In der Chemie nutzt man Lakmus-Papier. Das sind Papierstreifen, die in einer Lakmus-Lösung getränkt und dann getrocknet werden. Säuren färben Lakmus rot, Basen färben Lakmus blau.

Die Säfte von Anthocyan-haltigen Pflanzen können ebenfalls (analog zu Rotkohl) als Indikatoren dienen. Dazu zählen zum Beispiel Brombeeren, Blaubeere, rote Trauben, rote Beete oder auch Hibiskusbläuten.

Mit Hilfe von Kurkuma kann man feststellen, ob es sich bei einer Lösung um eine Base handelt. Kurkuma färbt sich in basischen Lösungen von gelb zu rot-braun.

Das Universalindikatorpapier

In der Chemie wird sogenanntes Universalindikatorpapier verwendet. Dabei handelt es sich um Papierstreifen, die mit verschiedenen pH-Indikatoren getränkt sind. Diese sind so gewählt, dass sie bei verschiedenen pH-Werten unterschiedliche Farben anzeigen. Der Papierstreifen verfärbt sich und kann dann mit einer Farbtabelle verglichen werden. So kann der genaue Wert leicht abgelesen werden.