Chemiepraktikum für Physiker
9. und 10. Praktikum: Demonstrationsversuch ''Das blaue Wunder''
Bettina Weber und Volker Ziesing, 20.02.2007

 Musterlösung

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Informationen zu Methylenblau

• 1876 erstmals von deutschen Chemiker Heinrich Caro synthetisiert
• seit 1885 von Farbwerken Hoechst technisch hergestellt
• Es färbt lebende Zellen intensiv blau (Vitalfärbung)
  $\Rightarrow$ Robert Koch entlarvte damit den Tuberkulosebazillus
  $\Rightarrow$ Paul Ehrlich entwickelte Ideen zur Chemoterapie und erfand
  1910 das erste wirksame Heilmittel gegen die Syphilis (Salvarsan $^\circledR$)
• farblos reduzierte Form $\Rightarrow$ sehr guter Redoxindikator in wässrigen Lösungen
• Heutzutage noch Verwendung als Färbe- und Kontrastmittel oder in der Medizin als Antiseptikum (Wundbehandlung) und als Gegengift bei Kohlenmonoxid- oder Nitritvergiftungen.
• Formeln:
  1. Methylenblau (blau, oxidierte Form)
     
  2. Leukomethylenblau (farblos, reduzierte Form)
     

Versuch: ''Wir machen auch blau''

• Chemikalien:
  • 0,08 g Methylenblau gelöst in 40 ml Wasser
  • 2 g NaOH und 16 g Glucose gelöst in 160 ml Wasser
• Durchführung und Beobachtung:
  1. 10 ml des gelösten Methylenblau in den Schüttelzylinder geben, um es anschließend mit der Glucoselösung zu vermischen. Der Zylinder wird verschlossen. $\Rightarrow$ blaue Lösung
  2. Kurze Zeit warten $\Rightarrow$ farblose Lösung, nur in der Grenzschicht zur Luft bleibt eine Restfärbung
  3. Farblose Lösung kräftig schütteln $\Rightarrow$ die Blaufärbung kehrt zurück
  4. Ungefähr eine Minute lang warten $\Rightarrow$ erneut wurde der Redoxfarbstoff Methylenblau durch die Glucose zum farblosen Leukomethylenblau reduziert
  5. Das Verfahren ist reversibel und beliebig oft reproduzierbar, bis entweder der Luftsauerstoff völlig in der Lösung durch Schütteln diffundiert und aufgebraucht ist, oder bis alle Glucose-Moleküle oxidiert sind.

Reduktion von Methylenblau in alkalischer Glukoselösung (ENTFÄRBUNG)

• Gesamtreaktion:

Oxidation von Leukomethylenblau durch Sauerstoff (FÄRBUNG)

• Gesamtreaktion:

Bemerkungen

• Stärkere Reaktion mit reinem Sauerstoff.
• Je häufiger man schüttelt, desto länger ist die Abklingzeit der Blaufärbung.
• Temperaturerhöhung bis maximal 50 Grad Celsius beschleunigt die Reaktionsgeschwindikgeit.
• Nach maximal 3 Schüttelvorgängen sollte der Rundkolben wieder belüftet werden, da sonst wegen dem Verbrauch an Luftsauerstoff ein Vakuum im Kolben entsteht $\Rightarrow$ der Stopfen verklemmt.
• Schutzhandschuhe sind anzuraten, da die Haut intensiv blau gefärbt wird. Desweiteren ist eine Schutzbrille zu tragen. Metyhlenblau, insbesondere das Pulver, ist gesundheitsschädlich.
• Die Konzentration der Methylenblau-Lösung darf nicht zu hoch sein, da sonst die Reaktion sehr viel Zeit bis zur Regeneration benötigt.
• Im alkalischem Milieu geht die Gluconsäure (d.h. die oxidierte Glucose) in die wässrige Lösung des Natriumgluconats über. Die Lauge fängt die Protonen ab und das Oxidationsgleichgewicht der Glucose wird somit in Richtung dem Produkt verschoben. Im neutralen oder sauren Milieu hingegen würden diese Protonen eine weitere Reaktion verhindern, da bei der Oxidation von Glucose der Sauerstoff durch Reaktion mit Wasser eingefügt wird, anstatt wie gewünscht durch den Luftsauerstoff.

Entsorgung

Das Reaktionsgemisch wird neutralisiert und als anorganischer, halogenfreier Lösungsmittelabfall entsorgt.

Literatur

1.) Beitrag der Fa. Hoechst AG, Diagonal, Zeitschrift der Universität GH Siegen, 1992, 2, 92.
2.) H. W. Roesky, K. Möckel, Chemische Kabinettstücke, VCH-Verlag, Weinheim, 1994, 77.

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