wie aus Blaukraut Rotkohl wird

Versuche, die mit einfachen, haushaltsüblichen Mitteln und etwas Unterstützung der Eltern von Kindern durchgeführt werden können, mit kindgerechten Erklärungen.

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immi07
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Re: wie aus Blaukraut Rotkohl wird

Beitrag von immi07 »

Hallo lemmi,

ich habe entsprechend umgebaut. Der Regenbogen hängt auf mgritschs Zuraten hinten dran. Das müsstet ihr untereinander klären.
Ja, wir haben gesehen, dass wir verlinkt wurden. "Guck mal Papa, wir wurden zitiert oder wie das heißt."

Der vorherige Post unterscheidet sich in 2. und 4. von dem in "Reaktionsgeschwindigkeit"

Gruß Thomas
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lemmi
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Re: wie aus Blaukraut Rotkohl wird

Beitrag von lemmi »

[EDIT by lemmi: einzelne Tippfehler korrigiert, Formatierung geringfügig verändert und verschoben]
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immi07
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Re: wie aus Blaukraut Rotkohl wird

Beitrag von immi07 »

na da gratulieren wir uns doch mal alle zusammen!!
Gruß Johanna und Thomas

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immi07
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Re: wie aus Blaukraut Rotkohl wird

Beitrag von immi07 »

Hallo mgritsch,

mgritsch hat geschrieben:
Mittwoch 23. Dezember 2020, 18:48

Bzgl der Zitronensäure bin ich nicht so negativ wie Glaskocher - im Gegenteil, sie eignet sich wunderbar! Dadurch dass sie nicht so stark ist und 3 Dissoziationsstufen hat, kann man den pH schön kontrolliert steigern („Puffer“) und alle Farbabstufungen je pH von ca 2 - 8 gut sehen, danach geht es schnell nach oben. Allerdings nicht mit Verdünnung, sondern mit schrittchenweiser Neutralisierung mit Waschsoda (oder Kalilauge).

Passende Mengenangaben damit es auch sicher klappt kann ich gerne ausrechnen und bereitstellen, wenn gewünscht... Johanna muss nicht traurig sein :)
Johanna hat ihrer Cousine gerade den Rotkohl erklärt. "Papa, da steht, dass das mit Soda auch geht. Dann kann sie das doch zu hause mit meiner Tante machen."

Dann frag ihn.

Hallo mgritsch,
kannst du für meine cousine Soda rechnen?
Bitte - Danke
Johanna

Ich würde die Zahlen dann oben noch einfügen.

Gruß Thomas

Glaskocher
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Re: wie aus Blaukraut Rotkohl wird

Beitrag von Glaskocher »

Um eine an Natriumionen gleich starke Lösung zu bekommen wie die 0,1-molare Kalilauge braucht Ihr 5,3g wasserfreie Soda (=Waschsoda, leichte Soda, kalzinierte Soda). Diese Lösung sollte ca. pH=11 haben, weiter kommt man mit Soda nicht hoch.

Die Zitronensäurelösung nehmt Ihr von dort, also 19,2g je Liter. Eigentlich müßten die Volumina für die Gläser 1-5 auch halbwegs funktionieren (kann mich aber auch irren). Bei den späteren Gläsern kommt erschwerend hinzu, daß sich aus dem Natriumcarbonat zuerst das Hydrogencarbonat bildet und ein zusätzliches Puffersystem ins Spiel bringt. In den ersten Gläsern wird Kohlendioxid ausperlen.

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immi07
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Re: wie aus Blaukraut Rotkohl wird

Beitrag von immi07 »

Hallo Glaskocher,

das probiern wir einfach aus.

Gruß Thomas

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mgritsch
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Re: wie aus Blaukraut Rotkohl wird

Beitrag von mgritsch »

Glaskocher hat ja schon gerechnet - aber das Ergebnis wird aus den genannten Gründen nicht das selbe sein. Bei den niedrigeren pH-Werten (so bis 4 oder 5, wenig Lauge) wird die Kohlensäure drin bleiben und langsam ausgasen, der pH wird niedriger und nicht reproduzierbar oder stabil sein. Darüber (pH 5 - 7) habt ihr auch ein Puffersystem das kaum berechenbar ist und werdet niedrigere pH-Werte bekommen.

Fazit - als „trial and error“ kann man das machen und wird auch irgendwelche pH-Abstufungen erhalten, die Ergebnisse werden aber wenig vorhersagbar oder planbar sein...

Einziger Vorteil: bei pH 7 geht es nicht so sprunghaft nach oben, da sind eventuell noch mehr farbige Abstufungen möglich :)

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immi07
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Re: wie aus Blaukraut Rotkohl wird

Beitrag von immi07 »

Hallo mgritsch,

dann mach ichs noch mal mit KOH für die Cousine wenn sie wieder mal herkommt.

Danke und Gruß Thomas

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mgritsch
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Re: wie aus Blaukraut Rotkohl wird

Beitrag von mgritsch »

Wenn du genug Gläser hast kannst du ja beide (KOH vs Na2CO3) unmittelbar vergleichen und damit die abweichenden Eigenschaften studieren :)

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immi07
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Re: wie aus Blaukraut Rotkohl wird

Beitrag von immi07 »

Hallo mgritsch,

Johanna sagt, die Idee gefällt uns.

Gruß Thomas

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mgritsch
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Re: wie aus Blaukraut Rotkohl wird

Beitrag von mgritsch »

Dazu noch als etwas verständlichere Erklärung was da passiert vorab:

im Soda (Natriumcarbonat) werden 2 Na+ von der Kohlensäure "festgehalten". Die Kohlensäure ist aber eine eher schwache Säure, stärkere Säuren (wie auch die Zitronensäure) können ihr das Na "wegnehmen" und sie freisetzen. Dabei bleibt sie teilweise im Wasser als Kohlensäure gelöst, teilweise als ihr "Anhydrid" CO2 Gas gelöst, und teilweise verabschiedet sich das CO2 Gas in die Luft, es perlt aus. Hat man genug Überschuss an stärkerer Säure, dann kann man ein bisschen nachhelfen - 5 Minuten kochen und alle Kohlensäure ist als CO2 dahin. Macht man das nicht, dann bleibt eine undefinierte Menge in der Lösung und spielt weiterhin beim pH mit.

Mit geeigneten Indikatoren die so im pH-Bereich 4-5 umschlagen (zB Methylorange, Methylrot) kann man das gut sehen. Gibt man vorsichtig starke Säure zu einer Sodalösung, bis er eben umgeschlagen hat und rührt, dann verändert sich die Farbe nochmal ganz langsam, die Mischung perlt dabei wie Sodawasser. Kocht man kurz auf, dann ist man auf einmal wieder gut und gern 1 - 2 pH höher und kann noch mal Säure hinzufügen bis zum Umschlag!

Anders ist es, wenn der pH gleich bei 5 oder höher liegen soll - denn dann wurde die Kohlensäure ja noch nicht ganz freigesetzt und hat gar keinen Grund abzuhauen. Das Na2CO3 gibt dabei einfach mal nur eines der beiden Na her - der Rest bleibt als NaHCO3 (Natriumhydrogencarbonat, "Natron") in Lösung - das Soda hat also nur mit der Hälfte der erwarteten Stärke gewirkt, die Lösung ist saurer als erwartet.

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lemmi
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Re: wie aus Blaukraut Rotkohl wird

Beitrag von lemmi »

Ich habe gerade Rotkohlindikator für eine fernere Nutzanwendung ( 8) ) angesetzt, indem ich ein kleingeschnittenes Blatt mit Brennspiritus erhitzt und dann abfiltriert habe. Lagerungsversuche haben gezeigt, dass die Lösung in wässriger Verdünnung gut haltbar ist, wenn man sie mit etwas Schwefelsäure ansäuert (mindestens 2 Wochen). Neutral (violett) schimmelt sie rasch und im Alkalischen verblasst die Farbe (grün) binnen weniger Tage völlig. Die (schwach angesäuerte) alkoholische Tinktur hält sich seit 6 Wochen unverändert

Rotkohl extrahieren.jpg
Rotkohltinktur 2.jpg
Rotkohltinktur 2.jpg (58.5 KiB) 161 mal betrachtet

Dann habe ich die Farbe bei verscheidenen pH-Werten ausprobiert (jeweils 10 ml wässrige Lösung mit 0,5-0,75 ml Rotkohltinktur)
pH 1 = Schwefelsäure 0,1 N
pH 3 = Essigsäure 1 N
pH 5 = Acetatpuffer
pH 7 = Wasser
pH 8 = Natriumbicarbonatlösung
pH 10 = Ammoniakpuffer
pH14 = Natronlauge 1 N

Rotkohltinktur nach 4 Stunden.jpg
Rotkohltinktur nach 4 Stunden.jpg (65.78 KiB) 161 mal betrachtet

nach ca 4 Stunden sah das ganze dann so aus:

Rotkohltinktur frisch.jpg
Rotkohltinktur frisch.jpg (69.58 KiB) 161 mal betrachtet

Das Gelbgrün bei pH 14 verblasst zu Gelb. Es lässt sich durch Säurezusatz zwar wieder in ein (viel blasseres) Rot überführen, aber die Zwischenstufen Grün und Blau-Violett lassen sich nicht mehr darstellen! Als Indikator ist die Lösung also nur bedingt brauchbar, weil die Farben nicht stabil sind. Aber es ist erstaunlich, welche Farbpalette der Rotkohl hervorberingen kann!

Auffällig ist, dass die Farben im neutralen und schwach alkalischen Bereich (zwischen pH 7 und 10) mit der Zeit zunächst intensiver werden! Das Blau bei pH 8 ist nach einigen Stunden viel deutlicher blau als das Graublau zu Beginn und das Violett bei pH 7 und das Grün bei pH 10 nehmen an Intensität zu. Die Farben im sauren Bereich ändern sich dagegen nicht. Daieses Phänomen ist mir auch beim Experimentieren mit der Lösung aufgefallen. Woran das wohl liegt?
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Re: wie aus Blaukraut Rotkohl wird

Beitrag von immi07 »

Hallo lemmi,

ich hab gerade eine neue Flasche Rotkohlsaft aus dem Tiefkühler geholt. Dann kann ich dir morgen sagen, ob sich pH 7 - lila und pH 8 - blau mit Natriumhydrogencarbonat in wässrigem Rotkohlsaft auch vertieft.

Gruß Thomas
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Du hast eine Handvoll Brombeeren und wirfst sie zur Erde. Sie verbinden sich mit der Erde zu Erdbeeren. Und Brom wird frei.

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Re: wie aus Blaukraut Rotkohl wird

Beitrag von mgritsch »

lemmi hat geschrieben:
Mittwoch 3. November 2021, 20:43
Auffällig ist, dass die Farben im neutralen und schwach alkalischen Bereich (zwischen pH 7 und 10) mit der Zeit zunächst intensiver werden! Das Blau bei pH 8 ist nach einigen Stunden viel deutlicher blau als das Graublau zu Beginn und das Violett bei pH 7 und das Grün bei pH 10 nehmen an Intensität zu. Die Farben im sauren Bereich ändern sich dagegen nicht. Dieses Phänomen ist mir auch beim Experimentieren mit der Lösung aufgefallen. Woran das wohl liegt?
Da es sich um Anthocyane handelt (Hauptkomponente: acyliertes Cyanidin 3-glucosid 5-sambubiosid) nehme ich mal an im schwach alkalischen wird die acylierung und/oder glycosidische Bindung langsam gespalten und die zusätzlich frei werdenden phenolischen OH-Gruppen des Anthocyanidins haben einen stärkeren bathochromen bzw. hyperchromen Effekt als die Glycosid-Bindung.

Bei zu hohem pH erleiden sie alle das Schicksal der Polyphenole - Oxidation… teste mal pH 14 mit Zusatz von Ascorbinsäure, kann sein es bleibt dann stabil.

Als Indikatoren macht sie diese Instabilität aber finde ich nicht besser oder schlechter als sie es sind. Der Übergang ist eher schleifend und die Farbdifferenzierung für universalzwecke mäßig. Aber als Haushaltsmittel zur Orientierung durchaus brauchbar. Und jedenfalls definitiv hübsch :)

P.s. das wäre ein Fall fürs Photometer… alle 15 Minuten ein Spektrum aufnehmen und sehen wie es sich verändert. Nur Vertiefung oder auch Verschiebung?

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lemmi
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Re: wie aus Blaukraut Rotkohl wird

Beitrag von lemmi »

Dass eine chemische Veränderung der Anthocyane die Ursache für die Frbänderung sein muss, ist klar. Die Frage ist, welche?

Du hattest die Anthocyanidine durch saure Hydrolyse in der Wärme dargestellt und dazu 45 Min. im Wasserbad erhitzen müssen. Geht das im Alkalischen in der Kälte genauso? Warum passiert im Sauren in der Kälte nichts erkennbares? Und unter welchen Bedingungen werden Acylgruppen abgespalten?

Das reizt mich richtig, mal nach einem Weg zu suchen, Cyanidin zu isolieren ... :D
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