Scienceshow/Vejledninger/Ilt-indikator

Formål

Cambell's blue bottle - en magisk flaske der skifter farve når den rystes, og dermed viser en indikator og enzym reaktion med ilt.

Forsøget er en god kontaktfanger. Man kan have flasken stående klar til at blive rystet – ryst den – og vupti har man fanget de nysgerrige elever og kan snakke lidt om indikatorer, ilt og biokemi.

Sikkerhed

Sikkerhedsklasse

• Ufarlig for erfarne folk.

Påkrævet sikkerhedsudstyr

• Showfolk: Briller, kittel og gummihandsker.
• Tilhørere: -

Sikkerhedsmomenter

• Man skal være forsigtig med ikke at brænde sig på varmepladen når man varmer vandet op.
• Huden må ikke komme i berøring med natriumhydroxid-perler – disse ætser ligeså meget som koncentreret saltsyre! (og base tager længere tid at vaske af huden pga. sæbefornemmelse)
• Methylenblåt er giftigt ved indtagelse. (Dog har der været ”sjove” personer, der har prøvet at putte methylenblå i andre folks kaffe/under spegepølsen, fordi indtagelse af methylenblå får folk til at tisse blåt. Disse blåtissere har dog så vidt vides, overlevet denne indtagelse – men sundt er det ikke.)

Kemikaliedeklaration:

• Natriumhydroxid (og kaliumhydroxid) er stærkt basisk. Når man håndterer disse stoffer skal man have gummihandsker på. Man skal også være opmærksom på, at når man hælder disse kemikalier i vand, så bliver vandet varmt. Typisk ikke så varmt, at man brænder sig alene pga. reaktionsvarmen, men man kan blive overrasket.
• Methylenblå. Giftig ved indtagelse, brandfarligt, stærkt farvende. I forsøget anvendes dog så små mængder at det ikke udgør en risiko.

Affaldshåndtering: Opløsningen kan hældes i vasken. Der skylles efter med rigeligt vand.

Materialer

Kemikalier:

• Vand
• Natriumhydroxid i perleform (alternativt kaliumhydroxid) (NaOH el. KOH)
• Methylenblåt (1 % opløsning (i ethanol) eller lidt(!) pulver) Bemærk – dette er ikke det samme som methylblåt!
• Druesukker (glukose)

• Udstyr:
• 1 l flaske med låg (gennemsigtig)
• Ske
• Varmeplade evt. med termostat
• Evt. termometer

Fremgangsmåde

1. 800 ml vand opvarmes til 50 °C i en 1 liters flaske (gerne en såkaldt Blue cap flaske). Alternativt kan man blande sig frem til de ca. 50 °C ved at blande kogende vand med koldt vand).
2. 7 dråber methylenblåt tilsættes (eller en knivspids pulver).
3. 1 stor spsk. glukose tilsættes (Ca. 10 g.).
4. 10 (store) perler natriumhydroxid tilsættes og låget skrues på og flasken henstår i nogle minutter.
5. Når opløsningen har skiftet farve fra blå til klar rystes flasken igen, og den bliver blå på ny.

Hvad sker der?

Methylenblå er en ilt-indikator. En indikator er i princippet et stof, der viser os et eller andet, f.eks. kan methylenblå fortælle os om der er ilt (oxygen, O₂) i vandet eller ej. For methylenblåts vedkommende fungerer indikatoren på følgende måde:

Totalreaktionen bliver:

2 RCHO(aq) + O₂(aq) + OH^-(aq) → 2 RCOO^-(aq) + H₂O(aq)

hvor R angiver den øvrige del af et organisk molekyle (glukose i dette tilfælde).

Der foregår således en reaktion nede i flasken, der forbruger ilt. Så længe opløsningen er blå er der rigeligt ilt tilstede. Efter et stykke tid, der afhænger af pH og sukkerkoncentrationen, vil reaktionen have brugt så meget ilt, at der ikke længere er noget methylenblåt tilbage – det er alt sammen reageret til methylenhvidt (også kaldet leukomethylenblåt). Der er dog stadig ilt i luften mellem væsken og proppen. Dette kan man nu ryste ned i væsken, hvorved den igen bliver blå. Methylenblåt virker som katalysator i basisk miljø, og oxiderer druesukkeret (forkortet til RCHO i reaktionsskemaerne) til en syre og bliver derved selv omdannet til methylenhvidt. Methylenhvidt oxideres til methylenblåt af det ilt, der findes i vandet. Dvs. methylenblåt er en redoxindikator, der er blå i oxideret form og hvid/klar i reduceret form.

Perspektivering

Methylenblå som iltindikator kan bruges til illustration af fotosyntesen: Man tager nogle planter – gerne vandplanter så det hele kan forgå i vandigt miljø. Planterne lægger man i glas som kan lukkes – f.eks. reagensglas med låg, eller syltetøjsglas. Inden man lukker glassene hælder man vand og lidt methylenblå i glassene. Nogle af glassene pakker man ind i mørkt papir eller folie så lyset ikke kan trænge ind. De øvrige glas placerer man så de kan få lys – enten sollys fra et vindue eller lys fra lamper. Efter nogle dage kan man se, at planter, der har fået sollys har produceret ilt (via fotosyntese) – væsken omkring planterne er blå. De planter, der ikke har fået sollys har ikke produceret ilt – og der er ikke noget blåt at se.

Et tilsvarende forsøg kan også illustrere, at ilt fra luften (i dette tilfælde i luften over vandet) kan bringes ned i væskefasen. Dette er et relevant udgangspunkt for en beskrivelse af ilt i vandmiljøer. Ved tilstrækkeligt dybe søer og åer kan efterårsstorme, der hvirvler vandet op, være ret vigtige for at sikre, at der fortsat er ilt i vandet, selvom det hele tiden bliver forbrugt.

Methylenblåt kan også anvendes til biologiske bestemmelser, hvis man f.eks. ønsker at bestemme, hvor meget organisk stof, der er i en vandprøve. Metoden er som følger:

1. Vandprøveflasker fyldes helt med vand
2. Få dråber methylenblåt tilsættes
3. Flaskerne lukkes og placeres i mørke.
4. Hver dag noteres om vandprøverne er affarvet eller ej.
5. Forsøget fortsættes i op til 20 dage.

Hvis der er meget organisk stof i vandprøven i forhold til den ilt der er til rådighed, vil ilten hurtigt blive brugt af bakterierne, når de nedbryder det organiske stof. Vandprøven vil derfor hurtigt blive affarvet. Hvis der er overskud af ilt i forhold til mængden af organisk stof vil vandprøven blive ved med at være blå, og der siges at være et stabilt miljø i vandet

Show noter

• Det er ikke nødvendigt at vandet er præcis 50°C varmt, men forsøget er nemmere at få til at lykkes (farven skifter hurtigere), hvis vandet er varmt.
• Pas på med at komme for meget methylenblå i væsken. Man kan risikere, at farven bliver så mørk at væsken aldrig kan blive helt klar, men i stedet bliver grumset.
• Hvis man bruger forsøget som et indlæg i en forsøgsserie med indikatorer, er forsøget en god efterfølger til rødkålsforsøgene. Det er også en god optakt til trafiklyset, hvori der foregår (næsten) samme reaktion.
• Væsken er ofte lettere grumset når den er klar. Det kan se lidt ulækkert ud, men det er altså helt normalt.

Faremomenter

• Vigtigst, pas på at folk ikke bliver for vilde når de ryster den og taber den.

Faktorer

Opløsningen kan genbruges i mange timer - men effekten vil aftage med tiden.

Andre beskrivelser

Websites med mere info: www