Rotkohl und Blaukraut als natürliche Säure-Base-Indikatoren
Rotkohl und Blaukraut sind nicht nur leckere Gemüsesorten, sondern auch faszinierende natürliche Säure-Base-Indikatoren. Die unterschiedliche Farbgebung dieser Kohlarten in verschiedenen Zubereitungen basiert auf dem Verhalten der enthaltenen Anthocyanfarbstoffe, insbesondere des Cyanidins. Diese Farbstoffe reagieren empfindlich auf Veränderungen des pH-Werts und machen Rotkohl zu einem hervorragenden Rotkohl Indikator für Experimente.
Example: Wird Rotkohl mit Essig zubereitet, entsteht eine rote Farbe aufgrund der sauren Umgebung. Verwendet man hingegen Natron bei der Zubereitung von Blaukraut, ergibt sich eine bläuliche Färbung durch die schwach alkalische Lösung.
Die Funktionsweise von pH-Indikatoren beruht auf ihrer Eigenschaft als Säuren oder Basen. Durch die Abgabe oder Aufnahme eines Protons verändert sich die Molekülstruktur des Indikators, was zu einer sichtbaren Farbveränderung führt. Diese Reaktion lässt sich chemisch durch folgende Gleichungen beschreiben:
HInd + H₂O ⇌ H₃O⁺ + Ind⁻
Ind⁻ + H₂O ⇌ OH⁻ + HInd
Vocabulary: HInd steht für die Indikatorsäure, während Ind⁻ die korrespondierende Indikatorbase bezeichnet.
Die Farbveränderung eines Indikators hängt vom pH-Wert der Lösung und dem pKs-Wert des Indikators ab. Die Henderson-Hasselbalch-Gleichung beschreibt diesen Zusammenhang mathematisch:
pH = pKs(HInd) + lg(c(Ind⁻)/c(HInd))
Definition: Der pKs-Wert ist der negative dekadische Logarithmus der Säurekonstante und gibt an, bei welchem pH-Wert die Konzentrationen der Säure- und Baseform des Indikators gleich sind.
Der Umschlagbereich eines pH-Indikators, in dem die Farbveränderung stattfindet, liegt typischerweise etwa 2 pH-Einheiten um den pKs-Wert. Dies macht Rotkohl als Indikator besonders interessant für Rotkohl Indikator Experimente, da er einen breiten Farbbereich abdeckt.
Highlight: Bei pH-Werten unter dem pKs-Wert dominiert die Farbe der Indikatorsäure (HInd), während bei pH-Werten über dem pKs-Wert die Farbe der Indikatorbase (Ind⁻) vorherrscht.
