Dissipative (Gummibärchen‐)Systeme

Abstract

Versuch 1: Der "Blue-Bottle"-Versuch mit Gummibärchen [5]Geräte und Chemikalien: 250-mL-Standkolben mit langem Hals und passendem Gummistopfen, 5-mL-Messpipette, 200-mL-Messzylinder, Natriumhydroxid-Plätzchen (ätzend, C), Methylenblau-Lösung (0,1 g Methylenblau in 50 mL Wasser gelöst), farblose Gummibärchen, dest. Wasser Versuchsdurchführung: In den Standkolben werden 2,5 g Natriumhydroxid-Plätzchen und 200 mL dest. Wasser eingetragen. Hierzu werden 2,5 mL der Methylenblau-Lösung und zehn -um gegebenenfalls störende Farbstoffe in der Lösung zu vermeiden -farblose Gummibärchen gegeben. Der Standkolben wird mit einem Gummistopfen verschlossen und ruhig stehen gelassen. Beobachtung: Nach einer dreiviertel Stunde hat sich die ehemals blaue Lösung (vgl. Abb. 1, links) bis auf einen kleinen Bereich an der Lösungsoberfläche entfärbt (vgl. Abb. 1, rechts). Durch kräftiges Bewegen der Lösung tritt die Blaufärbung wieder auf. Die Zeitspanne bis zur erneuten Entfärbung ist mit etwa fünf Minuten deutlich kürzer und nimmt bei weiteren Durchführungen immer weiter ab. Das Experiment kann über eine Vielzahl von Zyklen mehrere Stunden durchgeführt werden, wobei die Intensität der blauen Farbe abnimmt.Deutung: Es handelt sich um den bekannten "Blue-Bottle"-Versuch, bei dem Methylenblau im alkalischen Milieu durch Glucose als Inhaltsstoff der Gummibärchen zu Leukomethylenblau reduziert und dann beim Schütteln durch Luftsauerstoff wieder oxidiert wird (vgl. Schema 1 und Schema 2). Die lange Entfärbungszeit zu Beginn des Versuches liegt darin begründet, dass die Glucose aus den Gummibär-chen erst heraus diffundieren muss.Auch der "Red-Bottle"-sowie der "Purple-Bottle"-Versuch [6] lassen sich mit Gummibärchen anstelle von reiner Glucose durchführen, wie die nachfolgenden Versuchsbeschreibungen zeigen (Anm. der Autoren: Die Bezeichnung "Red-Bottle"-Versuch wird ursprünglich in [7] verwendet, allerdings ist das dort beschriebene Experiment hier nicht gemeint.) Auch bei diesem Versuch verkürzt sich die Zeit bis zur "Entfär-bung" bei wiederholter Durchführung enorm, schon bei der zweiten Durchführung beträgt sie nur noch ca. fünf Minuten. Deutung: Safranin-T ist ebenso wie Methylenblau ein Redoxfarbstoff, der durch Glucose zu einer fast farblosen Leukoform reduziert wird (Schema 3). Durch den Luftsauerstoff wird Leuko-Safranin-T wieder zu Safranin-T oxidiert. (Abb. 3, unten).