Tijdens de practicumweek voer je een aantal biochemisch getinte proeven uit. De voorschriften vind je hier op het web. De weergave is eenvoudig, zonder opmaak, zonder illustraties.

gebruikersnaam: gast

wachtwoord: gast

Inhoudsopgave

Lipiden

Kinetiek

- Je verhoogt je praktische vaardigheden.

- Je kunt biochemische schoolproeven uitvoeren en in een lescontext plaatsen.

Maak van elke proef een kort verslag. Geef telkens aan bij welke lesstof in het

voortgezet onderwijs de proef gebruikt kan worden.

Melkproeven en kaasbereiding

Melkvet is in melk als kleine bolletjes aanwezig. Het is deels gebonden aan melkeiwit. Bij deze proef denatureer je eerst het eiwit. Uit de vaste stof die je na denaturatie overhoudt, haal je met organische oplosmiddelen de vetfractie.

- 100 ml volle melk en 100 ml halfvolle melk zelf meenemen - pasteurpipet - verbandgaas (of kaasdoek) - thermometer - driepoot + gaasje - vouwfilter - 2 bekerglazen 300 ml - 60 ml aceton - droog natriumsulfaat - erlenmeyer 500 ml - 50% azijnzuur in water - trechter - spatel of roerstaaf - waterbad (of groot bekerglas) - brander -maatcilinder 250 ml - 60 ml diethylether - erlenmeyer 300 ml -rondbodemkolf 250 ml

- Breng 100 ml melk in een erlenmeyer van 500 ml.

- Verwarm de inhoud in een waterbad tot 40^oC.

- Voeg met een pasteurpipet 2 ml 50% azijn toe.

- Koel de inhoud van de erlenmeyer af tot kamertemperatuur (zet geheel in koud waterbad).

- Filtreer de inhoud van de erlenmeyer met behulp van verbandgaas of kaasdoek. De vaste stof op het filter bestaat uit vet en eiwit. Goed uitknijpen.

- Roer eventueel voorzichtig om zoveel mogelijk vocht kwijt te raken.

- Bepaal het volume van het filtraat.

Bewaar het filtraat (je hebt het nodig voor de isolatie van de koolhydraatfractie (lactose), proef 1.2).

- Breng het vaste residu vanaf het verbandgaas over in een bekerglas van 300 ml.

- Voeg voorzichtig 40 ml diethylether en 40 ml aceton toe. Let op: brandgevaar.

- Roer het geheel 2 minuten met een roerstaaf.

- laat de vaste deeltjes bezinken en schenk de vloeistof voorzichtig in een erlenmeyer van 300 ml.

- Doe nu opnieuw 20 ml diethylether en 20 ml aceton bij de vaste stof in het bekerglas.

- Roer weer 2 minuten.

- Schenk de diethylether en aceton voorzichtig bij de eerste portie in de erlenmeyer van 300 ml.

Bewaar de vaste stof in het bekerglas (je hebt het nodig voor proef 3).

- De diethylether-aceton bevat de vetfractie van de melk en een beetje water.

- Het water verwijder je door een spatelpunt droog natriumsulfaat toe te voegen.

- Doe een spatelpunt droog Na₂SO₄ bij de oplossing van de vetfractie.

- Zwenk de erlenmeyer met het Na₂SO₄ en de vetfractie een paar maal om.

- Het water hecht zich aan het natriumsulfaat.

- Filtreer het Na₂SO₄ af door een trechter met vouwfilter.

- Vang de oplossing op in een rondbodemkolf van 250 ml.

- Verwijder de diethylether en aceton met behulp van de rotatieverdamper of au bain Marie in de zuurkast.

- Het geelwitte residu is het melkvet.

- Weeg de opbrengst.

- Herhaal de proef met 100 ml halfvolle melk.

1 Bereken het percentage melkvet in volle melk in grammen, per 100 gram melk. Op de verpakking staat een vetpercentage van 3,5% (volle melk) en 1,5 (halfvolle melk).

2. Waarom moet je bij de eerste filtratie verbandgaas of kaasdoek gebruiken en geen filtreerpapier?

3. Welke fouten in het voorschrift heb je geconstateerd?

4. Welke suggesties voor verbetering van deze proef heb je?

Je leert hoe je melksuiker (lactose) uit melk kunt isoleren.

Inleiding

Lactose is vrijwel de enige suiker die in melk voorkomt. Het is een disacharide. Niet ieder mens verdraagt lactose. Lactoseintolerantie komt vooral bij niet-blanken voor.

Je isoleert lactose uit het filtraat dat je bij proef 1 hebt overgehouden.

- filtraat van proef 1 - ethanol 95% - trechter + vouwfilter - erlenmeyer 500 ml - kookplaatje - erlenmeyer 200 ml met stop

- Doe 20 ml van het filtraat van proef 1 in een erlenmeyer van 500 ml.

- Voeg 200 ml 95% ethanol toe.

- Verwarm de inhoud ca. 5 minuten op een kookplaatje, tot de vloeistof kookt. Er ontstaat een gelatine-achtige troebeling die bestaat uit gedenatureerd eiwit.

- Koel het geheel af tot kamertemperatuur. (Houd je erlenmeyer onder de stromende koude kraan.)

- Filtreer het gevormde neerslag af met behulp van trechter en vouwfilter.

- Vang het filtraat op in een schone en droge erlenmeyer van 200 ml. (Het filtraat moet helder zijn, zo niet dan opnieuw filtreren.)

- Sluit de erlenmeyer af met een stop.

- a 24 uur is de lactose gekristalliseerd.

- Schenk de vloeistof voorzichtig af en laat de kristallen aan de lucht drogen. Dat drogen kan enige tijd duren.

- weeg de droge kristallen. (Gevonden wordt 1,0-2,0 g/100 ml.)

1. Bereken het gewichtspercentage lactose in de melk. Geef aan of je (half)volle melk hebt gebruikt.

2. Waarom moet je met een kookplaatje verwarmen?

3. Waaruit bestaat de gelatine-achtige troebeling?

4. Welke fouten heb je in het voorschrift gevonden?

5. Welke suggesties voor verbetering van deze proef heb je?

Je leert hoe je de eiwitfractie uit melk kunt halen.

Eiwitten, vetten en koolhydraten hebben verschillende eigenschappen. De

eigenschappen hangen samen met de moleculaire bouw. Van die verschillen maken we bij de scheiding in fracties gebruik.

- vaste residu van proef 1 - roerstaaf bekerglas 300 ml - erlenmeyer 300 ml - 100 ml aceton - trechter + vouwfilter

- Voeg aan het vaste residu van proef 1 ca. 60 ml aceton toe en roer even.

- Laat de vaste stof bezinken en schenk de aceton voorzichtig door de trechter met het vouwfilter.

- Giet 40 ml aceton bij de vaste stof en roer even.

- Filtreer de oplossing (suspensie) door het vouwfilter.

- Laat het residu op het filter aan de lucht drogen.

- Weeg de vaste stof. (Waarden liggen tussen 3-6 g/100 ml.)

1. Bereken het gewichtspercentage caseïne in melk.

2. Wat is het doel van het wassen met aceton?

3. Welke fouten staan in het voorschrift?

4. Welke verbeteringen stel je voor?

Met eenvoudige apparatuur maak je kaas op school.

De kaasfabricage gebeurt in fabrieken en op 'zuivelboerderijen'. Je kunt gemakkelijk thuis kaas maken. Werk hygiënisch: was je handen, zorg voor schone nagels. Neem eventueel nagels mee voor nagelkaas.

- thermostaatbak met water van 30^oC - 2 liter melk - 50 ml karnemelk -stremsel -pan van 3 liter - snijraam (of mes) - thermometer - kaasdoek - kaasvaatjes - maatcilinder

Let op: gebruik verse melk of gepasteuriseerde melk. Géén gesteriliseerde melk.

- Stel de thermostaat in op 30-31^oC.

- Vul een bekerglas met 2 liter melk en laat de melk op temperatuur komen.

- Voeg 10 druppels stremsel aan wat melk en 30 ml zuursel toe.

- Al roerend voeg je deze oplossing toe.

- Laat de melk 30 minuten stremmen. Snij vervolgens de massa 20 minuten met een scherp voorwerp, door rustige snijbewegingen te maken.

- Verwijder de wei (door middel van bijvoorbeeld vacuumafzuiging). Wei is een grondstof voor rivella.

- Voeg warm water toe van 55 ^oC (1 liter).

- Verhouding wei : water = 5 : 1,5.

- Snij 20 minuten en schenk de wei af.

- Breng de wrongel in een linnen doek en stop het geheel in een blikken busje met gaatjes (of in kaasvaatjes).

- Pers de wrongel.

- Duur van het persen is 45 minuten.

- Weeg het kaasje

- Maak een NaCl-oplossing van 5-8 gew.%, 13^oC.

- Dompel de 'kaas' hierin en laat een paar uur liggen.

- Doe de kaas in Al-folie.

- Na een paar weken is het verkregen produkt te eten.

Je leert op een snelle manier 'kaas' te maken. Je ziet dat eiwitten door zuur gemakkelijk denatureren.

De eiwitten in melk komen onder andere voor als globulaire eiwitten. Deze bolvormige complexen hebben op de buitenkant een negatieve lading. Toevoeging van zuur verandert de lading op de globulaire eiwitten. Ze klonteren samen. Je ziet dit

verschijnsel als melk zuur wordt (onder invloed van melkzuurbacteriën), er ontstaat een vlokkig eiwitneerslag in melk.

Enzymen in stremsel zorgen ook voor de denaturatie van de eiwitten. Er ontstaat wrongel.

- bekerglas 1 liter - bekerglas 500 ml - bekerglas 250 ml - maatcilinder 200 ml - roerstaaf - brander, driepoot met gaasje - 500 ml volle melk - 150 ml karnemelk - azijn - (evt. zout, bieslook, kruidnagelen)

- Doe 200 ml volle melk in een bekerglas.

- Voeg 50 ml karnemelk toe.

- Voeg 200 ml water toe.

- Verwarm de melk en karnemelk tot er een neerslag ontstaat en de vloeistof geel wordt.

- Laat de inhoud van het bekerglas afkoelen (evt. door er 200 ml koud water bij te schenken).

- Schenk de vloeistof af. Je houdt wrongel, gedenatureerd melkeiwit over. Spoel de wrongel enkele malen met warm water.

- Meng stukjes bieslook door de wrongel. Je hebt nu cottage-cheese gekregen.

- Doe 100 ml volle melk in een bekerglas van 250 ml.

- Voeg 25 ml azijn toe.

- Voeg 100 ml water toe.

- Roer even en schenk daarna de vloeistof af.

- Spoel eventueel met water om het zuur uit het neerslag te wassen.

- Vergelijk je produkt met dan van Uitvoering A.

Soms ontstaat er een heel fijn neerslag dat moeilijk is te filtreren. Bevestig dan met knijpers een stuk kaasdoek op de rand van een bekerglas en filtreer op deze manier.

Bij te snelle verhitting kan de melk aanbranden (uitvoering A). Verdunning met water voorkomt te snel aanbranden.

Overigens is met kefirkorrels, kefir te maken uit melk. Met kruidnagelen maak je nagelkaas.

1. Schrijf je waarnemingen in je practicumschrift.

2. Waarom moet je bij Uitvoering A de melk verwarmen en is dit bij proef B niet nodig?

3. Welke fouten staan in het voorschrift?

4. Welke suggesties ter verbetering heb je?

Eiwitten

Je onderzoekt of in levensmiddelen en natuurstoffen peptidebindingen aanwezig zijn. Een peptidebinding wijst op de aanwezigheid van eiwitten.

De biureet-test is een algemene testreactie op het voorkomen van peptidebindingen. Een alkalische koper(II)sulfaat-oplossing reageert met verbindingen die twee of meer peptideverbindingen bevatten; er worden dan violetgekleurde complexen gevormd. De intensiteit van de kleuring is een maat voor de hoeveelheid peptideverbindingen.

Deze testreactie is niet alleen specifiek voor peptidebindingen, aangezien ook

verbindingen met twee carbonylgroeperingen, die verbonden zijn door een CH₂ of een NH, eveneens een positieve reactie (dus violetkleuring) te zien geven.

De verbinding biureet geeft ook een positieve reactie; de naam van de testreactie is dan ook afgeleid van deze stof.

Benodigdheden

- reageerbuizen/reageerbuisjes - houten knijper - brander - ureum - 5% koper(II)sulfaat-oplossing - 1 M NaOH-oplossing - diverse levensmiddelen en natuurstoffen - filters - trechter

Uitvoering (A)

- Verhit ca. 500 mg ureum (spatelpunt) in een droge reageerbuis.

- Ga door met verhitten tot er opnieuw een vaste witte stof is gevormd. (De vaste stof smelt eerst en ontleedt dan.)

- Ruik voorzichtig (waaier) of houd een roerstaaf met geconcentreerd HCl vlakbij de buisopening.

- Voeg nu ca. 2 ml 1 M NaOH-oplossing toe.

- Meng goed.

-Voeg 5 druppels van een 5 gew. % koper(II)sulfaatoplossing toe.

Vragen

Uitvoering (B)

- Vul 4 microreageerbuizen voor de helft met respectievelijk een albumine- (kippe-eiwit), gelatine- (beendereiwit), caseïne- (melkeiwit) en zetmeeloplossing.

- Voeg aan elke buis 2 ml 1 M NaOH-oplossing toe en enkele druppels van een 5 gew. % koper(II)sulfaat-oplossing.

Uitvoering (C)

- Test de volgende levensmiddelen: groene erwten, bloem, linzen, kentozars, capucijners, gelatineblaadjes, suiker, zetmeel, melkpoeder. Maal zonodig in een koffiemolen.

- Verpulver zonodig het te testen voedsel.

- Roer ca. 1,5 gram van het poeder ca. 5 minuten met 10 ml water.

- Filtreer de vaste bestanddelen af.

- Voeg aan het filtraat 2 ml 1 M NaOH-oplossing toe en 5 druppels van een 5 gew. % koper(II)sulfaat-oplossing.

Vragen

1. Welke stoffen bevatten eiwitten?

2. Welke onhandigheden staan in het voorschrift?

3. Welke verbeteringen stel je voor?

Je laat zien dat tijdens de verhitting van aminozuren en suikers aromastoffen worden gevormd. Bekend is de Lobry de Bruyn Alberda van Ekenstein-omlegging in koolhydraten.

Aminozuren en suikers bevatten reactieve groepen. Tijdens verhitting treden veel reacties op tussen deze groepen. Er ontstaan nieuwe stoffen die voor (aangename) aroma's zorgen.

Benodigdheden

- porseleinen schaaltje - brander - spatel -spuitfles met water - glucose - leucine - proline

Uitvoering (A)

- Verhit in een porseleinen schaaltje voorzichtig een (droog) 1:1-mengsel van glucose en proline. Een spatelpunt van beide stoffen is voldoende.

- Voeg enkele druppels water toe.

Uitvoering (B)

- Verhit in een porseleinen schaaltje voorzichtig een (droog) 1:1-mengsel van glucose en leucine. Een spatelpunt van beide stoffen is voldoende.

- Voeg na afkoelen enkele druppels water toe.

Vragen

3 ONBREEKBARE BOTTEN

Botten zijn opgebouwd uit onder andere calciumfosfaat en collageen. Collageen is bindweefsel, het bestaat uit eiwitten. Collageen lost slecht op. Alleen door botten heel lang te koken is het collageen op te lossen. Je krijgt dan gelatine. Collageen zorgt voor de veerkracht van de botten en de zouten zorgen voor de stevigheid. Als je de zouten oplost, verdwijnt de stevigheid, maar de veerkracht blijft behouden. Je kunt de proef thuis doen.

Benodigdheden

- een bot (rund, varken, kip)

- bekerglas, maatcilinder of een jampot

- pan

-een zuur

- Kook het bot ongeveer een half uur in water. Je verwijdert zo de restjes vlees en vet. Je kunt eventueel een scheutje afwasmiddel toevoegen.

- Spoel het bot af onder de kraan.

- Leg het bot een nacht in 1 M zoutzuur, of een paar dagen in schoonmaakazijn.

- Spoel het bot af en probeer het te buigen. Als dit niet lukt, leg het dan terug in het zuur en wacht nog een dag.

Het bot is veerkrachtig geworden. Je kunt het buigen zonder dat het breekt. Hoe lang het bot in het zuur moet blijven liggen, hangt af van de dikte van het bot en van het zuur dat je gebruikt. Hoe dikker het bot hoe langer je met een hard hoofd moet wachten op een buigbaar bot.

N.B. Een verwante proef kun je uitvoeren met een ei. Leg een ei in zoutzuur (1M) of in (schoonmaak)azijn. De schaal lost op, de stevigheid van het ei verdwijnt. Een eischaal bestaat vooral uit calciumcarbonaat.

Proef 2. 4 Eenvoudige elementanalyse.

Doelen: Je onderzoekt welke elementen in een aantal levensmiddelen voorkomen.

Inleiding: De elementen koolstof, waterstof, stikstof en zwavel kunnen op een eenvoudige manier worden aangetoond.

Thermolyse van een verbinding met koolstof laat een zwarte roetmassa zien. Waterdruppels wijzen op de aanwezigheid van waterstof in een verbinding. Bij (gedeeltelijke) ontleding van stikstofhoudende stoffen ontstaat ammoniak en diwaterstofsulfide.

Bij de uitvoering worden H₂O, NH₃ en H₂S met behulp van een reagens aangetoond.

Vooraf moet de te analyseren stof grondig worden gedroogd. Nu kan het eiwit van een (hardgekookt ei niet bij 100 ºC worden gedroogd; het eiwit ontleedt dan namelijk al (geel- tot bruinkleuring). Een nacht in een droogstof op ca. 50 ºC kan nog wel. Overigens: een klein beetje geel kan geen kwaad; hierbij wordt het eiwit hard en glazig.

Benodigdheden:

- reageerbuizen - reageerbuisrek - houten knijper - brander

-spatel - wit koper(II)sulfaat (dit is ter plekke te maken door in een reageerbuis blauw koper(II)sulfaat, 2 HIO te verhitten) -universeel indicatorpapier - loodacetaatpapier - geconcentreerde HCl -verse droge levensmiddelen (gelatine, suiker, maïzena, gepulverde bonen) - eventueel haren, nagels, wol, katoen

Uitvoering:

-Doe een spatelpunt droge stof (levensmiddel) in een reageerbuis.

-Verwarm de buis in een kleine kleurloze vlam.

-Let vooral op het boveneind van de reageerbuis.

-Houd een spatelpuntje wit kopersulfaat (op een microspatel) boven in de reageerbuis.

-Let op druppels in de reageerbuis.

-Verwarm de buis krachtiger.

-Houd een vochtig indicatorpapiertje bij het buiseind.

-Houd de dop van de fles met geconcentreerd HCl bij de buisopening. Liever een roerstaaf die in gec. HCl is gedompeld. -Houd een vochtig loodacetaatpapiertje bij het buiseind.

Vragen:

1. Noteer je waarnemingen in een tabel in je practicumschrift.

 bv. Waarnemingen buiseind kopersulfaat indicatorpapier HCl PbAc

bonen

maïzena

suiker

2. Wit kopersulfaat is een reagens op water.

Wat wordt daarmee bedoeld?

3. Met het lood(II)acetaatpapiertje toon je de aanwezigheid van zwavel (sulfide) aan. Geef de reactievergelijking.

4. Welke kleur krijgt het indicatorpapiertje? Welke conclusie trek je daaruit?

5. Welke fouten staan in het voorschrift?

6. Welke verbeteringen stel je voor?

Proef 2.5

Titel: Kwalitatieve analyse van stikstof.

Doel: Je onderzoekt diverse levensmiddelen op de aanwezigheid van stikstof.

Inleiding: Het voorkomen van stikstof in voedsel kan m.b.v. een variant op de proef van Lassaigne. Bij de proef van Lassaigne wordt het stikstof omgezet in cyanide door gloeien met metallisch natrium. Het cyanide wordt vervolgens aangetoond door de vorming van Berlijns blauw, NaFe(II)Fe(III)(CN)₆.

Omdat de nadelen, die kleven aan het gebruik van metallisch natrium, te omzeilen, wordt het natrium middels een thermietreaktie gemaakt uit magnesium en natriumcarbonaat (watervrij).

Mg (s) + Na₂C0₃(s) ----> MgCO₃ (s) + Na (s)

 Eiwitstikstof + Na ----> NaCN ---> ---> Berlijns Blauw

Benodigdheden: (voor ca. 25 bepalingen) -2,8 g Na₂C0₃ fijngepoederd -0,7 g Mg-poeder (fijn) -diverse voedingsmiddelen, fijngepoederd, zoals: caseïne, gelatine, zetmeel.

-25 microreageerbuisjes

-houten knijpers

-druppelplaatjes

-druppelflesje met een Fe(II)SO₄ oplossing* -druppelflesje met een FeCl₃ oplossing*

-druppelflesje met 2M HCl-oplossing

*spatelpunt in 25 ml water. Ook andere oplosbare Fe²⁺ en Fe³⁺ zouten zijn geschikt.

Uitvoering:

-Meng het Mg poeder en het Na₂C0₃ poeder grondig. Niet samen in een mortier fijnwrijven; door de wrijvingswarmte kan de reactie al beginnen. -Doe twee microspatelpunten van dit mengsel in een microreageerbuis. -Voeg ca. evenveel caseïne toe.

-Meng door omschudden.

-Verhit het mengsel krachtig in de vlam van een bunsenbrander. (Er ontwijken bruine dampen die een indicatorpapiertje blauwkleuren (NH₃), In de buis zijn vuurverschijnselen waar te nemen). -Sla de hete buis voorzichtig stuk op een druppelplaatje waarop zich enkele druppels water bevinden. (Dit gaat gepaard met vuurverschijnselen, restanten natrium reageren met water.

De hoeveelheid water moet zo klein mogelijk blijven om een zo hoog mogelijke concentratie aan cyanide te verkrijgen). -Zuig m.b.v. een pasteurpipet enkele druppels van de verkregen oplossing op.

-Breng deze over in een van de andere 'kuiltjes' van de druppelplaat -Voeg vervolgens twee druppels 2M HCl-oplossing toe en twee druppels van elk van de Fe-oplossingen.

-Herhaal de proef met twee andere levensmiddelen. Kies ook een voedingsmiddel waarin géén eiwit voorkomt.

Illustraties ontbreken.

(Er ontwijkt CO₂, doordat de overmaat Na₂CO₃ geneutraliseerd wordt en de oplossing kleurt blauw. Na het stukslaan van de microreageerbuis wordt vaak een troebele oplossing verkregen. In plaats van het pipetteren van deze oplossing kan de oplossing ook opgezogen worden in een stukje filtreerpapier (ca. 1 x 1 cm ). Vervolgens worden de zuur- en ijzeroplossing bij het filtreerpapiertje gedruppeld). 

Vragen:

1. Schrijf je waarnemingen nauwkeurig in je practicumschrift.

2. Waardoor wordt het bruisen veroorzaakt?

3. Welke levensmiddelen bevatten stikstof?

4. Welke fouten staan in het voorschrift?

5. Welke verbeteringen stel je voor?

Opmerking: De ontledingsprodukten van deze stoffen stinken nogal. Met de geur van geschroeid haar kan de neus ook gebruikt worden om kwalitatief aminozuren (stikstof) aan te tonen.

Proef 2.6 (analoog 2.1)

Titel: Biureet-test op peptide-bindingen.

Doel: Je onderzoekt of in levensmiddelen en natuurstoffen peptidenbindingen aanwezig zijn. Een peptidenbinding wijst op de aanwezigheid van eiwitten.

Inleiding: De biureet-test is een algemene testreactie op het voorkomen van peptidenverbindingen. Een alkalische koper(II)sulfaatoplossing reageert met verbindingen die twee of meer peptidenverbindingen bevatten; er worden dan violetgekleurde complexen gevormd. De intensiteit van de kleuring is een maat voor de hoeveelheid peptidenverbindingen.

Deze testreactie is niet alleen specifiek voor peptidenbindingen, aangezien ook verbindingen met twee carbonylgroeperingen, die verbonden zijn door een - CH₂ - of een - NH -, eveneens een positieve reactie (dus violetkleuring) te zien geven.

De verbinding biureet (structuurformule zie een boek) geeft ook een positieve reactie; de naam van de testreactie is dan ook afgeleid van deze stof.

Benodigdheden:

- reageerbuizen - houten knijper - brander ureum

- 5% koper(II)sulfaatoplossing - geconcentreerd ammoniak neus

- 1 M NaOH-oplossing - diverse levensmiddelen en natuurstoffen

- filters - trechter - reageerbuisjes.

Uitvoering:

A. Biureet-reactie.

-Verhit ca. 500 mg ureum (spatelpunt) in een droge reageerbuis.

-Ga door met verhitten tot er opnieuw een vaste witte stof is gevormd (De vaste stof smelt eerst en ontleedt dan.) -Ruik voorzichtig of houd een roerstaaf met geconcentreerd HCl vlakbij de buisopening.

-Voeg nu ca. 2 ml 1 M NaOH-oplossing toe. -Meng goed.

-Voeg 5 druppels van een 5 gew. % koper(II)sulfaatoplossing toe.

Vragen A:

Wat gebeurt er als je ureum verhit?

1. Welke stof ruik je tijdens de verhitting?

2. Geef de reactie tussen het ontwijkende gas en het HCl.

3. Welke kleur krijgt de oplossing nadat je de koper(II)sulfaatoplossing hebt toegevoegd?

4. Welke fouten staan in het voorschrift?

5. Welke verbeteringen stel je voor?

B. Biureet met eiwitoplossingen.

-Vul 4 microreageerbuizen voor de helft met respectievelijk een albumine(kippeneiwit) gelatine- (beendereiwit), caseïne- (melkeiwit) en zetmeel-oplossing.

-Voeg aan elke buis 2 ml 1 M NaOH-oplossing toe en enkele druppels van een 5 gew. % koper(II)sulfaatoplossing.

C. Biureet met voedsel.

-Test de volgende levensmiddelen: groene erwten, bloem, linzen, kapucijners, gelatineblaadjes, bruine bonen, melkpoeder. Maal in een koffiemolen.

-Verpulver zonodig het te testen voedsel.

-Roer ca. 1,5 gram van het poeder ca. 5 minuten met 10 ml water.

-Filtreer de vaste bestanddelen af.

-Voeg aan het filtraat 2 ml 1 M NaOH-oplossing toe en 5 druppels van een 5 gew. % koper(II)sulfaatoplossing.

Vragen:

1. Welke stoffen bevatten eiwitten?

2. Welke fouten staan in het voorschrift?

3. Welke verbeteringen stel je voor?

Proef 2.7

Titel: Xanthoproteine-test. 

Doelen: Je onderzoekt eiwitten op de aanwezigheid van aromatische aminozuren.

Inleiding: De xanthoproteïne-test is een testreactie op aromatische aminozuren. In de reactie met geconcentreerd salpeterzuur wordt de aromatische ring genitreerd ("elektrofiele aromatische substitutie"), waarbij geelgekleurde nitroverbindingen ontstaan.

Wordt op deze wijze de aromatische ring van tyrosine genitreerd, dan ontstaat er een verbinding met zure eigenschappen; in basisch milieu (in anionvorm aanwezig) is deze verbinding intens geel gekleurd.

Zie boek bio-organische chemie voor reactievergelijkingen

Benodigdheden:

-reageerbuisrek - microreageerbuizen - oplossing van 1% gelatine, albumine en caseïne - pasteurpipetjes - warmwaterbad, waterbadrekje

-geconcentreerd HN0₃ - geconcentreerd NaOH-oplossing.

Uitvoering:

-Vul drie microreageerbuizen voor de helft met een oplossing van respectievelijk albumine, gelatine en caseïne. -Voeg m.b.v. een pasteurpipet ca. 1 ml geconcentreerd HN0₃ toe. -Verwarm de buizen + inhoud gedurende 30 seconden in een heet waterbad. -Druppel na afkoeling tot kamertemperatuur geconcentreerd NaOH-oplossing

toe totdat de oplossing basisch reageert.

Vragen:

1. Welke kleurveranderingen neem je waar?

2. Welk eiwit bevat het meeste aromatische aminozuren?

3. Welke fouten staan in het voorschrift?

4. Welke verbeteringen stel je voor?

Proef 2.8

Titel: Zwaveltest op eiwit.

Koolhydraten 

Je onderzoekt een aantal koolhydraten op de aanwezigheid van oxideerbare groepen.

Inleiding

Aldehyden kunnen geoxideerd worden tot carbonzuren, ook aldoses kunnen geoxideerd worden tot carbonzuren. Het oxidatiemiddel wordt daarbij gereduceerd, vandaar dat suikers met deze eigenschap de naam reducerende suikers hebben gekregen.

Twee reagentia worden gewoonlijk voor deze testreacties gebruikt:

1. Fehling-reagens, een basische koper(II)sulfaat-oplossing

Als base wordt NaOH (aq) of NH₃ (aq) gebruikt. Het koper-ion wordt gereduceerd tot koper(I)oxide dat als een spiegel op de wand van de reageerbuis neerslaat. Soms ontstaat een bruine troebeling.

2Cu (NH₃)²⁺₄ (aq) + H₂O (l) + 2e^- ----> Cu₂O (s) + 6NH₃ (aq) + 2 NH₄⁺ (aq)

2. Tollens-reagens

Op analoge manier wordt uit een ammoniakale zilveroplossing een zilverspiegel gevormd. (Het glaswerk moet wel heel schoon zijn.)

Ook ketosuikers kunnen reducerend gedrag vertonen. In basisch milieu treedt namelijk isomerisatie op, waardoor uit ketosuikers aldoses ontstaan. Ketosuikers reageren in het algemeen langzamer dan aldoses.

NB. Ook aldehyden als aceetaldehyd (ethanal) en formaldehyd (methanal) geven een positieve testuitslag.

- diverse koolhydraten (suikers) - Test reagentia

* Fehling A: 0,7 g CuSO₄ . 7H₂O in 10 ml water

* Fehling B: 3,5 g K,Na tartraat + 1,0 g NaOH(s) oplossen in 10 ml water

Als de oplossingen direct worden gebruikt, kunnen deze bij elkaar gevoegd worden. Wil je ze later gebruiken, bewaar ze dan apart.

-(micro)reageerbuizen - reageerbuisrek - bekerglas -thermometer -waterbadrekje - houten knijper

Probeer de proeven met bijvoorbeeld appelsap, stukjes appel, rivella, tabak, melkpoeder, sacharose (tafelsuiker), gelatine, caseïne

Doe in een reageerbuis ca. 10 ml van een AgNO₃-oplossing (1% doet het prima) en 2 ml van een ammoniakoplossing (bijvoorbeeld 4 M).

Uitvoering

- Doe 1 ml van een suikeroplossing (ca. 1 g/100 ml) in een reageerbuis.

- Voeg 30 druppels van de gecombineerde Fehling-oplossing toe (15 druppels A + 15 druppels B).

- Zet de buizen 5 minuten in het waterbadrekje bij 80^oC (of voorzichtig in vlam).

- Herhaal de proef met Tollens-reagens.

Vragen

1. Schrijf je waarnemingen in je practicumschrift.

2. Welke conclusies trek je uit je waarnemingen?

3. Welke fouten staan in het voorschrift?

4. Welke suggesties ter verbetering heb je?

Doelen

Je onderzoekt diverse levensmiddelen op de aanwezigheid van vertakte en onvertakte zetmeelketens.

Inleiding

Polysuikers (dextrinen en polysachariden) zijn gespiraliseerd in helices. De 'tunnels' die op deze manier gevormd worden kunnen joodmoleculen opnemen. Stijfsel bestaat voornamelijk uit onvertakte suikerketens en levert met jood een donkerblauwe tot zwarte kleur.

In maismeel (maïzena) bevinden zich ook vertakte polysachariden (amylopectine). Dit levert met jood een rood-zwarte kleur.

Door verwarming wordt het complex ontleed en verdwijnt de kleur, na afkoelen keert de kleur weer terug. Er is sprake van een temperatuurafhankelijk evenwicht.

Benodigdheden

- ood-reagens (0,005 M oplossing van I₂ (127 mg I₂ in 100 ml) in een 0,01 M KI-oplossing (1,68 g KI/100 ml)

- eageerbuizen - houten knijper - brander - diverse levensmiddelen (maïzena, bloem, etc.) - niet-koolhydraten (gelatine, caseïne)

Uitvoering

- Doe een spatelpunt aardappelzetmeel in 10 ml water, roer.

- Voeg enkele druppels van de I₂-oplossing toe.

- Doe hetzelfde met maïzena en met dextrine in plaats van aardappelzetmeel.

- Verwarm de oplossingen en laat ze weer afkoelen.

- Snij een appel of andere vrucht door en druppel een beetje van de I₂-oplossing op het vruchtvlees.

- Doe de proef met een niet-koolhydraat.

Vragen

1. Noteer je waarnemingen in je practicumschrift.

2. Welke conclusie trek je uit je waarnemingen?

3. Welke fouten staan in het voorschrift?

4. Welke verbeteringen stel je voor?

Proef 3.3

Leuko blauwe fles

Doel: Illustratie zuurstofverbruik bij oxidatie glucose

Benodigdheden: 500 ml maatkolf, of stoperlenmeyer -2 gram glucose 1 ml 1% methyleenbauwoplossing in water 2 gram NaOH (pil) of scheutje oplossing.

Uitvoering

Vul de maatkolf voor de helft met water. Voeg toe: 2 gram NaOH (los op door omzwenken), 2 gram glucose (of een andere reducerende suiker), 1 ml methyleelblauw 1% oplossing.

Doe de stop op de maatkolf, schud krachtig. De oplossing kleurt blauw. Stop met schudden. De blauwe kleur verdwijnt langzaam. Opnieuw schudden: blauw. Let op de bovenkant van de oplossing (blauwe tint door contact met luchtzuurstof).

Methyleenblauw in de gereduceerde vorm (leukomethyleenblauw) is kleurloos. Als de zuurstof in de oplossing opraakt reageert methyleenblauw met glucose tot kleurloos leukomethyleenblauw. Schudden brengt zuurstof in de oplossing en leukomethyleenblauw wordt geoxideerd tot methyleenblauw. Leuk hè.

Test je uitgeademde lucht. 

Proef 3.4 Titel: Benedict test.

Doelen: je identificeert reducerende suikers.

Inleiding.

Benedict test is een testreaktie op reducerende suikers. De chemie van deze test komt overeen met die van de Fehling-test. Het Benedict reagens is echter beter houdbaar dan het Fehling reagens. Het reageert ook met water oplosbare aldehyden die geen suiker zijn, bv. aceetaldehyd (ethanal).

Benodigdheden:

- diverse suikers (fructose, lactose, sacharose) - reageerbuizen - waterbad - brander + driepoot - Benedict reagens - aceetaldehyd

Benedict reagens:

Los 86,5 g gekristalliseerd natriumcitraat en 50 g watervrij natriumcarbonaat op in ca. 350 ml water en voeg de verkregen oplossing onder roeren toe aan een oplossing van 8,65 9 gekristalliseerd koper(II)sulfaat in 50 ml water.Voeg vervolgens water toe tot een totaal volume van 500 ml.

Uitvoering:

Benedict test.

-Breng 1 ml van de te testen koolhydraatoplossing in een reageerbuis. -Voeg 5 ml Benedict reagens toe.

-Verwarm het resulterende mengsel vervolgens ca. 5 min. in een kokend waterbad.

-Vorming van een rood, geel of groen neerslag duidt op een reducerende suiker.

-Voer deze testreactie uit met fructose, glucose, lactose, sacharose en aceetaldehyd (ethanal).

Vragen:

1. Schrijf je waarnemingen overzichtelijk in je practicumschrift.

2. Welke suikers zijn reducerend?

3. Welke fouten staan in het voorschrift.

4. Welke verbeteringen stel je voor?

Proef 3.5

Titel: Seliwanoff test.

Doelen: Je onderzoekt ketosuikers en aldo-suikers.

Inleiding: Deze test is gebaseerd op het verschil in reactiesnelheid van

de dehydratatie tussen een ketohexose en een aldohexose. Een ketohexose

reageert sneller dan een aldohexose.

Fructose (een ketohexose) reageert positief. Sucrose (disacharide)

reageert aanvankelijk niet. Na enige tijd hydrolyseert dit disacharide in glucose (aldose) en fructose (ketose) en reageert dan alsnog met een rode verkleuring van de oplossing. Zie ook de toelichting bij de Molisch test.

Benodigdheden:

- Seliwanoff reagens: 0,05 gew.% oplossing van resorcinol in 3 M HCl

- reageerbuizen - waterbadrekje - bekerglas 25 ml - brander

- driepoot + gaasje

Uitvoering: Seliwanoff test.

-Breng 1 ml van de te testen koolhydraatoplossing in een reageerbuis. -Voeg 5 ml Seliwanoff reagens toe.

-Verwarm het resulterende mengsel 5 minuten in een kokend waterbad. -Voer de proef uit met glucose, fructose, lactose en sacharose.

Vragen:

1. Schrijf je waarnemingen in je practicumschrift.

a. Welke kleuren neem je waar? b. Welke verbinding veroorzaakt het snelst kleuring?

2. Welke conclusies trek je uit je waarnemingen?

3. Welke fouten staan in het voorschrift.

4. Welke verbeteringen stel je voor?

Proef 3.6 Titel: Jood test. (Analoog 3.2)

Doelen: Je onderzoekt diverse levensmiddelen op de aanwezigheid van vertakte en onvertakte zetmeelketens.

Inleiding Jood test:

Polysuikers (dextrinen en polysachariden) zijn gespiraliseerd in helices. De "tunnels" die op deze manier gevormd worden kunnen joodmoleculen opnemen.

Stijfsel bestaat voornamelijk uit onvertakte suikerketens en levert met jood een donkerblauwe tot zwarte kleur.

In maïsmeel (maïzena bevinden zich ook vertakte polysachariden (amylopectine) dit levert/jood een rood-zwarte kleur.

Door verwarming wordt het complex ontleed en verdwijnt de kleur, na afkoelen keert de kleur weer terug.

Er is sprake van een temperatuur afhankelijk evenwicht.

Benodigdheden:

joodreagens (0,005 M oplossing van I₂ (127 mg I₂ in 100 ml) in een 0,01 M KI-oplossing (1,68 g KI/100 ml). reageerbuizen - houten knijper - brander - diverse levensmiddelen (maïzena, bloem,..... )

niet-koolhydraten (gelatine, caseïne).

Uitvoering:

-Doe een spatelpunt aardappelzetmeel in 10 ml water, roer.

-Voeg enkele druppels van de I₂-oplossing toe.

-Doe hetzelfde met maïzena en met dextrine in plaats van aardappelzetmeel.

-Verwarm de oplossingen en laat ze weer afkoelen.

-Snij een appel of andere vrucht door en druppel een beetje van de I₂-oplossing op het vruchtvlees.

-Doe de proef met een niet-koolhydraat.

Vragen:

1. Noteer je waarnemingen in je practicumschrift.,

2. Welke conclusie trek je uit je waarnemingen?

3. Welke fouten staan in het voorschrift?

4. Welke verbeteringen stel je voor?

Proef 3.7

Titel: Barfoed test.

Doelen: Je onderzoekt of suikers behoren tot de reducerende mono- of disachariden.

Barfoed test: onderscheid tussen reducerende mono- en disachariden. Deze test verloopt analoog aan de Benedict test.

Het Barfoed reagens reageert echter sneller met reducerende monosachariden dan met reducerende disachariden.

Ook hier ontstaat rood koper(I) oxide.

RCHO + 2Cu ²⁺+ + 2H₂O ----> RCOOH + Cu₂0 + 4H⁺

Benodigdheden: Barfoed reagens.

Barfoed reagens: Los 13,3 g gekristalliseerd koper(II)acetaat op in 200

ml 1 gew.% azijnzuur (oplossing in water) - fructose - glucose

- sacharose - lactose - reageerbuizen - waterbadrekje

- bekerglas 250 ml - driepoot + gaasje - brander

Uitvoering:

-Breng 1 ml van een koolhydraatoplossing in een reageerbuis. -Voeg 5 ml Barfoedreagens toe.

-Verwarm het mengsel 5 minuten in een kokend waterbad.

-Voer de proef uit met glucose, sacharose, lactose en fructose.

Vragen:

1. Noteer je waarnemingen in je practicumschrift.

2. Welke oplossingen laten het snelst een verkleuring/neerslagvorming zien?

3. Welke conclusie trek je uit je waarnemingen?

4. Welke fouten staan in het voorschrift?

5. Welke verbeteringen stel je voor?

Proef 3.8 Titel: Stikstof in plantaardig en dierlijk eiwit.

Doel: je onderzoekt diverse voedingsmiddelen op de aanwezigheid van stikstof.

Inleiding.

Eiwitten bevatten gemiddeld 16 massa% N.

Stikstof is dus een goede indicatie voor de aanwezigheid van eiwitten in voedingsmiddelen. Door eiwitten samen met vast natriumhydroxide te verhitten, ontstaat ammoniak.

Veiligheid:

Natriumhydroxide is een bijtende en blaartrekkende stof. Wees er voorzichtig mee. 

Benodigdheden:

-reageerbuis, -houten knijper, -spatel, -NaOH-pillen, -universeel indicator papier, -diverse gedroogde voedingsmiddelen (bv. melkpoeder, bloem, maïzena, suiker, gelatine)

Uitvoering.

Doe ongeveer een halve spatel gelatinepoeder in een reageerbuis.

Doe er een spatel fijngemaakte NaOH-pillen bij.

Verhit de reageerbuis met het mengsel eerst voorzichtig en daarna krachtig.

Houd een vochtig universeel indicatorpapiertje bij de buisopening. Herhaal de proef met andere voedingsmiddelen (of met kunstmest, proef 2, maar nooit met NH₄N0₃)

Vragen en opdrachten.

1. Welk effect heeft het ontwijkende gas op het vochtige indicatorpapier?

2. Welke voedingsmiddelen die je getest hebt, bevatten stikstof (en waarschijnlijk eiwit)?

3. Kloppen je waarnemingen met de informatie die op de verpakking van de voedingsmiddelen staat?

4. Bestudeer het diagram en beantwoord de volgende vragen.

a. Hoe verandert de concentratie aan nitraat in de bodem door bemesting met gier en mest.

b. Zorgen bacteriën voor een toename of voor een afname van nitraat in de bodem?

Vragen en opdrachten.

1. Wat is de structuurformule van decanol?

2. Verklaar de waarnemingen aan de hand van de structuurformule van decanol.

Toelichting:

Maak vooraf de NaOH-pillen kleiner. Dit gaat namelijk niet gemakkelijk. De proef is ook uit te voeren met (droge) compost of met vismeel, gedroogd bloed, haren, nagels enz.

Lipiden

4.1 CHLOROFYL

Je onderzoekt het gedrag van chlorofyl in verschillende oplossingen.

Chlorofyl bevat Mg²⁺ als centraal ion. Vervanging van Mg²⁺ door bijvoorbeeld 2H⁺, Cu²⁺ of Zn²⁺ beïnvloedt de kleur.

Benodigdheden

- 5 bekerglazen 100 ml - 25 gram groente (spinazie, boerenkool [Alex; 'Wel eerst de vorst erover!], eventueel gras) (zelf meenemen)

- driepoten + gaasje - branders - 5 horlogeglazen - maatcilinder 50 ml

- roerstaaf - demi-water - 0,1 M NaOH-oplossing - 0,05 M H₂SO₄-oplossing - 0,1 M CuSO₄-oplossing - trechter - reageerbuizen - reageerbuisrek - glaswol of watten

- Maak de groente fijn.

- Doe in elk van de vijf bekerglazen 5 gram groente.

- Voeg toe aan bekerglas nummer:

1 50 ml demi-water

2 50 ml leidingwater

3 50 ml 0,1 M NaOH

4 50 ml 0,05 M H₂SO₄

5 50 ml 0,1 M CuSO₄

- Schrijf de kleur van de oplossingen in je practicumschrift.

- Kook de oplossingen 10 minuten. Dek het bekerglas af met een horlogeglas.

- Filtreer de oplossingen in een reageerbuis.

- Noteer de kleuren van de oplossingen in je practicumschrift.

N.B. Als de oplossingen in een rondbodemkolf onder reflux worden gekookt, kun je een scheutje (5 ml) ethanol toevoegen. Chlorofyl is dan beter oplosbaar.

Een alternatieve manier om chlorofyl vrij te maken, bestaat uit het vijzelen (met mortier en stamper): de groente in de mortier, zand toevoegen, wrijven. Eventueel ethanol/water toevoegen.

Vragen

1. Schrijf je waarnemingen overzichtelijk in je practicumschrift. Gebruik nummer 1 als referentiekleur.

2. Geef aan waardoor de kleurveranderingen optreden.

3. Welke onhandigheden staan in het voorschrift?

4. Welke verbeteringen stel je voor?

Mogelijke variaties: probeer andere zoutoplossingen, kort/lang koken

4.2 WATERGEHALTE IN VETTEN

Je ziet dat margarines en boter water bevatten. Je vergelijkt verschillende merken met elkaar.

Toevoeging van emulgatoren aan vetten maakt het mogelijk een vet-water-emulsie te maken. Moleculen met polaire en a-polaire delen zorgen ervoor dat vet en water niet ontmengen. Bekende emulgatoren zijn mono- en diglyceriden en bepaalde soorten eiwit.

- bekerglas 250 ml - waterbadrekje - reageerbuizen of bekerglazen 100 ml - brander - driepoot + gaasje - meetlatje - diverse soorten vet (margarine, halvarine, reuzel, braadvet, roomboter, etc.)

Uitvoering

- Vul reageerbuizen of bekerglazen 100 ml voor de helft met resp. margarine, halvarine, reuzel, braadvet en roomboter (gebruik eventueel een föhn voor verwarming).

- Plaats de buizen in een waterbadrekje in een bekerglas met warm water (zodanig dat de vetten smelten).

- Bepaal met een meetlatje ruw de waterinhoud van de verschillende vetten.

N.B. Een betere scheiding tussen de vet- en waterlaag is te krijgen door (keuken)zout toe te voegen aan de buisinhouden. Voor de leerlingen zal deze behandeling moeilijk uit te leggen zijn. De ionen zorgen voor een verhoogde polariteit van de oplossing. De ionen worden door watermoleculen gehydrateerd, dit bemoeilijkt de menging (emulsievorming) van vet en water.

Vragen

1. Geef je meetwaarden overzichtelijk weer.

2. Welk vet bevat het minste water?

3. Welk verband is er tussen het watergehalte en de geschiktheid als braadvet?

4. Welke onhandigheden staan in het voorschrift?

5. Welke suggesties ter verbetering van deze proef heb je?

4.3 EXTRACTIE OLIËN EN VETTEN

Doelen

Je bepaalt semi-kwantitatief de hoeveelheid olie/vet in vruchten en noten.

Inleiding

Oliën en vetten zijn a-polair. Je kunt ze gemakkelijk met organische oplosmiddelen extraheren.

Benodigdheden

- avocado (zelf meenemen) - apennoten - bekerglas 100 ml - rondbodemkolf - bolkoeler - verwarmingsmantel - pet-ether 40-60 (of dichloormethaan, of een ander middel. Dichloormethaan is inmiddels verboden voor gebruik op school) - ontkleuringskool - MgSO₄ - porseleinen schaal - warmwaterbad - roerstaaf - mesje - trechter - glaswol of watten - broom in pet-ether (of in dichloormethaan) - reageerbuis - vork - rondbodemkolf 100 ml

Uitvoering

- Doe 100 gram fijngemaakt vruchtvlees van een avocado in een rondbodemkolf van 250 ml.

- Voeg 100 ml petroleum-ether of dichloormethaan toe.

-Voeg een schepje ontkleuringskool toe.

- Reflux de inhoud 10 minuten.

- Koel de inhoud van de kolf af (stromende kraan).

- Filtreer de inhoud van het bekerglas.

- Verwijder de pet-ether met een rotatieverdamper (als deze niet aanwezig is, dan kan dat ook door het oplosmiddel te verdampen boven een heet waterbad -au-bain-Marie- in de zuurkast).

- Weeg de rondbodemkolf voor en na het overgieten.

- Giet het residu in een reageerbuis en weeg het.

- Voeg enkele druppels van een broomoplossing in pet-ether toe. (Broom is reagens op onverzadigde vetten).

- Voer de proef ook uit met 25 gram fijngestampte apennoten (gebruik eventueel een soxhlet-apparaat).  

Opmerking

Vragen

1. Hoeveel gewichtsprocent olie/vet bevat de avocado?

2. Hoeveel gewichtsprocent olie/vet bevatten de apennoten?

3. Waardoor hoef je bij de extractie van apennoten de pet-ether-laag niet te drogen?

4. Waartoe moet je deze proef in de zuurkast uitvoeren?

5. elke onhandigheden staan in het voorschrift?

6. Welke suggesties ter verbetering van deze proef heb je?

N.B. Probeer de proef eens met vette vis (bijvoorbeeld makreel, paling) of met chips.

Proef 4.4

Titel: Verzepingsgetal triglyceriden.

Doelen: Je bepaalt kwalitatief de lengte van de vetzuurketens in vetten en oliën.

Inleiding: Het verzepingsgetal geeft aan hoeveel mg. KOH er nodig is voor de volledige verzeping van 1,0 g triglyceride. Het te testen triglyceride wordt daartoe verzeept met een overmaat alcoholische loog (KOH opgelost in ethanol), waarna de overmaat met een gestelde HCl-oplossing wordt teruggetitreerd.

Doe de proef met een van de volgende triglyceriden: slaolie, margarine, roomboter en halvarine. Aangezien halvarine voor ongeveer de helft uit water bestaat, moet je hiervan meer afwegen.

De verzepingsgetallen liggen tussen de 90 en 200 mg KOH per gram triglyceride.

Benodigdheden:

- margarine, slaolie, braadvet - 0,5000 M KOH in ethanol - pipet 25 ml

- buret 50 ml - weegflesje - kooksteentjes/glasparels - 2 x rondbodemkolf 100 ml - koeler - 0,5000 M HCl fenolftaleïne-oplossing.

Uitvoering:

-Weeg in een rondbodemkolf van 100 ml op de bovenweger ca 2 gram van het te onderzoeken triglyceride nauwkeurig af, tot op 0,01g -Voeg met behulp van een pipet precies 25,00 ml van een 0,5000 M alcoholische KOH-oplossing toe.

-Voeg enkele kooksteentjes aan de oplossing toe aan de inhoud van de rondbodemkolf.

-Plaats er een terugvloeikoeler op.

-Kook het mengsel gedurende een uur onder terugvloeikoeling.

-Zwenk de kolf + inhoud zo nodig af en toe om.

-Verwijder na een uur de koeler en titreer de nog warme oplossing met een gestelde zoutzuuroplossing.

-Gebruik fenolftaleïne als indicator bij deze reactie, voeg ca. 10

druppels toe.Voer de bepaling in duplo uit.

Vragen

1. Geef de reactievergelijking van de verzeping van een triglyceriden.

2. Bereken het verzepingsgetal van het vet of de olie.

3. Heeft een vet met lange vetzuurketens een hoger of lager verzepingsgetal dan een vet met korte vetzuurketens? Licht je antwoord toe.

4. Welke fouten staat in het voorschrift?

5. Welke verbeteringen van de proef stel je voor?

Proef 4.5

Titel: Test op onverzadigde oliën en vetten.

Doel: Je probeert met behulp van bleekwater, NaI en NaBr kwalitatief de mate van onverzadigdheid van olie en vet vast te stellen.

Inleiding: Bleekwater bevat hypochloriet (NaOCl(aq). Met behulp van bleekwater is uit jodide jood te maken en uit bromide broom.

Jood (I₂) en broom (Br₂) worden door onverzadigde oliën ontkleurd.

Benodigdheden:

- reageerbuizen - reageerbuisrek - azijnzuur (gec.) - bleekwater

- NaI - NaBr -boter, margarine, slaolie - brander - houten knijper.

Uitvoering: Werk in de zuurkast.

-Neem vier reageerbuizen. Doe in elke buis 3 ml bleekwater (glorix).

Voeg toe aan buis:

1. Een spatelpunt NaI, enkele ml geconcentreerd azijnzuur en verwarm voorzichtig.

2. Als buis 1, maar voeg nu ook een klontje vet (boter, margarine, braadvet, toe.

3. Een spatelpunt NaBr, enkele ml geconcentreerd azijnzuur en verwarm voorzichtig.

4. Als buis 3, maar voeg nu ook een klontje vet of een scheutje olie toe.

Vragen:

1. Geef de additiereactie van jood en broom aan een onverzadigd vetzuur.

2. Wat neem je waar in buis 1. na verwarmen?

3. Wat neem je waar in buis 2. na verwarmen?

4. Wat neem je waar in buis 3. na verwarmen?

5. Wat neem je waar in buis 4. na verwarmen?

6. Welke conclusies trek je uit je waarnemingen?

7. Welke stof is een beter reagens op dubbele bindingen, broom of jood? Licht je antwoord toe.

Toelichting:

Het broomadditieprodukt heeft een hogere dichtheid dan water en verzamelt zich onderin de buis (voorzover het niet in de olie/vetlaag oplost).

Wellicht verdwijnt de bruine kleur (I₂) door verwarmen. Het jood vervluchtigt.

Proef 4.6 (analoog 4.3)

Titel: Olie in vruchten en noten.

Doel: Je onderzoekt vruchten en noten kwalitatief op de aanwezigheid van onverzadigde vetzuren.

Inleiding: De meeste planten slaan reservevoedsel op in de vorm van koolhydraten. De avocado is een uitzondering op deze regel. Gemiddeld bevat een avocado maar 3% koolhydraten. De hoeveelheid vet is aanzienlijk, namelijk 17%. Naast droge stof (l%) en eiwit (2%) bevat de avocado veel water (77%).

Ook pinda's, cashewnoten en paranoten bevatten olie en vet als reservevoedsel.

Benodigdheden:

- reageerbuizen - reageerbuisrekje - mesje - avocado - noten

- broomwater (of broom in dichloormethaan) - diverse vetten.

Neem zelf een avocado mee.

Uitvoering:

-Doe een schepje vruchtvlees van de avocado in een reageerbuis. -Voeg enkele ml water toe en schud.

-Voeg nu enkele ml broom in dichloormethaan toe.

-Voer deze proef ook uit met fijngemaakte noten, margarine, boter, braadvet, bakolie.

Vragen:

1. Noteer je waarnemingen overzichtelijk in je practicumschrift.

2. Welke conclusies trek je uit je waarnemingen?

3. Welke fouten staan in het voorschrift?

4. Welke verbeteringen van de proef stel je voor?

Proef 4.7

Titel: Extractie oliën en vetten uit vruchten en noten.

Doel: Je bepaalt semi-kwantitatief de hoeveelheid olie/vet in vruchten en noten.

Inleiding: Oliën en vetten zijn a-polair. Je kunt ze gemakkelijk met organische oplosmiddelen extraheren.

Benodigdheden:

- avocado -noten - bekerglas 250 ml - pet-ether 40-60 (of dichloor

methaan) -ontkleuringskool - MgS04 - porseleinen schaal

- warmwaterbad - roerstaaf - mesje - bekerglas 100 ml - trechter

- glaswol of watten - broom in pet-ether (of in dichloormethaan)

- reageerbuis - reageerbuisrek vork - rondbodemkolf 100 ml

Neem zelf een avocado mee.

Uitvoering

-Doe 100 gram fijngemaakt vruchtvlees van een avocado in een bekerglas van 250 ml.

-Voeg 100 m petroleum-ether of dichloormethaan toe. -Roer het geheel.

-Voeg een schepje ontkleuringskool toe. -Roer opnieuw.

-Filtreer de inhoud van het bekerglas. -Verwijder de pet-ether (dichloormethaan) met een rotatieverdamper (Als deze niet aanwezig is, kan dat ook door het oplosmiddel te verdampen boven een heet waterbad in de zuurkast). -Weeg de rondbodemkolf voor en na het overgieten. -Giet het residu in een reageerbuis en weeg het. -Voeg enkele druppels van een broomoplossing in pet-ether toe. -Voer de proef ook uit met 25 gram fijngestampte pinda's.

Opmerking: Wellicht is het verstandig om de water- en pet-etherlaag te scheiden en daarna de pet-etherlaag te drogen op MgSO₄, alvorens deze in te dampen.

Vragen:

1. Hoeveel gewichtsprocent olie/vet bevat de avocado?

2. Hoeveel gewichtsprocent olie/vet bevatten pinda's?

3. Waarom hoef je bij de extractie van pinda's de pet-ether-/dichloormethaanlaag niet te drogen?

4. Waarom moet je deze proef in de zuurkast uitvoeren?

5. Welke fouten staan in het voorschrift?

6. Welke verbeteringen van de proef stel je voor?

 Toelichting: Probeer de proef eens met vette vis (bv. makreel, paling) of met chips.

Proef 4.8

Titel: Joodgetal.

Doel: Je bepaalt de mate van onverzadigdheid van een vet of olie.

Inleiding: Aan de dubbele bindingen van onverzadigde vetten en vetzuren kan I2, worden geaddeerd. Hoe meer I₂ wordt geaddeerd, hoe hoger het joodgetal. Het joodgetal = aantal gram I₂ geaddeerd per 100 g olie/vet. Voor slaolie ligt het joodgetal in de buurt van 120 mg/100 g 

Benodigdheden:

- stop-erlenmeyer 250 ml -buret 50 ml - weegflesje pasteurpipet

- olie/vet - maatcilinder 50 ml - 0,1000 M natriumthiosulfaatoplossing

- 75 ml Hanus-joodoplossing(=27,2 g I2 opgelost in 1650 ml ijsazijn en daarbij gevoegd 6,0 ml Br, in 400 ml ijsazijn)

- 15% KI oplossing - demi-water - zetmeeloplossing - dichloormethaan.

Uitvoering:

-Weeg 200 mg olie of vet op 0,1 mg nauwkeurig af in een weegflesje. -Breng de olie kwantitatief over in een 250 ml stop-erlenmeyer met behulp van 10 ml dichloormethaan. -Voeg 25 ml Hanus-joodoplossing toe.

-Laat het mengsel 30 minuten in het donker staan en zwenk de kolf af en toe om.

-Voeg 10 ml 15% KI oplossing toe. -Schud krachtig.

-Voeg 100 ml demi-water toe en spoel eventueel ontstaan I₂ in de vloeistof.

-Titreer het jood met een 0,1000 M natriumthiosulfaatoplossing tot de gele kleur bijna is verdwenen.

-Doe de stop op de erlenmeyer en schud krachtig, zodat de laatste resten jood. Uit de dichloormethaan in de waterlaag komen.

-Voeg 2 ml zetmeeloplossing toe.

-Titreer tot de blauwe kleur is verdwenen.

-Voer een blanco bepaling uit. (+ 200 mg CH₂Cl₂ in plaats van olie).

Vragen:

1. Geef de vergelijking van de additie van jood aan een alkeen.

2. Geef de redoxvergelijkingen van de reactie van jood met thio.

3. Bereken het Hanus-joodgetal van de olie.

4. Welke fouten staan in het voorschrift?

5. Welke verbeteringen stel je voor?

 Waarschuwing: Wees voorzichtig met CH₂Cl₂ en met de Hanus-joodoplossing!

(Zoek een alternatief voor het inmiddels niet toegestane dichloormethaan) 

Proef 4.9 Titel: Emulgator.

Doel: Je onderzoekt de invloed van decanol op olie en water.

Benodigdheden:

- 3 reageerbuizen met stop, - reageerbuisrek, - (sla)olie,

- decanol, - druppelpipet.

 Uitvoering:

Doe 1 cm water in een reageerbuis. Voeg 4 druppels decanol toe en schud.

Doe 1 cm slaolie in een reageerbuis. Voeg 4 druppels decanol toe en schud.

Doe 1 cm water in een reageerbuis en voeg 1 cm olie toe.

Schud krachtig. Voeg vervolgens 1 cm decanol toe en schud weer krachtig. (Herhaal de proef met octanol, nonanol, dodecanol, Dreft i.p.v. decanol.)

Proef 4.10 Ouzo

Inleiding

Pastis, anijs en ouze zijn drankjes met een hoog alcoholgehalte. Ze bevatten veel suiker en hebben een anijssmaak. Het zijn heldere transparante vloeistoffen. Toevoeging van water veroorzaakt een witte troebeling. De dranken bevatten olie-achtige extracten van onder andere anijs en steranijs. De apolaire olie lost op in ethanol en in water/ethanol. In de drank bestaat een delicaat evenwicht tussen opgeloste olie en niet-opgeloste olie. Verlaag je het ethanolgehalte door water toe te voegen, dan vormt zich een emulsie van apolaire oliedruppeltjes in water. Door sterke drank toe te voegen verdwijnt de emulsie.

Doel: maak een leerlingenvoorschrift uitgaande van deze gegevens. Voer het voorschrift uit.

Kinetiek

 Enig optimisme is bij de uitvoering van deze proeven van belang.

Illustraties ontbreken deels, je vindt ze als jpg-plaatje in WebCT didactiek natuurwetenschappen.

Stofwisselingsprocessen zijn veelal ingewikkeld en lastig te beschrijven. Toch is enig inzicht van belang omdat veel ziektes te herleiden zijn tot stofwisselingsstoornissen.

- Je kunt reacties in diverse cycli toelichten.

- Je hebt inzicht in reactiemechanismen van stofwisselingsprocessen.

- Je kunt kinetiekproeven uitvoeren.

Enzymen ontwikkelen hun grootste activiteit onder optimale omstandigheden.

Dat betekent:

- verzadiging met substraat

- het juiste ionen-milieu

- aanwezigheid van activatoren en afwezigheid van inhibitoren

- een optimale pH

- een optimale temperatuur

De activiteit van enzymen is gestandariseerd en wordt uitgedrukt in internationale eenheden: IU (=International Units). Eén IU is dan de hoeveelheid enzym die bij 25^oC.

1 micromol substraat omzet per minuut.

Bij lage substraatconcentraties is de reactiesnelheid van een enzym-gekatalyseerde reactie rechtevenredig met de substraatconcentratie. De reactie is eerste orde in substraat. Bij hogere substraatconcentraties treedt verzadiging van het enzym op (alle actieve centra raken bezet) en wordt de reactie van een gemengde orde. Op een gegeven moment wordt bij verdere opvoering van de substraatconcentratie de maximale reactiesnelheid (V_max) bereikt en op dat moment wordt de reactie O^e orde in substraat; alle actieve centra zijn dan bezet met substraat. Alle enzymen vertonen dit verzadigingseffect. De substraatconcentratie waarbij dit verzadigingseffect optreedt, varieert van enzym tot enzym.

Michaëlis en Menten hebben in 1913 enzymgekatalyseerde reacties

Voor theorie: zie knoppen menten 1-3 op pagina Schoolproeven.

De Michaëlis-Menten constante (K_m) kan grafisch worden bepaald, wanneer experimenteel de relatie tussen substraatconcentratie en reactiesnelheid is vastgesteld.

De K_m van een bepaalde enzymgekatalyseerde reactie is dus onafhankelijk van de enzymconcentratie.

in %% van V_max. Omgekeerd kan, indien V_max, K_m en de reactiesnelheid op een gegeven moment bekend zijn, een onbekende substraatconcentratie worden bepaald.

Voor de practische bepaling van de grootheden V_max en K_m zouden we kunnen volstaan met het bepalen van de reactiesnelheid als functie van de substraatconcentratie. Aflezen van deze grootheden uit een niet-lineaire grafiek is evenwel niet zo eenvoudig. Daarom hebben Lineweaver en Burk een methoden ontwikkeld, waarbij K_m en V_max kunnen worden afgeleid uit een rechte lijn.

Experiment 15 uit Chemie Overal 6V, bladzijde 158, 159.

Lees ook 4V, bladzijde 198 (theorie).

Bestudeer 6V, pagina 160-165 

Je bepaalt de reactiesnelheid van de ontleding van waterstofperoxide onder invloed van enzymen uit narcisbladeren. Je berekent K_m en V_max.

Katalase is een in planten voorkomend enzym dat de ontleding van waterstofperoxide in water en zuurstof katalyseert

De snelheid van deze enzymgekatalyseerde reactie leid je af uit de hoeveelheid zuurstof die in een bepaalde tijd wordt geproduceerd. De geproduceerde hoeveelheid zuurstof meet je met een gasburet.

De biologische functie van het katalase is het 'onschadelijk' maken van waterstofperoxide, dat bij de aerobe stofwisseling wordt gevormd. Dit waterstofperoxide is 'giftig' voor de cel.

Door de substraatconcentratie te variëren bepaal je de K_m.

- narcisbladeren (of ander groen bladmateriaal) - scherp zand - 30% waterstofperoxide - mortier en stamper - glaswol - rondbodemkolfje 100 ml (of erlenmeyer 100 ml) - gasburet- slangen - stopwatch - roermagneetje + vlo

Het bladextract

-Wrijf ca. 10 gram verse narcisbladeren tezamen met een weinig scherp zand en ca. 75 ml water fijn met behulp van mortier en stamper. Het water moet donkergroen kleuren.

-Filtreer vervolgens door een laagje glaswol, dat zich in een trechter bevindt.

-Het katalase bevindt zich in het filtraat.

-Bouw de opstelling die op de tekening (in WebCT) is weergegeven.

- Controleer de opstelling op lekken door de rechterbuis omhoog te bewegen. Het waterniveau moet dan (constant) hoger blijven dan in de linker buis.

- Breng in een (absoluut schone) rondbodem van 100 ml achtereenvolgens water, waterstofperoxide en narcisbladerenextract volgens onderstaand schema.

- Bepaal hoeveel zuurstof er telkens over een periode van 10 minuten wordt geproduceerd.

- Maak steeds de waterniveaus in de buizen gelijk voor je de stand afleest.

- Voer het experiment bij kamertemperatuur uit.

- Schud het kolfje regelmatig of voeg een roervlo toe en roer magnetisch.

- Doe ook een blanco om het volume-effect van de stop te bepalen.

1. Zet in een grafiek vervolgens het ontwikkelde zuurstofvolume na 10 minuten uit als functie van de substraatconcentratie (Michaëlis-Menten-curve). Let hierbij op de volgende punten:

- de soortelijke massa van 30 gew. % H₂O₂ = 1,11 g.ml^-1

- het substraat bevindt zich tijdens de reactie in een totaalvolume van 24 ml.

2. Leid uit de Michaëlis-Menten-curve zo nauwkeurig mogelijk V_max en K_m af (denk aan de eenheden).

3. Bepaal V_max en K_m.

4. Becommentarieer de verkregen resultaten.

5. Waarvoor moeten de waterniveaus gelijk zijn voordat je de stand afleest?

Je onderzoekt de enzymactiviteit van de plantenextract.

Alle planten bevatten enzymen. De peroxidases katalyseren de ontleding van peroxide. Je laat dat zien aan de hand van schuimvorming.

- katalase uit narcisbloem of selderij (gras, spinazie, ...) (zie proef 5.2 voor bereiding) - 10% H₂O₂-oplossing - buret 50 ml - zeep (bv. afwasmiddel) - stopwatch - buffer pH=7, pH=4 en pH=9

- Maak ongeveer 20 gram groente fijn.

- Zet de fijngemaakte groente 15 minuten in 15 ml water.

- Filtreer de oplossing. Dit is je katalase-extract.

- Vul de buret tot de onderste maatstreep met bufferoplossing pH=7.

- Voeg 3 ml katalase-extract toe.

- Voeg met een maatpipet 1 ml waterstofperoxide-oplossing 10% toe.

- Start de stopwatch.

- Meet elke 10 seconden de hoeveelheid zuurstof die is ontstaan (=de hoogte van de schuimkolom).

- Herhaal de proef met buffers pH=4 en pH=9.

NB. Test de katalase-activiteit vooraf. Pas de concentraties eventueel aan. Help eventueel de schuimvorming door een druppel afwasmiddel toe te voegen.

1. Zet de resultaten van de metingen in een grafiek (ml O₂ langs Y-as; tijd langs X-as).

2. Welke conclusies trek je uit je waarnemingen?

5.4 De halfwaardetijd van bierschuim

Bierschuim ontstaat doordat eiwitten uit deze drank gaan schuimen onder invloed van ontsnappend koolstofdioxide. Het driedimensionale eiwitnetwerk is niet erg stevig. Door de zwaartekracht zakt het langzaam in elkaar. Variabelen die de levensduur van de schuimkraag bepalen zijn onder andere de temperatuur en de vettigheid van het glas. Proeven met bierschuim zijn gemakkelijk en relatief goedkoop klassikaal uit te voeren. De verwerking van de meetresultaten is een aardige toepassing van de wiskunde in de scheikundelessen. Maatschappelijke aspecten als drankmisbruik, accijns, en economie kunnen ter sprake worden gebracht.

Schuim

Schuim komt in diverse levensmiddelen voor. Naast geklopt eiwit, allerlei soorten koekjes en ijs, is bierschuim een van de meest bekende. De verschillende soorten schuim hebben met elkaar gemeen dat ze bestaan uit een vloeibare fase en een gasfase. Bij geklopt eiwit en ijs is de gasfase meestal lucht. Bij bierschuim bestaat het gas uit koolstofdioxide. De samenstelling van de vloeibare fase varieert al naargelang de soort schuim.

De wand van de gasbellen bestaat uit water met daarin opgelost diverse eiwitten en koolhydraten. Deze stoffen verlagen de oppervlaktespanning van het water en voorkomen daardoor dat het water de druppelvorm aanneemt.

In bierschuim komen dextrines (koolhydraten), hopbestanddelen en eiwitten voor. De hop geeft de karakteristieke smaak aan de schuimkraag.

De wanden van de gasbellen zijn niet overal even dik. Door capillaire werking en door de zwaartekracht worden de dikke gedeelten steeds dikker en knappen de dunnere delen uiteindelijk. Het schuim zakt in elkaar. Met hulpmiddelen is de stabiliteit van de schuim te verhogen. Daartoe worden onder andere schuimstabilisatoren gebruikt, zoals gemodificeerde alginaten en soms ook kobaltzouten (kobalt(II)chloride of -sulfaat).

De stabiliserende werking van kobalt op de schuimkraag van bier werd in 1957 in Kopenhagen ontdekt en door de Denen gepatenteerd. In het Canadese Montreal werd deze stabilisator wat te uitbundig toegevoegd aan het gerstenat. De vaste klanten van de cafés, met name de zware drinkers, kregen hartklachten. Enkele tientallen lieten het leven. Dat kobalt de enige oorzaak van de verhoogde sterfte is, kon gezien de drink- en voedingsgewoonten niet worden bewezen. Kleine hoeveelheden kobalt in het dagelijks voedsel zijn niet giftig, maar zelfs noodzakelijk. Dit metaal is onder andere een wezenlijk bestanddeel van vitamine B12. In het lichaam van een volwasse komt 1 - 2 gram kobalt voor.

Stabiliteit

De hoogte en de stabiliteit van de schuimkraag van bier hangt af van een groot aantal variabelen. De temperatuur is een van de belangrijkste, maar ook de vorm en de reinheid van het glas spelen een rol. Zelfs de uitschenksnelheid en de uitschenkhoogte bepalen het volume en de stabiliteit van de schuimkraag.

Wie een flesje bier voor het openen flink schudt, weet dat deze behandeling garant staat voor veel schuim. Door het schudden van de fles of het blikje wordt het koolstofdioxidegas dat zich bij rust boven de vloeistof bevindt in het bier geslagen. De kleine gasbellen verdelen zich over de vloeistof. Als de fles wordt geopend, fungeren deze belletjes als groeipunt voor grote bellen. Kleine luchtbellen onder in het glas zijn op eenzelfde manier het beginpunt van de gasbelletjes die in een glas bier voortduren opstijgen.

De stabiliteit van een schuimkraag kan uitgedrukt worden in de halfwaardetijd. De halfwaardetijd van bierschuim is het aantal 'Seconden dat verstrijkt voordat het volume van het schuim met de helft is verminderd. In een recht glas is dat de tijd die verstrijkt voordat de hoogte van de kraag tot de helft is ingezakt. Een halfwaardetijd van 110 seconden geldt bij deskundigen als heel goed. 

Stuk uit de kraag

De stabiliteit van de schuimkraag wordt ook bepaald door de reinheid van het glas. Wie tijdens het borreluur naast de pils ook vette worst of pinda's eet, ziet de kraag heel snel inzakken. De echte bierdrinker wil niet dat na elke consumptie het glas wordt omgespoeld, een steviger schuimkraag is de beloning.

De schuimkraag van een glas bier heeft volgens de overleveringen een suikerzieke het leven gered. Een arts die regelmatig een pilsje nam in het café op de hoek merkte op dat de pils van een van z'n vrienden steeds 'doodsloeg'. Na één slok zakte de schuimkraag van zijn maats' pils al in. De vriend bleek diabeet te zijn. Hij ademde aceton uit. Deze stof, die ook in nagellak voorkomt, deed de schuimkraag inzakken.

Bepaling halfwaardetijd

Met eenvoudige en goedkope middelen is de halfwaardetijd van bierschuim te bepalen. Dat gaat als volgt:

Benodigdheden: maatcilinder 100 ml, of 250 ml, of een ander niet te breed glas -een stopwatch -diverse soorten pils (liefst op eenzelfde temperatuur) -een meetlatje -thermometer

Uitvoering:

Maak tabellen in je practicumschrift met de volgende indeling:

Merk bier: temperatuur:...*C

tijd lengte schuim genormeerde lengte ln x

(s) a (cm) x (cm) (= a - b)

0

20

40

300 b 0

Schenk bier met een dun straaltje in een maatcilinder van 100 ml zodat je veel schuim en weinig bier krijgt.

Wacht tot de grootste bellen zijn geknapt en druk dan de stopwatch in.

Meet met een meetlat elke 20 seconden de hoogte van de schuimkraag.

Neem de meerwaarden gedurende ongeveer 5 minuten op.

Herhaal het experiment met hetzelfde merk bier, liefst uit hetzelfde flesje.

Herhaal de proef met een ander merk bier. of met hetzelfde biet op een andere temperatuur.

Vul de tabel in. Je krijgt de genormeerde lengte x door de laatste meerwaarde (b) van alle vorige meerwaarden (a) af te trekken.

Bereken de waarde van ln x met je rekenmachine.

Uitwerking in een grafiek:

Zet in een grafiek de tijd langs de x-as en ln x langs de y-as.

Bekijk de punten kritisch. Je moet zelf bepalen door welke punten je de beste rechte kunt trekken. Denk eraan dat de eerste en de laatste meetpunten niet de beste zijn.

Berekeningen:

Het inzakken van de schuimkraag volgt globaal een eerste orde kinetiek. Als we de hoogte van de schuimkraag op x stellen is de halfwaardetijd met een differentiaalvergelijking te bepalen. Er geldt:

-dx

------- = Kx (de afname van de hoogte is evenredig met de hoogte)

dt

dx = de verandering van de hoogte van de schuimkraag (afname, daarom dt = de verandering van de tijd

K = constante

x = hoogte schuimkraag

Herschikking levert -dx/x = K.dt Integratie geeft: -ln x = K.t + C

met x = x' (bij start op t = 0) en x = 1/2 x' op t = tl/2 levert dat voor x = 1/2 x': tl/2 = -ln2 /K = -0,693/K

K is de richtingscoëfficiënt van de rechte uit de grafiek die ontstaat als ln x uitgezet wordt tegen t. (de constante C valt weg bij de berekeningen).

Resultaten-.

Tijdens het practicum biochemie hebben enkele tientallen vierdejaars studenten scheikunde deze proef uitgevoerd. De gevonden halfwaardetijden variëren van 87 (Heineken, Benedict) tot 198 seconden (Hoegaarden, Grolsch). De meeste waarden lagen tussen de 115 en 140 seconden (Bavaria, Kastaar, Oranjeboom).

De duplo's komen vrij goed overeen. De indruk bestaat dat de halfwaardetijd licht toeneemt naarmate de proef vaker wordt uitgevoerd.

Enkele malen is de stijging van het vloeistofniveau in de maatcilinder gemeten. Deze meerwaarden geven alleen voor de eerste 30 seconden een eerste orde kinetiek te zien. De intervals moeten uiteraard korter worden genomen.

Conclusie:

De bepaling van de halfwaardetijd van bierschuim is klassikaal goed uit te voeren. Het is een aantrekkelijke proef. De structuur van de schuimkraag biedt mogelijkheden theorie over eiwitten te behandelen. Naast de bierbereiding en de biotechnologie kan ook de alcoholproblematiek ter sprake worden gebracht (u kunt meten aan alcoholvrij bier).

De duplo's van de metingen komen redelijk overeen. De leerlingen moeten zelf besluiten nemen over de beste meetpunten. Ze moeten zelf besluiten wanneer ze hun meting beginnen en beëindigen. De wiskundige verwerking kan in de lagere klassen problemen opleveren. De docent(e) kan dan een intoetsaanwijzing voor de rekenmachine geven. De bierschuimproef kan een begin zijn van een vergelijkend warenonderzoek. De leerling maakt kennis met het grote aantal variabelen dat een rol speelt. Hij/zij ziet dat het trekken van conclusies uit de (klassikale) metingen zeer voorzichtig moet gebeuren. In een vervolgonderzoek kan het temperatuureffect op de stabiliteit van de schuimkraag worden bepaald.

Literatuur:

Het idee voor deze proef is ontleend aan een folder van Malmberg/Fysica, Den Bosch.

-On food and cooking, Harold McGee, 1980 -Chemical analysis of foods, David Pearson, Churchill Livingstone, 1976 -The Science of food, Marion Bennion, Harper&Row, 1980

N.B. In WebCT Bio-organische chemie meer bierproeven op JPG-plaatjes

-The crumbs of creation, John Lenihan, Adam Hilger, 1988 -The cookbook decoder, Arthur E. Grosser, Warner Books, 1981