Biochemie und Biotechnologie in der Schule: Hubertus ... - ChidS

4 Enzyme in der Schule
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Reaktion erfolgt. Man kann anhand des Experiments das einfache Schlüssel-
Schloss-Modell erörtern und das Vorhandensein eines Enzym-Substrat-
Komplexes beweisen. Des weiteren kann ein Vergleich zwischen einer
katalysierten und einer nichtkatalysierten Reaktion angestellt werden.
Bei dem durchgeführten Experiment handelt es sich um eine katalysierte
Decarboxylierung einer Trihalogensäure. β-Cyclodextrin stellt dabei den
Katalysator (das Enzym) dar und das umzusetzende Substrat ist
Tribromessigsäure. Die Katalyse erfolgt im alkalischen Milieu.
Das Experiment besteht aus zwei Teilschritten und Messungen. Im ersten
Schritt wird Tribromessigsäure mit Natronlauge und Wasser versetzt und im
Ölbad auf 60 °C erhitzt. Direkt nach Zugabe des Gemisches nimmt man eine
Probe und notiert den Zeitpunkt 0. Danach entnimmt man, über einen Zeitraum
von 40 Minuten, alle fünf Minuten eine Probe. Die entnommenen Proben
versetzt man mit einem Überschuss an Salzsäure. Durch Rücktitration mit
Natronlauge kann man dann die Konzentration an umgesetzter
Tribromessigsäure ermitteln. Der zweite Teilschritt erfolgt analog zum ersten,
nur wird hier das Reaktionsgemisch aus Tribromessigsäure, Natronlauge und
Wasser zusätzlich mit β-Cyclodextrin versetzt. Ansonsten verfährt man auf die
gleiche Art und Weise wie bereits oben beschrieben.
Die Reaktionen die während der Decarboxylierung ablaufen, lassen sich in drei
Teilreaktionen aufteilen:
1. Bildung des Carboxylat-Ions:
Br3C-COOH(aq) + OH - (aq) Br3C-COO - (aq) + H2O
2. Decarboxylierung:
Br3C-COO - (aq) Br3C - (aq) + CO2(g)
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