Welches Obst und Gemüse enthält am meisten Vitamin C?

Zyklus 4

Ablauf

Um Dich mit dem Ablauf und dem Material vertraut zu machen, ist es wichtig, dass Du das Experiment vor dem Unterricht einmal durchführst.

Möchtest Du die SchülerInnen das Experiment dokumentieren lassen? Am Ende dieses Artikels (über der Infobox) findest Du ein Forschertagebuch (zwei  A4 Seiten), welches deine SchülerInnen hierfür nutzen können.

Schritt 1: Stellt eine Frage und formuliert Hypothesen

Die Frage, die ihr euch in dieser Einheit stellt, lautet:

Welches Obst und Gemüse enthält am meisten Vitamin C?

Du kannst hier z. B. folgendes Obst und Gemüse verwenden: Paprika, Brokkoli, Orange, Kiwi, Apfel, Kartoffel.

Lasse die SchülerInnen Hypothesen (Behauptungen, Vermutungen) aufstellen und halte diese an der Tafel fest. Benutze die Bildkarten, um eine übersichtliche Ordnungsliste aufzustellen. Die richtige Antwort ist hier nebensächlich. Es geht vielmehr darum Ideen zu entwickeln und herauszufinden, was die SchülerInnen bereits wissen.

Schritt 2: Führt das Experiment durch.

Um herauszufinden, welches Obst oder Gemüse am meisten Vitamin C enthält, führen wir eine Farbreaktion mithilfe von Iod und Stärke durch. Bevor ihr das eigentliche Experiment durchführt, sollten die SchülerInnen wissen, wie Iod und Stärke miteinander reagieren und welcher Farbwechsel zu erwarten ist.

Stelle mit den SchülerInnen eine Wasser-Stärke-Lösung her: Löse 1 Esslöffel (EL) Stärke in 200 ml kochendem Wasser und schütte die Lösung in ein Glas. Gib einen Tropfen Iod in die Mischung. Beobachtet die Farbveränderung: Das Iod reagiert sofort mit der Stärke, die Lösung verfärbt sich schlagartig bläulich-violett.

Anhand der gleichen Farbreaktion können wir den Vitamin C-Gehalt der Obst- und Gemüsesorten messen. Wir lösen das Vitamin C aus dem Obst/Gemüse in Wasser und geben zuerst Stärke, dann Iod hinzu. Das Iod reagiert solange mit dem Vitamin C (hier sehen wir keine Farbveränderung), bis das ganze Vitamin C aufgebraucht ist. Ab dann fängt das Iod an mit der Stärke zu reagieren und die Flüssigkeit verfärbt sich schlagartig bläulich-violett. Je mehr Iod Du verwenden musst, bis die Flüssigkeit sich verfärbt, desto mehr Vitamin C war in der Lösung (und somit im Obst oder Gemüse).

Gehe folgende Schritte gemeinsam mit den SchülerInnen durch, aber lasse sie das Experiment selber durchführen:

• Löse 1 Esslöffel (EL) Stärke in 200 ml kochendem Wasser (halbe Tasse).
• Miss etwa 30 g von jedem Obst/Gemüse ab und schneide sie in kleine Stücke, die Du anschließend einzeln pürierst (mit dem Mixer oder dem Mörser).
• Vermenge die pürierte Masse im Mörser mit 150 ml Wasser und rühre die Mischung etwa 1 Minute um.
• Trenne die Flüssigkeit vom Fruchtfleisch, indem du die Mischung durch ein Sieb laufen lässt und die Flüssigkeit in einem zweiten Becher auffängst.
• Miss 100 ml von der aufgefangenen Flüssigkeit ab.
• Gib 1 EL der Stärkelösung hinzu und rühre um.
• Nun füge unter stätigem Umrühren tröpfchenweise Iod zu der Flüssigkeit hinzu, bis sich die Flüssigkeit (endgültig) bräunlich-violett verfärbt. Benutze hierfür am besten eine Pipette.

WICHTIG: Notiere die Anzahl der Tröpfchen, die du dazugegeben hast, bis sich die Flüssigkeit bräunlich-violett verfärbt hat.

Auch WICHTIG: Diese Methode nennt sich Titration und wird häufig in der Chemie angewendet. Bei einer Titration wird nach und nach eine eindeutig definierte Lösung (eine Lösung mit bekannter Konzentration des gelösten Stoffes) zu einer zweiten Lösung zugegeben, bis ein Farbumschlag eintritt. Der Farbumschlag wird genutzt, um die Konzentration einer Substanz zu messen, in diesem Fall die Konzentration von Vitamin C in der Lösung. Die Konzentration von dem Vitamin C ergibt sich aus der Menge an verbrauchter Iod-Lösung. Sobald alles Vitamin C aufgebraucht ist, tritt der Farbumschlag ein, weil das Iod mit der Stärke reagiert. In Abhängigkeit von der Konzentration der Iod-Lösung und der Beschaffenheit der Stärke kann die Flüssigkeit eine blaue, violette, bräunliche oder schwarze Färbung aufweisen.  

Eine detaillierte Beschreibung der Titration findest du im Artikel:

Schritt 3: Beobachtet was passiert

Lasse die SchülerInnen berichten, was sie beobachtet haben. Wie viele Tropfen Iod haben die verschiedenen Fruchtflüssigkeiten aufgenommen, bevor sie sich verfärbt haben? Gab es einen Unterschied in der Menge der Iod-Tropfen? Welches Obst/Gemüse hat am meisten Iod aufgenommen? Welches am wenigsten? Stelle gemeinsam mit den SchülerInnen ein Ranking an der Tafel auf.

Schritt 4: Erklärt das Ergebnis

Welches Obst/Gemüse enthält denn nun am meisten Vitamin C, welche am wenigsten? Kommen die SchülerInnen selber auf die Schlussfolgerung? Wenn nicht, weise sie noch einmal auf deine Erklärung von Schritt 2 hin. Die Frucht, bei der am meisten Iod-Tropfen in die Flüssigkeit getröpfelt werden musste, ehe sie sich bräunlich-violett verfärbt hat, enthält am meisten Vitamin C.

Wir schlagen folgende Auflösung vor: Paprika > Brokkoli > Kiwi > Orange > Apfel > Kartoffel

Weitere Infos findest Du in der Infobox. 

Anmerkung: Du musst als LehrerIn nicht alle Antworten und Erklärungen bereits kennen. Es geht in dieser Rubrik „Ideen für den naturwissenschaftlichen Unterricht in der Grundschule“ vielmehr darum den SchülerInnen die wissenschaftliche Methode (Frage – Hypothese – Experiment – Beobachtung/Fazit) näher zu bringen, damit sie lernen diese selbstständig anzuwenden. Ihr könnt die Antwort(en)/Erklärung(en) in einem weiteren Schritt gemeinsam in Büchern, im Internet oder durch Experten-Befragung erarbeiten.

Oft werfen das Experiment und die Beobachtung (Schritt 2 & 3) neue Fragen auf. Nimm Dir die Zeit auf diese Fragen einzugehen und Schritt 2 und 3 mit Hinblick auf die neugewonnenen Erkenntnisse und mit anderen Variablen zu wiederholen. Zum Beispiel fragen sich die SchülerInnen, wieviel Vitamin C denn jetzt in 30g Paprika enthalten ist. Um dies herauszufinden, könnt ihr das Experiment mit einer Vitamin C-Tablette wiederholen, von welcher der Vitamin C-Gehalt bekannt ist. Wie viele Iod-Tropfen „verschluckt“ die Vitamin C-Tablette? Das Ergebnis erlaubt es euch, einen Bezug zwischen der Vitamin C-Konzentration und den verbrauchten Iod-Tropfen aufzustellen und auf die analysierten Obst- und Gemüsesorten anzuwenden. (Achtung: am besten ihr löst die Vitamin C Tablette in 1 l Wasser und messt dann 25 ml von der Lösung ab bevor ihr das Iod hinzu tröpfelt.)

Autor: Yves Lahur (script), Michelle Schaltz (FNR), scienceRelations
Überarbeitung: Marianne Schummer (script), Olivier Rodesch (script), Michèle Weber (FNR)
Konzept: Jean-Paul Bertemes (FNR), Michelle Schaltz (FNR); Joseph Rodesch (FNR), Yves Lahur (script)