september 2012

Voorbereiding:

Doe het natriumhydroxide en de glucose in de erlenmeyer en voeg het water toe. Zwenk de erlenmeyer teneinde alles op te lossen.

De proef:

Wanneer alles is opgelost, voeg je één à twee pipetjes oplossing van methyleenblauw toe. Het mengsel kleurt hierdoor blauw, maar na enige minuten verdwijnt de kleur en het wordt weer helder.
Doe de stop op de erlenmeyer, houd je duim erop en schud nu krachtig: de inhoud van de erlenmeyer wordt door het schudden weer blauw.
Zet de erlenmeyer weer rustig neer. Kijk, als het mengsel weer kleurloos is, wat er helemaal bovenin de vloeistof gebeurt. En je kunt het schudden herhalen.

Verklaring:

Glucose en methyleenblauw reageren met elkaar, het reactieproduct is onder andere leuko­methyleen­blauw. Laatstgenoemde stof is bijna kleurloos: leukos (λευκος) is Grieks voor helder, doorzichtig, wit. Je kunt deze reactie echter niet uitvoeren door simpelweg wat oplossing van methyleenblauw in een glucoseoplossing te druppelen, want deze reactie kan alleen in een sterk basisch milieu plaatsvinden. (Vandaar de toevoeging van loog; een schep echte soda i.p.v. NaOH werkt ook. En fructose kan i.p.v. glucose.)
In de erlenmeyer zit ook lucht die door het schudden in het mengsel komt en dan het leuko­methyleen­blauw oxideert tot methyleenblauw (dat, zoals de naam zegt, blauw is). Na het schudden overheerst weer de reductie door glucose. In de erlenmeyer is voldoende zuurstof om vele, vele malen de erlenmeyer weer blauw te schudden. En als die toch opraakt: de stop er even af. Et cetera. Je zou kunnen zeggen dat methyleen­blauw als katalysator werkt bij de oxidatie van glucose.

Na de proef:

De beide proeven 03 en 03-A berusten op dezelfde chemische reacties.

Methyleenblauw is een indicator voor een oxidator, bijvoorbeeld zuurstof. Het is dan blauw. Zie Binas, tabel 52 B.
Glucose is in basisch milieu een sterke reductor (Zie Binas, tabel 48). Het reageert, zij het langzaam, bij kamertemperatuur met zuurstof dat is opgelost in het water, en met methyleenblauw onder vorming van leukomethyleenblauw. Dat laatste is kleurloos. Methyleenblauw acteert dus ook als indicator voor het reducerend vermogen van de oplossing.
Op een gegeven moment zijn de zuurstof en het methyleenblauw op en is de vloeistof dus kleurloos. Door roeren (03) of schudden (03-A) komt er weer zuurstof in het reactiemengsel. Dat oxideert in eerste instantie het leukomethyleenblauw; zo wordt methyleenblauw weer terug­gevormd, blauw dus. Anders gezegd: methyleenblauw indiceert de aanwezigheid van zuurstof.
Maar dan doet het overmatig aanzwezige glucose weer zijn werk: het reduceert de zuurstof en het methyleenblauw opnieuw, en de kleur verdwijnt weer. En zo voort.

Het verschil tussen de beide vormen van methyleenblauw is slechts één H-atoom: leuk­omethyleen­blauw heeft één H-atoom meer. Dus je hebt de volgende halfvergelijking (waarin R het onveranderde deel van de structuuformule van methyleenblauw voorstelt) waarin je ziet dat methyleenblauw een e¯ opneemt en dus als oxidator reageert met een reductor: glucose!
Dat glucose een reductor is, is "logisch": het verbrandt in je lichaam via vele tussenstappen tot CO₂ en H₂O. Wat glucose hier wordt, is onduidelijk. Waarschijnlijk zal een of meer van de vijf alcoholische OH-groepen (Zie Binas, tabel 67A1) veranderen in een C=O-groep, een ketongroep resulterend in keto­glucose. Ook nu is het verschil tussen de gereduceerde vorm en de geoxi­deerde vorm slechts één H-atoom: RCOH staat daarbij e¯ af: het is dus inderdaad een reductor.

Proef 03-A is internationaal bekend onder de naam Blue Bottle.

Het is geen uit zichzelf oscillerende proef: de herhaalde hernieuwde aanvoer van zuurstof is een menselijk handelen.