Proef 79   Honing.

december 2013

Benodigde chemicaliën en spullen:

Proef79a.jpg
De voorbereiding is getroffen.
Ged. water (H2O):250 mL
Gewone suiker (C12H22O11): 50 g
Citroenzuur (C6H8O7): 0,5 g
Amylose (zetmeel,stijfsel) ([C6H10O5]n): 0,5 g
Jodium(tinctuur 5%) (I2):1 mL
Bijenhoning:ca. 4 mL
Donkere suikerstroop:ca. 4 mL
Reageerbuisjes:8
Bekerglazen 100 mL, 150 mL en 400 mL (of pannetje), druppelpipet, roerstaaf.

Voorbereiding:

Deze proef laat zien dat veel van wat er in de keuken gebeurt, eigenlijk scheikunde is.
Doe eerst ca. 4 mL echte bijenhoning in een reageerbuis. Voeg ca. 2 mL water toe en kwispel. Het duurt enige tijd om honing en water zo te mengen. Zet de reageerbuis weg. Vervolgens doe je precies hetzelfde met 4 mL donkere suikerstroop. Heb je geen stroop? Dan is 2 gram donkere basterdsuiker ook goed.
Maak van amylose, d.w.z. stijfsel, een colloïdale oplossing van 0,5% door 0,5 gram glad te roeren met een paar mL water in een bekerglas van 150 (of 250) mL en dan aan te vullen met water tot ca. 100 mL. Breng dit mengsel al roerend aan de kook en laat het afkoelen. Doe ook 1 mL jodiumtinctuur (oplossing van jodium in alcohol) in een bekerglas van 100 mL en vul met water aan tot 100 mL. De oplossing (0,05% jodium) is oranje.
Doe 50 gram sacharose ofwel gewone suiker in een bekerglas van 400 mL, voeg 100 mL water toe en verhit totdat de suiker helemaal is opgelost. Laat het afkoelen tot lauw.

Uitvoering van de proef:

De beste resultaten worden bereikt als alle ingedriënten lauwwarm zijn, ca. 25° à 30°C.

A. Neem het bekerglas van 400 mL met de opgeloste suiker. Voeg er nu de ca. 0,5 gram (vast) citroenzuur aan toe en roer tot dat is opgelost. Voor deze keer mag je proeven van de vloeistof: die smaakt fris zoet. Verhit opnieuw en laat het mengsel een half uur zachtjes koken, bij voorkeur afgedekt zodat er niet teveel water verdampt. Laat daarna afkoelen.
In het bekerglas bevindt zich nu een zeer lichtgele, nagenoeg kleurloze, stroperige vloeistof. Nu mag je opnieuw proeven: Hij smaakt zoeter, maar nog fris door het citroenzuur. Kennelijk heeft er een reactie plaats gevonden. Het is kunsthoning geworden.

B. Doe 6 mL van de kunsthoning in een reageerbuisje en voeg 4 mL van de stijfseloplossing toe. Kwispel totdat alles goed is gemengd. Neem ook de reageerbuis met de verdunde bijenhoning. Controleer of alles goed gemengd is en kwispel indien nodig. Echte honing mengt namelijk nogal moeilijk met water. Dat is op zich al een bruikbare test op echtheid. Voeg vervolgens ook 4 mL stijfseloplossing toe en kwispel om goed te mengen.
Laat beide buisjes een half uurtje staan, liefst op een warme plaats zoals op een lauwwarme radiator van de C.V. alvorens aan elk 3 mL oranje jodiumoplossing toe te voegen: de kunsthoning met stijfsel wordt donkerblauw maar de gewone honing waar ook stijfsel in zat, niet.

C. Doe dit alles ook met het mengsel met donkere suikerstroop: d.w.z. 4 mL stijfseloplossing erbij. Voeg ook daar (meteen of na een tijdje) 3 mL jodiumoplossing aan toe. De kleur wordt blauw maar na enige tijd vervaagt de kleur. Echter, met wat nieuwe jodiumoplossing wordt het mengsel weer blauw (en vervaagt weer na enige tijd).

D. Doe ca. 3 mL van je eigen speeksel - niet slikken en om de 10 seconden wat spugen - in een reageerbuisje. Werk vervolgens eventjes snel. Voeg daaraan 12 mL toe van de stijfseloplossing en schud. Doe daarvan 4 mL in een reageerbuisje en voeg meteen 1 mL oranje jodiumoplossing toe en schud. Verdeel de rest van het speeksel+stijselmengsel over de andere 4 buisjes. Voeg dan met tussenpozen van 2 minuten ook steeds 1 mL jodiumoplossing toe. Buisje 2 wordt waarschijnlijk nog blauw, maar buisje 5 niet meer. Herhaal de proef desnoods met langere of kortere tussentijden.

Verklaring:

A. In een zure omgeving wordt de disacharide sucrose gehydrolyseerd in de twee componenten, te weten glucose en fructose volgens de reactievergelijking:

Proef79c.gif
Het ontstane mengsel van 1:1 van deze monosachariden heet invertsuiker. Tot de fysische eigenschappen van suikers behoort de mogelijkheid om gepolariseerd licht te draaien: sucrose rechtsom en invertsuiker linksom. Vandaar de naam: invert betekent omdraai. Verder is invertsuiker zoeter dan sucrose, reden waarom bakkers het wel gebruiken om taarten te zoeten: met minder grondstof en dus ook met minder calorieën kunnen ze dan toe.
Stijfsel met speeksel van verschillende personen met resp. weinig, veel en gemiddeld amylase. Jodium was toegevoegd na 10 minuten.
Duidelijk is het verschil in amylaseconcentratie.

B. Uit eerdere proeven (bijv. Proef 01) is bekend dat jodium en stijfsel (amylose) blauw kleuren en elkaar dus aantonen. Dat gebeurt selectief dus ook als er daar­naast nog suiker of invertsuiker is. Waar­om gebeurt dit niet bij honing dat ook goeddeels uit glucose en fructose, kort­om invertsuiker bestaat? Dat komt door­dat honing het enzym amylase bevat dat amy­lose omzet in monosachariden. Amy­lo­se ofwel stijf­sel/zetmeel in de honing wordt daarom afgebroken; doordat het jodium niet blauw kleur­de, heb je de af­wezigheid van amylase aange­toond.
Hiermee heb je een test in handen of datgene wat als bijenhoning verkocht wordt, wel werkelijk bij­en­honing is.
De hydrolyse laat zich ook versnellen. Als je wat vroeg jodium hebt toegevoegd waardoor ook het mengsel met de ho­ning blauw is geworden, kun je de buisjes licht verwarmen en zullen zij beiden weer kleurloos worden. Zet vervolgens de bei­de buisjes terug in koud water, en het buisje met de kunsthoning wordt weer blauw maar dat met de echte honing niet.

C. In suikerstroop bevinden zich ook allerlei andere producten. Vandaar de donkere kleur. Deze stoffen reageren met jodium dat daardoor verdwijnt. De reacties verlopen niet zo snel, vandaar dat de kleur maar langzaam verdwijnt.

D. Hier test je de kwaliteit van je eigen speeksel. Net als het speeksel van bijen bevat je eigen speeksel het enzym amylase. Hoe meer amylase, hoe sneller de stijfsel wordt afgebroken, dus hoe minder buisjes blauw zullen worden.

Na afloop van de proef:

De restanten kunnen met water door de gootsteen.

Nadere beschouwingen van de M.S.

Ad B. Het blauw worden van jodium (I2)
Het blauw worden van jodium met stijfsel (zetmeel, amylose) berust op de vorming van een complex tussen beide moleculesoorten. Het zetmeelmolecule pakt zichzelf steeds beet met H-bruggen tussen de diverse OH-groepen (zie Binas, tabel 67A3). Dat gebeurt op bepaalde afstanden in het molecule. Niet te vaak: dan moet het molecule zich in te scherpe bochten kronkelen. Wel vaak genoeg, anders levert het koppelen niet voldoende bindingsenergie op. Het resul­taat is dat het molecule zich tot een keurig regel­matig wentel­trapje opvouwt. Daar zitten voldoende water­moleculen tussen en omheen: zij kunnen ook waterstof­brug­gen (H-bruggen) maken met het amylose­molecule (ze hebben immers zelf ook OH-groepen), vandaar dat amylose "oplost" in water.
Helemaal waar is dat niet. Het vormt een zo­ge­naam­de colloï­dale oplossing. Die houdt het midden tussen een suspensie en een echte oplossing. Een echte oplossing zou helemaal hel­der zijn en geen Tyndall-effect (d.w.z. verstrooiing van licht) vertonen.
Waarom kleurt jodium nu met zetmeel? Een jodium­molecule past precies in het wenteltrapje. Daardoor is er een inter­actie tussen beiden waardoor de kleur verandert. Jodium heeft allerlei kleuren, afhankelijk van de omgeving. Bijvoorbeeld in alcohol bruin en in benzine violet. Ook is jodium met zetmeel heus niet altijd blauw. Zie ook Binas, tabel 65. Het vormen van het complex is een exotherme reactie. Het is een even­wichts­reactie, dus omkeerbaar:
I2 (aq) + zetmeel (aq) ⇆ I2zetmeel (aq)
Door temperatuursverhoging wordt de endotherme reactie sterker gestimuleerd dan de exotherme. (Ze gaan beide snel­ler maar de endother­me gaat "erger" sneller dan de exother­me.) Dus verschuift het evenwicht van het blauwe complex af en wordt de oplossing kleurloos (eigenlijk héél lichtbruin door het vrije jodium).

Ad C. Het ontkleuren van jodium door gebrande suiker.
Dat heeft een heel andere oorzaak. Suiker bruin branden is de eerste, zwakke stap van de thermolyse van suiker die uit­ein­de­lijk in koolstof en water resulteert. Thermolyse, ont­le­ding onder invloed van warmte, kan dubbele bindingen ver­oor­zaken. Een simpel voorbeeld is de gedeeltelijke ont­le­ding van ethaan in etheen en waterstof:
CH3CH3 → CH2CH2 + H2
In etheen zit een dubbele binding. Anders zou je een bin­ding overhouden. Want twee C-atomen met zes H-atomen is een verzadigd geheel: de bindingsmogelijkheden zijn op­ge­bruikt. Er zitten zes C-H-bindingen en één C-C-binding in. In etheen zijn twee H-atomen minder, dus er zijn nog twee open bindingen. Die zoeken elkaar op zodat op de plaats van de enkelvoudige C-C-binding een dubbele bin­ding ontstaat: een C=C-binding. Die C=C-binding kan weer openspringen als er een jodiummolecule in de buurt is. Het jodiummolecule gaat eraan zitten, op ieder C-atoom één jood­atoom. Additie heet dit. Het additieprodukt is niet blauw.
Proef79d.JPG
B. Honing, kunsthoning en siroop vóór toevoegen van jodium.
Proef79e.JPG
B. Honing, kunsthoning en siroop ná toevoegen van jodium.
Proef79f.JPG
D. Jodium is zojuist toegevoegd aan het eerste buisje.
Proef79g.JPG
D. Jodium is zojuist toegevoegd aan het vierde buisje.