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Koffein in Lebensmitteln (Artikelnr.: P7186400) Curriculare Themenzuordnung Fachgebiet: Chemie

Bildungsstufe: Klasse 10-13

Lehrplanthema: Organische Chemie

Unterthema: Lebensmittelchemie: Fette, Kohlenhydrate, Aminosäuren/Proteine, Vitamine, Gewürze

Experiment: Koffein in Lebensmitteln

Schwierigkeitsgrad

Vorbereitungszeit

Durchführungszeit

empfohlene Gruppengröße

Mittel

10 Minuten

20 Minuten

2 Schüler/Studenten

Zusätzlich wird benötigt:

Versuchsvarianten:

Schlagwörter: Lebensmittel, Koffein

Aufgabe und Material Lehrerinformationen Zusätzliche Informationen Der Genuss von Koffein mittels Kaltgetränken, Kaffee oder Tee gehört selbstverständlich zu unseren Gewohnheiten. Koffein ist eine Droge die gesundheitsschädlich ist.

Lernziele Kaffee und Tee enthalten Koffein, ein Alkaloid, das anregend wirkt. Koffein geht beim Erhitzen vom festen Zustand in den gasförmigen Zustand über ohne vorher flüssig zu werden, es sublimiert. Koffein gefährdet in höheren Dosen die Gesundheit.

Hinweise zu Aufbau und Durchführung Vorbereitung An Stelle von Gerstenkaffee kann ebenso entkoffeinierter Bohnenkaffee verwendet werden. Anmerkung zu den Schülerversuchen Das Erhitzen der Genussmittel kann auch mit zwei Uhrglasschalen erfolgen. Der Niederschlag kann auch unter einem Mikroskop betrachtet werden.

Gefahren Schutzbrille tragen!

Methodische Bemerkungen Die Sublimation eines Stoffes kann durch Erhitzen von elementarem Iod in einem Reagenzglas besonders anschaulich Robert-Bosch-Breite 10 37079 Göttingen

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demonstriert werden. Koffeinkristalle können mit UV-Licht bestrahlt werden. Sie zeigen eine blauviolette Fluoreszenz. Im Unterrichtsgespräch kann auf die Gefahren durch andere Alkaloide wie Kokain und Morphin hingewiesen werden.

Grundlagen und Hinweise Eine Tasse Kaffee enthält zwischen 60 - 100 mg Koffein pro 100 ml. Eine Tasse Tee enthält etwa 10 - 40 mg Koffein pro 100 ml. Das Koffein des Tees wurde früher auch als Thein bezeichnet. Koffein (=Coffein) ist ein Purinalkaloid mit folgender Strukturformel:

Koffein hat einen schwach bitteren Geschmack und sublimiert ab 178 °C. Es ist in Wasser, Benzol und Chloroform gut löslich. Um Kaffee Koffein zu entziehen wurde früher das Koffein mit Lösungsmittel entzogen. Heute wird zur Herstellung von koffeinfreiem Kaffee das Kaffeepulver mit überkritischem Kohlendioxid extrahiert. Quantitative Koffeinbestimmungen erfolgen in der Regel mit Hilfe der Hochdruckflüssigkeitschromatographie mit UV-Detektion.

Hinweise zur Vertiefung Es kann kritisch hinterfragt werden, ob der hohe Verbrauch an koffeinhaltigen Lebensmitteln sinnvoll ist. Die Extraktion von Koffein mit Chloroform und der Nachweis mit UV-Licht ist eine Aufgabe für eine Arbeitsgemeinschaft.

Entsorgung Die abgekühlten Lebensmittel können in den Abfall gegeben werden.

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Koffeie ie Lebeesmittele (Artikeler.: P7186400) Aufgabe ued Material Aufgabe Durch welchee Iehaltsstoff wirkee Kaffee ued Tee aeregeed? Weise Koffein in verschiedenen Genussmitteln nach.

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Material

Positioe

Material

Besteller.

Meege

1

Stativfuß, variabel

02001-00

1

2

Stativstange Edelstahl 18/8, l = 370 mm, d = 10 mm 02059-00

1

3

Ring mit Muffe, verzinkt, Innendurchmesser 100 mm 37701-01

1

4

Drahtnetz mit Keramik, 160 x 160 mm

33287-01

1

5

Uhrglasschale, d = 100 mm

34574-00

3

6

Abdampfschale, 75 ml, Oben-d = 80 mm

32516-00

1

7

Tiegelzange, Edelstahl, l = 200 mm

33600-00

1

8

Mörser mit Pistill, 70 ml, Porzellan

32603-00

1

9

Löffelspatel, Stahl, l = 150 mm

33398-00

1

10

Lupe, 3x und 6x

64601-00

1

11

Laborschreiber, wasserfest

38711-00

1

12

Schutzbrille, farblose Scheiben

39316-00

1

Butanbrenner Labogaz 470

47536-00

1

Butan-Kartusche CV300 Plus mit Ventil, 240 g

47538-01

1

Zusätzliches Material Gerstenkaffee ("Karo") Kaffee schwarzer Tee

Aufbau ued Durchführueg Aufbau Gefahree Schutzbrille tragen

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Aufbau Nummeriere drei Uhrglasschalen von 1 bis 3 (Abb. 1) und stelle sie zur Seite.

Abb. 1

Baue das Stativ mit Brenner entsprechend der Abbildungen 2-6 auf. Befestige an der Stativstange den Stativring und lege darauf das Drahtnetz. Verschiebe den Stativring in der Höhe so, dass die Brennerflamme gerade das Drahtnetz erreicht.

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Abb. 2

Abb. 3

Abb. 5

Abb. 4

Abb. 6

Durchführueg

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Ablauf Gib drei Löffel Kaffee in einen Mörser (Abb. 7). Zerkleinere den Kaffee mit dem Pistill bis der Kaffee pulverförmig ist. Gib den zerkleinerten Kaffee in eine Abdampfschale.

Abb. 7

Stelle die Abdampfschale auf das Drahtnetz und bedecke die Schale mit der der Uhrglasschale 1 (Abb. 8). Erwärme die Abdampfschale mit kleiner Flamme bis sich an der Innenseite der Uhrglasschale ein Niederschlag gebildet hat.

Abb. 8

Betrachte den Niederschlag mit der Lupe. Reinige den Mörser und die Abdampfschale. Zerkleinere nun drei Löffel Tee im Mörser (Abb. 9). Gib den zerkleinerten Tee in die saubere Abdampfschale. Bedecke die Schale mit Uhrglasschale 2 und erhitze die Schale in gleicher Weise.

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Abb. 9

Führe den Versuch mit zerkleinerten Gerstenkaffee ebenfalls durch und bedecke die Abdampfschale mit Uhrglasschale 3.

Eetsorgueg Die abgekühlten Lebensmittel können in den Abfall gegeben werden. Loading [Contrib]/a11y/accessibility-menu.js

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Protokoll: Koffeie ie Lebeesmittele nrgebeis - Beobachtuegee (10 Puekte)

Beschreibe deine Beobachtungen.









Auswertueg - Frage 1 (10 Puekte)

Ziehe Schlussfolgerungen aus deinen Beobachtungen.









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Auswertueg - Frage 2 (10 Puekte)

Nenne koffeinhaltige Kaltgetränke.









Auswertueg - Frage 3 (10 Puekte)

Warum sollten nur gerine Mengen koffeinhaltiger Getränke verzehrt werden?









Auswertueg - Frage 4 (8 Puekte)

Vervollständige die folgenden Aussagen

1. Kaffee und Tee enthalten kleinen Nadeln 2. Koffein wirkt in kleinen Mengen 3. Höhere Dosen Koffein führen zu

, dass beim Erwärmen zu . und . , und

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Auswertueg - Frage 5 (10 Puekte)

Berechne den Kaffee- und Teeverbrauch im Haushalt deiner Familie.









Auswertueg - Frage 6 (10 Puekte)

Berechne aus diesen Zahlen welche Menge Koffein konsumiert werden, wenn Kaffee maximal 100 mg Koffein pro 100 ml und Tee maximal 40 mg Koffein pro 100 ml enthält.









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