Benedict-Test auf Glukose: Die chemische Reaktion verstehen

Eine schnelle Möglichkeit, auf das Vorhandensein von Glukose in einer Probe zu testen, ist das Hinzufügen von Benedict-Lösung, einem kupferhaltigen Reagenz. Benedict-Lösung ist eine Lösung, die im unverreagierten Zustand hellblau ist, aber, wenn sie zu Glukose hinzugefügt und erhitzt wird, bräunlich-orange wird. Benedict-Lösung kann auch das Vorhandensein anderer strukturell ähnlicher Zucker nachweisen.

Was ist Glukose?

• Glukose ist ein einfaches Kohlenhydrat und die grundlegendste Energieeinheit für Pflanzen und Tiere. Strukturell ist Glukose ein sechskohlensäures Zucker, der in seiner linearen (azyklischen) Form ein Aldehyd am Ende hat.
  
  Alles, was wir essen, wird schließlich durch eine Reihe von Stoffwechselreaktionen in Glukose umgewandelt oder synthetisiert, die zur Energiegewinnung verwendet oder gespeichert wird. Pflanzen nutzen die Energie der Sonne und synthetisieren Glukose durch den Prozess der Photosynthese.

Wie Benedict funktioniert

• Benedict-Lösung ist hellblau, weil sie Kupfersulfat enthält. Wenn sie mit einem Zucker, wie Glukose, der Elektronen spenden kann, gemischt und erhitzt wird, nimmt das Kupfer die Elektronen auf und wird reduziert, wodurch es bräunlich-orange wird. Während dieses Prozesses wird das blaue Kupfer(II)-Ion zu einem roten Kupfer(I)-Ion reduziert. Während das Kupfer reduziert wird, gibt Glukose ein Elektron ab und wird oxidiert. Da Glukose in der Lage ist, das Kupfer in Benedict-Lösung zu reduzieren, nennen wir es einen reduzierenden Zucker.

Reduzierende Zucker

• Glukose ist nicht der einzige reduzierende Zucker. Jeder Zucker, der strukturell in der Lage ist, Elektronen an Benedict-Lösung (oder ein ähnliches Reagenz) zu spenden, fällt in diese Kategorie. Aldehydbasierte Zucker, die sich in ihrer linearen, azyklischen Form befinden, können Elektronen spenden und andere Moleküle reduzieren. Einige Zucker sind „eingesperrt“ in ihrer zyklischen Form und strukturell nicht in der Lage, sich in ihre lineare Form zu öffnen. Dies sind am häufigsten nicht reduzierende Zucker. Weitere Beispiele für reduzierende Zucker sind Ribose und Saccharose.

Methode

• Der Benedict-Test ist schnell und liefert konsistente Ergebnisse. Füllen Sie ein Reagenzglas mit ein paar mL Ihrer Testlösung und fügen Sie eine gleiche Menge Benedict-Lösung hinzu. Nach kurzem Mischen und Erhitzen des Rohrs für ein paar Minuten bei 95 Grad Celsius sollten Sie Ergebnisse sehen. Der Benedict-Test ist auch quantitativ, sodass die Menge des gebildeten bräunlich-orangen Niederschlags proportional zur Menge des reduzierenden Zuckers ist, den Sie in Ihrem Reagenzglas hatten. Wundern Sie sich nicht, wenn Ihr Rohr schlammig grün wird. Ihre anfängliche Glukosekonzentration war wahrscheinlich so niedrig, dass nur einige der blauen Kupfer(II)-Ionen reagierten.

Anwendungen

• Die häufigste Anwendung von Benedict-Lösung ist die Nachweisung von Glukose im Urin zur Diagnose von Diabetes. Diabetiker scheiden Glukose in ihrem Urin aus, weil sie sie nicht richtig in ihre Zellen aufnehmen können. Nach einer positiven Diagnose sind weitere Tests erforderlich, um die ausgeschiedene Glukosemenge zu quantifizieren.