Die Substratkonzentration beeinflusst die Reaktionsgeschwindigkeit

Prinzip

Schüler- und Demonstrationsexperiment im Fach Biologie für die Abiturprüfung mit landesweit einheitlichen Aufgabenstellungen des Niedersächsischen Kultusministeriums

Im Versuch soll die Wirkung der Urease auf die Geschwindigkeit der chemischen Spaltung von Harnstoff in Abhängigkeit von der Substratkonzentration untersucht werden. Rückschlüsse auf die Reaktionsgeschwindigkeit können durch die Verwendung eines Säure-Base-Indikators gezogen werden: Bromthymolblau zeigt in saurer Lösung eine gelbe Färbung. Mit steigendem pH-Wert schlägt der Säure-Base-Indikator im alkalischen Bereich von gelb (pH<7) über grün (pH=7) zu blau (pH>7) um. Durch die katalytische Wirkung der Urease erfolgt die hydrolytische Zersetzung des Harnstoffs in Ammoniak und Kohlenstoffdioxid. Der entstehende Ammoniak reagiert in wässriger Lösung zu einer Ammoniumhydroxid-Lösung. Durch die darin vorliegenden Hydroxid-Ionen steigt der pH-Wert der Lösung an und die Indikator-Lösung schlägt von gelb nach blau um. Die Zeit bis zum Farbumschlag kann als indirekter Hinweis auf die Reaktionszeit genutzt werden.