Chemisch onderzoek vezels

1.Onderzoeksvraag

We hebben kledingresten gevonden van de dader. We zouden graag weten uit wat voor vezels de kledingresten bestaan. Dit helpt ons de misdaad op te lossen. Uit welke vezels bestaat de kleding van de dader?

2.Voorbereiding

a. Begrippen

Biureetreactie, peptidebinding, eiwitten

b. Materialen

• Horlogeglas/ petrischaaltje
• Stopwatch of klok met een secondewijzer (IPad)
• Tangetje of pincet
• Pipet (2)
• 1 vezel van elk soort (polyester, viscose, wol, zijde, katoen, nylon, mengeling (hemd))
• Een 0,05 mol/l koper(II)sulfaatoplossing
• 5 ml 3 mol/l natronloog (natriumhydroxide) per vezel.

c. Opstelling

d. Veiligheid

3. Uitvoeren

a. Werkwijze

1. Plaats een vezel van een bekende stof op het horlogeglas en voeg daar 5 druppels van de kopersulfaatoplossing aan toe met behulp van een pipet.
2. Zet de timer aan.
3. Voeg na 5 minuten enkele ml natronloog van 3 mol toe aan de vezel. Doe dit met een andere pipet.
4. Wacht enkele seconden (maximaal 1 minuut).
5. Kijk of je een violette kleur kunt waarnemen.
6. Herhaal deze stappen voor elke bekende vezel en vervolgens voor de onbekende vezel.

Vul de resultaten van je vervolgens in, in de tabel.

b. Waarneming

4.Reflecteren

a. Besluit

Koper in de binding van kopersulfaat heeft als oxidatiegetal +II. Wanneer koper in een complex gaat met peptidebindingen, zal er een roos/paarse kleur ontstaan wanneer er in basisch milieu gewerkt wordt. Aminozuren zijn de bouwstenen van peptiden/eiwitten. Een aminozuur bestaat uit een carboxylgroep, een aminogroep, een waterstof en restgroep. Wanneer verschillende aminozuren aan elkaar gaan binden door peptidebindingen te vormen, dan krijgen we een lange keten die uiteindelijk een polypeptide vormt.

Wanneer deze peptidebindingen in contact komen met kopersulfaat, zien we geen verschil in kleur van het kopersulfaat of van de vezel.

Wanneer we vervolgens natriumhydroxide gaan toevoegen, heeft koper pas de kans om een complex te vormen. Door de aanwezigheid van het vrije elektronenpaar van stikstof, kan Cu²⁺ complexbindingen vormen.

Door de aanwezigheid van dit complex, ontstaat er een paars/roze kleur. Deze kleur duidt dus ook duidelijk aan op het gevormde biureetcomplex.

Wanneer we kijken naar de proef zien we dat zijde, wol en nylon een paars/roze kleur aangeeft wanneer we de proef hebben uitgevoerd. Dit wijst erop dat deze vezels eiwitten aanwezig hebben. De reden van het wachten (5 minuten) wanneer we kopersulfaat hebben toegevoegd, is om er voor de zorgen dat het kopersulfaat zich doorheen de hele vezel heeft kunnen verplaatsen. Wanneer we vervolgens het natriumhydroxide toevoegen, zal Cu²⁺ een complex vormen met de stikstofatomen van de peptidebindingen. Hierdoor wordt door de paars/roze kleur ook zichtbaar en kunnen we besluiten dat er eiwitten aanwezig zijn in de vezels (zijde, wol en nylon).

De vezels die paars kleuren bezitten eiwitten. Hoe donkerder de paars/roos kleur hoe meer eiwitten er aanwezig zijn.

De vezels vertonen geen paarse verkleuring: deze bezitten geen eiwitten. De andere vezels (katoen, viscose, polyester, …) geven geen paars/roze kleur, waardoor we kunnen besluiten dat hier geen eiwitten aanwezig zijn in de vezels.

Wanneer we de vezel testen van de verdachten, dan zien we dat de vezel paars kleurt.  Hieruit kunnen we besluiten dat de vezel nylon, wol of zijden is.

b. Bronnen

KLIK – KLIK

5.Tips en Trics

• Om de proef goed te laten lukken, moet je vezels voorzien die wit zijn van kleur. Dit zorgt ervoor dat de paarse kleur beter zichtbaar wordt op de vezels.
• Maak gebruik van grotere oppervlakken of voldoende vezels die uit elkaar zijn gerafeld. Dit zorgt ervoor dat de paars/roze kleur duidelijker wordt.
• Je kan beter enkele minuten wachten (wanneer je NaOH hebt toegevoegd). Dit zorgt voor een duidelijkere kleurschakering. Maar als je te lang gaat wachten, bestaat de kans, dat het complex uit elkaar gaat vallen en dus de kleur niet meer zichtbaar is.

Bij nylon moet je er goed voor zorgen dat de nylon goed doordrenkt is met kopersulfaat. Dit kan je doe door je pipet op de nylon te zetten (met kopersulfaat in de pipet) en vervolgens de pipet uit te pitsen. Je laat de pipet op de nylon staan en zuigt vervolgens het kopersulfaat terug op. Hierdoor zorg je dat de kopersulfaat doorheen heel de vezels wordt verspreid.

6.Verdachten