Harnstoffspaltung durch Urease
Materialien:
Becherglas (250 ml), 2 Platinelektroden, Kabel, Trafo 20 V Gleichstrom, Voltmeter, Amperemeter, Harnstoff, Urease
Durchführung:
In ein Becherglas gibt man ca. 30 ml einer Harnstofflösung. Man ermittelt nun die Leitfähigkeit dieser Lösung, indem man wie folgt vorgeht:
Zunächst baut man den Versuch so zusammen, wie auf der Abbildung dargestellt. Der Strom fließt vom Trafo (grün) in die rechte Elektrode, dann durch die Harnstofflösung (blau) in die linke Elektrode, von da aus durch das Amperemeter wieder zurück zum Trafo (Stromkreis 1).
Ein zweiter Stromkreis (2) mit einem Voltmeter dient zum Messen der vom Trafo erzeugten Spannung.
Unter der Leitfähigkeit verstehen wir nun ganz einfach den Quotienten aus gemessener Stromstärke und angelegter Spannung.
Man regelt nun die Gleichspannung so ein, daß der Zeiger des Amperemeters ungefähr in der Mitte steht. Auf diese Weise kann man sowohl ein Abnehmen wie auch ein Zunehmen der Leitfähigkeit während des Versuchs verfolgen.
Nun schaltet man wieder ab und gibt eine Spatelspitze Urease in die Harnstofflösung. Jetzt schaltet man alle drei Minuten den Trafo ein und misst für mehrere Sekunden die Stromstärke. Alle drei Werte - Zeit - Spannung - Stromstärke - sind in eine Tabelle einzutragen und anschließend graphisch auszuwerten.
Der Versuch wird mit folgenden Harnstofflösungen durchgeführt:
- 0,5 mol/l
- 1 mol/l
- 2 mol/l
- 3 mol/l
- 4 mol/l
- 5 mol/l
Anmerkung: 1 mol Harnstoff = 60 g.
Hinweise zum Versuch
Urease ist ein Enzym, welches Harnstoff (links) in Ammoniak und Kohlendioxid spaltet.
Geschwindigkeit der Harnstoffspaltung
ohne Urease: 3 * 10-10/s
mit Urease: 3 * 104/s
Das ist eine Steigerung um den Faktor 1014
Harnstoff ist eine organische Verbindung, welche im Urin der Säugetiere, Amphibien und Fische vorkommt und das Hauptendprodukt des Eiweiß-Stoffwechsels ist. Ein Mensch sondert täglich etwa 30g Harnstoff ab.
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