Aufgabe 2 · Abitur NRW Chemie GK · Gelée royale 2025
Thema: Redoxreaktionen und galvanische Zellen · Aus der Prüfung GK · Gelée royale (2025)
Aufgabenstellung
Material 1: Zusammensetzung Gelée royale [1]
Gelée royale werden appetitsteigernde, dynamisierende, antimikrobielle und sogar krebshemmende Wirkungen zugeschrieben. Hauptverantwortlich dafür ist die enthaltene Fettsäure 10-Hydroxydec-2-ensäure.
Der pH-Wert von Gelée royale liegt zwischen 3,5 und 3,6.
Tab. 1: Ausgewählte Inhaltsstoffe von Gelée royale
Inhaltsstoffe · m pro 100 g Gelée royale
Wasser · 60 – 70 g
Lipide · 4 – 8 g
10-Hydroxydec-2-ensäure · 1,4 – 6,0 g
Proteine · 9 – 18 g
Fructose · 6 – 13 g
Glucose · 4,0 – 8,0 g
Saccharose · 0,5 – 2,0 g
Vitamin B 1 · 1 – 17 mg
Vitamin B 2 · 5 – 25 mg
Vitamin B 3 · 45 – 190 mg
Folsäure · 0,1 – 0,6 g
Pantothensäure · 36 – 230 mg
Material 2: Experimentelle Unterscheidung von Honig und Gelée royale
Neben Gelée royale stellen Bienen hauptsächlich Honig her. Optisch sind Gelée royale und Honig nicht zu unterscheiden.
Den aus Nektar und etwas Pollen hergestellten Honig nutzen die Bienen als Nahrung für sich selbst und für ihre Brut sowie als Futtervorrat in den kalten Wintermonaten. Honig besteht vor allem aus Fructose, Glucose und Wasser. Außerdem enthält er geringe Mengen Proteine, Vitamine und Mineralstoffe.
Gelée royale ist wesentlich teurer als Honig; aus diesem Grund ist eine eindeutige Unterscheidung wünschenswert. Mit einfachen Experimenten können die beiden Naturprodukte voneinander unterschieden werden.
Untersucht werden wässrige Lösungen zweier Proben: Eine dieser Proben enthält Gelée royale, die andere Waldhonig mit einem pH-Wert von 5,0.
Tab. 2: Beobachtungen der experimentellen Untersuchungen
· Experiment 1:
Zugabe von in Wasser gelöstem Brom · Experiment 2:
Zugabe von Magnesiumband
wässrige Lösung Probe A · schnelle Entfärbung
auch ohne Belichtung · Gasentwicklung
wässrige Lösung Probe B · keine schnelle Entfärbung · kaum Gasentwicklung
Material 3: Martina Naumann: „Gelée Royal – Anwendung, Wirkung und mögliche Gefahren" [2]
„Honig ist ein beliebtes Hausmittel bei Erkältungen und anderen Beschwerden. Und auch dem Gelée Royal werden Heilwirkungen nachgesagt, von denen Menschen profitieren können. […] Eine japanische Studie untersuchte die Wirkung von Gelée Royal auf Menschen über sechs Monate hinweg: Sie stellten eine positive gesundheitliche Entwicklung fest. Die Testpersonen konnten Glukose besser verdauen, waren geistig fitter und hatten eine gute Durchblutung. Die naturkundliche Beratungsstelle am Tumorzentrum München berichtet davon, dass Gelée Royal Begleiterscheinungen bei Patienten während oder nach einer Chemotherapie lindern konnte – etwa bei entzündeter Mundschleimhaut oder geschädigten Nieren. […]
Das Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) weist darauf hin, dass Gelée Royal bei empfindlichen Personen starke allergische Reaktionen auslösen kann. Medikamente, die es enthalten, müssen daher einen Warnhinweis tragen. Bei Nahrungsmitteln wie zum Beispiel Gelée-Royal-Trinkampullen ist diese Warnung dagegen keine Pflicht. […] Die Verbraucherzentrale NRW weist zudem daraufhin, dass Gelée Royal mehrfach positiv auf Pyrrolizidinalkaloide getestet wurde. Pflanzen bilden diese Stoffe als Abwehr vor Fressfeinden – beim Menschen können diese hingegen das Erbgut schädigen und krebserregend wirken. Auf der Verpackung ist nicht immer ersichtlich, ob auf diese Pflanzengifte getestet wurde. […]
Die Herstellung von Gelée Royal ist umstritten. Ein Bienenvolk füttert nur wenige Larven mit dem Futtersaft, wenn neue Königinnen ausschwärmen sollen. Die Bienen stellen in dieser Zeit wenige Gramm täglich her. So können Bienenzüchter auf natürliche Weise nur [wenig Gelée Royal] entnehmen. […] Die Imker [in China oder Osteuropa] entfernen immer wieder die Larve, die Bienenkönigin werden soll. Nur so erreichen sie, dass die Bienen das ganze Jahr über Gelée Royal produzieren. Für die Bienen bedeutet das enormen Stress – das Volk ist im Ausnahmezustand. […]
Auch die Verbraucherzentrale sieht die Gelée-Royal-Herstellung in osteuropäischen und asiatischen Ländern kritisch. Sie warnt, dass Umweltgifte aus der Landwirtschaft im Gelée Royal zurückbleiben können. Denn dort gelten nicht so strenge Grenzwerte für Pestizide wie in Deutschland. Außerdem könnten sich Pollen von gentechnisch veränderten Pflanzen im Gelée Royal befinden, ohne dass Hersteller das kennzeichnen müssen.“
2.1
Ordnen Sie die Proben A und B begründet unter Angabe von Reaktionsgleichungen Gelée royale oder Waldhonig zu (M 1, M 2).
2.2
Begründen Sie, dass es sich bei den in Probe A ablaufenden Reaktionen um Redoxreaktionen handelt.
2.3
Beurteilen Sie die Aussagekraft der beschriebenen Experimente bezüglich des Vorhandenseins von 10-Hydroxydec-2-ensäure in einer Probe Gelée royale (M 1, M 2).

Lösung
Nach den offiziellen Korrekturhinweisen
Zuordnung der Proben A und B
Lösung: Probe A: Gelée royale; Probe B: Waldhonig
Begründung der Zuordnung unter Angabe von Reaktionsgleichungen (Experiment 1 und Experiment 2)
Lösung: Experiment 1: Gelée royale enthält 10-Hydroxydec-2-ensäure (HDA). Brom-Moleküle reagieren mit der Doppelbindung der HDA-Moleküle in einer Additionsreaktion: Deswegen findet eine Entfärbung des in Wasser gelösten Broms statt. Experiment 2: Magnesium-Atome reagieren mit Oxonium-Ionen. Gelée royale weist einen niedrigen pH-Wert auf (pH 3,5–3,6):
Begründung, dass es sich bei den in Probe A ablaufenden Reaktionen um Redoxreaktionen handelt
Lösung: Eine Redoxreaktion ist eine Elektronenübertragungsreaktion, verbunden mit der Änderung von Oxidationszahlen. Experiment 1: - Kohlenstoff-Atome im 10-Hydroxydec-2-ensäure-Molekül mit der Oxidationszahl -I werden zu Kohlenstoff-Atomen mit der Oxidationszahl 0 im 2,3-Dibrom-10-hydroxydecansäure-Molekül oxidiert. - Brom-Atome im Brom-Molekül mit der Oxidationszahl 0 werden zu Brom-Atomen mit der Oxidationszahl -I im 2,3-Dibrom-10-hydroxydecansäure-Molekül reduziert. Experiment 2: - Magnesium-Atome mit der Oxidationszahl 0 werden zu Magnesium-Ionen mit der Oxidationszahl +II oxidiert. - Wasserstoff-Atome im Oxonium-Ion mit der Oxidationszahl +I werden zu Wasserstoff-Atomen mit der Oxidationszahl 0 im Wasserstoff-Molekül reduziert.
Beurteilung der Aussagekraft der beschriebenen Experimente bezüglich des Vorhandenseins von 10-Hydroxydec-2-ensäure
Lösung: Der positive Nachweis der Doppelbindung zwischen den Kohlenstoff-Atomen ist aufgrund der Entfärbung von Bromwasser und der Rückschluss auf das Vorliegen einer sauren Verbindung ist aufgrund der Reaktion mit Magnesium möglich. Dies lässt aber keinen Rückschluss auf das Vorhandensein von 10-Hydroxydec-2-ensäure zu, es könnten auch andere enthaltene Moleküle Doppelbindungen haben. Auch mehrere Säuren sind vorhanden, z. B. Pantothensäure.
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