Zellen & Moleküle

Erstaunliches Ei

Chemie findet nicht nur in Labors mit vielen Reagenzgläsern und hinter Schutzvorrichtungen statt. Für einen chemischen Versuch brauchst du weder ausgefallene Chemikalien noch komplizierte Apparaturen. Deine Küche reicht vollkommen aus – und etwas, das du bestimmt darin findest, ist das perfekte Versuchsobjekt: ein Hühnerei!

Warum wird ein Ei beim Kochen hart?

Eier kochen oder braten ist ein Beispiel für ein naturwissenschaftliches Phänomen, nach dessen Erklärung wir gar nicht suchen, weil es so alltäglich ist. Doch wenn man genau darüber nachdenkt, ist es doch seltsam: Wenn man Schokolade, Butter oder Eis hohen Temperaturen aussetzt, schmelzen sie; die harten Spaghetti werden im Wasser butterweich, und auch Gemüse lässt sich durch Kochen erweichen. Weshalb nur verhalten sich Eier umgekehrt und gehen beim Erhitzen vom flüssigen in den festen Zustand über?

Als kleine Knäuel kommen die Proteine gut aneinander vorbei, aber sobald sie zu langen Fäden werden, verfangen sie sich ineinander (Bild: www.pdb.org/Wikimedia Commons)

Dass eine Veränderung in der Struktur des Eis stattfindet, sieht man schon am Farbwechsel. Das Eiweiss ist in flüssiger Form durchsichtig, aber gekocht ist es weiss. Dieses Eiweiss besteht zum grössten Teil aus Wasser und Proteinen. Die Struktur von Proteinen kann man sich gut als lange, verknäuelte Fäden vorstellen. Diese Fadenknäuel schwimmen im Wasser und kommen so ganz gut aneinander vorbei.

Erhitzt man aber die Proteine, entknäueln sie sich und gehen auf. Diesen Vorgang nennt man „Denaturierung“. Ein denaturiertes Protein, dessen Form kaputt gegangen ist, kann seine biologische Funktion nicht mehr erfüllen. Das Eiweiss besteht nun aus vielen langen entknäuelten Protein-Fäden, die sich ineinander verfangen. Ein fester, undurchsichtiger Stoff entsteht: der weisse Teil eines hartgekochten Eies.

Hast du schon einmal versucht, ein Ei in der Mikrowelle zu erhitzen? Hoffentlich nicht – sonst gab's eine klebrige Überraschung ...

Wer keine 3 oder 5 Minuten auf sein Frühstücksei warten will, könnte in Versuchung geraten, das Ei in der Mikrowelle zu erwärmen. Nun, diesen Fehler macht man nur einmal: Das Ei explodiert und hinterlässt seine Überreste schön verteilt in der gesamten Mikrowelle. Wer die Überreste einmal abkratzen durfte, wird es kaum ein zweites Mal mit dieser Kochmethode versuchen.

Doch wieso explodiert das Ei? Der durchsichtige Teil des Eis, das Eiweiss, besteht zu einem grossen Teil aus Wasser. Wenn Wasser erhitzt wird, verdampft es. Dampf – ein Gas – braucht aber mehr Raum als das flüssige Wasser. Man kann sich das folgendermassen vorstellen: Wenn das Wasser erhitzt wird, nehmen die Wasserteilchen die Hitze als Energie auf, die dazu führt, dass sie sich stärker bewegen. Jedes einzelne Teilchen braucht deshalb im Gaszustand viel mehr Platz ein als in der Flüssigkeit.

Die Schale unseres Mikrowellen-Eis ist aber leider nicht dehnbar, und der Wasserdampf kann auch nicht durch irgendein Loch entweichen. Die Folge: Der Druck im Inneren des Eis wird grösser und grösser, bis es irgendwann explodiert.

Dieses Beispiel ist nur eines von ganz vielen zum Thema „Eier-Chemie“. Rund um Eier und erst recht rund um die Küche gibt es noch eine Unzahl anderer naturwissenschaftlicher Phänomene und möglicher Experimente zu beobachten. Fällt dir eines selber ein? Wenn nicht, mach dich schlau in unserem Dossier „Experimente“!

Weitere Quelle: Gisela Lück und Peter Gaymann: Eiweisheiten. Experimente rund ums Ei.

Erstellt: 01.04.2014

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