Kolloidales Gold: rot, nicht golden — und kein Lebensmittel

Was «kolloidal» bedeutet

Ein Kolloid ist keine Lösung. In einer echten Lösung — Salz in Wasser — sind die Teilchen einzelne Ionen oder Moleküle. In einem Kolloid schweben Teilchenverbände aus vielen Atomen in der Flüssigkeit, ohne sich aufzulösen und ohne abzusinken.

Die Grössenordnung liegt im Bereich von Nanometern, also Milliardsteln eines Meters. Gehalten werden die Teilchen in Schwebe durch elektrische Ladungen an ihrer Oberfläche: Gleich geladene Teilchen stossen sich ab und finden deshalb nicht zusammen.

Genau das macht solche Aufschwemmungen empfindlich. Wird die Ladung neutralisiert — durch Salze, durch Änderung des Säuregrads —, ballen sich die Teilchen zusammen und fallen aus. Ein Kolloid ist deshalb kein stabiler Stoff, sondern ein Zustand, den man aufrechterhalten muss.

Steckbrief

Warum die Farbe von der Teilchengrösse abhängt

Ein Goldbarren ist gelb, weil er Licht an seiner Oberfläche zurückwirft. Nanometergrosse Goldteilchen sind zu klein dafür — bei ihnen greift ein anderer Vorgang.

An der Teilchenoberfläche schwingen die Elektronen im Takt des einfallenden Lichts. Diese Schwingung entzieht dem Licht eine bestimmte Farbe; was übrig bleibt, sehen wir. Bei Goldteilchen von rund 20 Nanometern wird vor allem grünes Licht verschluckt — deshalb erscheint die Aufschwemmung rot.

Werden die Teilchen grösser, verschiebt sich der verschluckte Bereich, und die Farbe wandert über Violett nach Blau. Die Farbe ist damit ein Mass für die Teilchengrösse — und ein Kolloid, das seine Farbe ändert, hat sich verändert.

Bekannt ist dieser Effekt seit der Antike: Das Lycurgus-Becher genannte römische Glas verdankt seinen Farbwechsel eingelagerten Gold- und Silberteilchen. Und der Physiker Michael Faraday stellte im 19. Jahrhundert Goldkolloide her, von denen einige bis heute erhalten sind.

Wofür Goldkolloide tatsächlich verwendet werden

Die praktische Bedeutung liegt in der Analytik. Goldteilchen lassen sich mit Eiweissen beladen, die einen bestimmten Stoff erkennen. Sammeln sich viele davon an einer Stelle, wird die Farbe sichtbar.

Das ist das Funktionsprinzip vieler Schnelltests mit Teststreifen: Die farbige Linie besteht aus angesammelten Goldteilchen. In der Elektronenmikroskopie dienen sie aus dem gleichen Grund als Marker — Gold ist dort besonders gut sichtbar, weil es die Elektronen wegen seiner hohen Ordnungszahl stark streut.

Daneben steht die alte Verwendung als Glasfarbe. Goldrubinglas erhält sein tiefes Rot durch eingelagerte Goldteilchen — dieselbe Physik wie in der Aufschwemmung. Da die Teilchen im erstarrten Glas festsitzen, bleibt die Farbe über Jahrhunderte stabil.

Ein dritter Bereich ist die Katalyse. Massives Gold gilt als chemisch träge; in Nanometergrösse verhält es sich anders, weil ein erheblicher Teil der Atome an der Oberfläche liegt und dort reaktionsfähig ist. Diese Beobachtung hat die Katalyseforschung nachhaltig verändert.

Rechtliche Einordnung in der Schweiz

Die Verordnung über Nahrungsergänzungsmittel (VNem, SR 817.022.14) führt in Anhang 1 auf, welche Stoffe zugesetzt werden dürfen. Teil A nennt die Vitamine und Mineralstoffe und ist abschliessend; Teil B die sonstigen Stoffe. Gold steht in keiner der beiden Listen.

Anhang 14 der Verordnung betreffend die Information über Lebensmittel (LIV, SR 817.022.16) enthält keine zugelassene gesundheitsbezogene Angabe zu Gold. Jede Aussage über eine gesundheitliche Wirkung ist damit unzulässig.

Häufige Fragen

Wie werden Goldkolloide hergestellt?

Üblich ist die Reduktion einer Goldverbindung in wässriger Lösung. Aus den gelösten Goldionen entstehen dabei metallische Keime, an die sich weitere Atome anlagern. Über die Reaktionsbedingungen lässt sich die Teilchengrösse steuern — und damit die Farbe.

Warum fällt ein Kolloid manchmal aus?

Weil die Teilchen ihre gegenseitige Abstossung verloren haben. Salze und Änderungen des Säuregrads neutralisieren die Oberflächenladung; danach ballen sich die Teilchen zusammen und sinken ab.

Warum ist kolloidales Gold rot?

Weil nanometergrosse Teilchen Licht nicht reflektieren, sondern durch die Schwingung ihrer Oberflächenelektronen einen Farbbereich verschlucken. Bei rund 20 Nanometern ist das grünes Licht — übrig bleibt Rot.

Ist ein Kolloid dasselbe wie eine Lösung?

Nein. In einer Lösung liegen einzelne Ionen oder Moleküle vor, in einem Kolloid Teilchenverbände aus vielen Atomen. Diese schweben, statt sich aufzulösen.

Darf Gold einem Nahrungsergänzungsmittel zugesetzt werden?

Nein. Weder Teil A noch Teil B von Anhang 1 der VNem führt Gold auf. Teil A ist abschliessend.

Was ist mit Blattgold auf Pralinen?

Das ist ein Lebensmittelzusatzstoff mit eigener Nummer und eigenen Verwendungsbedingungen — eine Dekoration. Mit einem Nährstoff oder einer gesundheitsbezogenen Aussage hat es nichts zu tun.

Quellen

• PubChem, National Library of Medicine: Gold CID 23985, 196,97 g/mol.
• Verordnung des EDI über Nahrungsergänzungsmittel (VNem), SR 817.022.14, Anhang 1 Teil A und Teil B — kein Eintrag zu Gold; Teil A ist abschliessend.
• Verordnung des EDI betreffend die Information über Lebensmittel (LIV), SR 817.022.16, Anhang 14 — kein Eintrag zu Gold.