Experimente der Kategorie "Technische Verfahren der Chemie"

NameKurzbeschreibungBeschreibungTypGefahrstoffe
Abbau von PMMA Spaltung von Polymethacrylsäuremethylester in seine Monomere Man gibt zerkleinerte Stücke von Abfällen defekter Kfz-Rücklichtabdeckungen in ein Rggl. Das Glas wird schräg in ein Stativ eingespannt und mit dem Brenner erhitzt. Die dabei entstehenden Gase werden über einen Stopfen mit gewinkeltem Glasrohr ausgeleitet und in ein Rggl. geführt, das in Eiswasser steht. Lehrer-/ Schülerversuch SII Methylmethacrylat
Abbinden von Kalkmörtel Reaktion von Calciumhydroxid an der Luft Zu einer Portion Calciumhydroxid gibt man etwa die dreifache Menge Sand. Man mischt mit etwas Wasser zu einem steifen Brei, den man auf einer geeigneten Grundlage (z.B. Fliese) 1cm hoch ausstreicht und trocknen lässt. Die trockenen Mörtelschicht wird in maximal erbsgroße Stücke zerbröselt und in einen Kolben gegeben, in den man in langsamem kontinuierlichem Strom Kohlendioxid leitet. Man konstatiert die Wärmeentwicklung am Gefäßboden und die Kondensatbildung an der Wand des Kolbens. Lehrer-/ Schülerversuch Calciumhydroxid
Adsorption von Stickoxiden (NOx) an keramischem Material Modellversuch zum Autoabgas-Katalysator Gemäß Anleitung gibt man fein zerkleinertes keramisches Material in einen Erlenmeyerkolben und leitet Stickstoffdioxid ein. Man verschleißt mit Wattebausch und schüttelt das Material. Dann lässt man das überschüssige Stickoxid ausfließen. Dann verschließt man erneut mit Wattebausch und erwärmt den Erlenmeyerkolben über der Gasbrennerflamme. Lehrerversuch Stickstoffdioxid (freies Gas)
Bleikammerverfahren zur Schwefelsäureproduktion (Modell) Oxidation von Schwefeldioxid durch Stickoxide In ein weites Glas mit einem Bodensatz rauchender Salpetersäure stellt man eine Abdampfschale mit brennendem Schwefel. Die Reaktionsprodukte werden über einen Trichter mittels Wasserstrahlpumpe abgezogen und durch eine Waschflasche mit Lackmus-Lösung geleitet. In der Waschflasche wird Schwefeltrioxid-Rauch sichtbar. Lehrerversuch Schwefeldioxid (freies Gas), Salpetersäure (rauchend, (w: >70%)), Stickstoffdioxid (freies Gas), Schwefeltrioxid
CfL: Das Schwimm-Sink-Verfahren zum Trennen von Kunststoffen Trennverfahren auf der Grundlage von Dichteunterschieden Man füllt das Becherglas zu drei Vierteln mit Wasser, dann gibt man das Gemisch aus der zerkleinerten PET-Flasche und der Verschlusskappe in das Wasser und rührt einmal kräftig um. Lehrer-/ Schülerversuch
CfL: Das Thermitverfahren (Outdoor-Variante) Aluminothermische Reduktion von Eisenoxid Vorbereitung: Gemäß Anleitung wird zunächst das im Blumentopf befindliche Loch mit einem Filterpapier abgedeckt. Anschließend rollt man sich aus dem etwa 10x20 cm großen Filterpapierstück ein Rohr, welches über das mit dem Filterpapier abgedeckte Loch gestellt wird. Das Rohrinnere füllt man mit Thermitgemisch und das Restvolumen des Blumentopfes mit Sand. Dabei ist so vorzugehen, dass die Füllstände innerhalb und außerhalb des Filterpapiers immer ungefähr gleich sind. Nun steckt man den pyrotechnischen Spezialzünder so weit in das Thermitgemisch, dass er sich noch mit Hilfe des Brenners entzünden lässt. Durchführung: Man stellt nun den präparierten Blumentopf in den passenden Dreifuß, der auf einer Sand-gefüllten Eisenschale ruht. Anschließend wird der Spezialzünder mit dem Brenner entzündet. Wenn die Reaktion beendet ist, lässt man den Aufbau ca. 5 min abkühlen, holt die Reaktionsprodukte mit Hilfe der Tiegelzange aus dem Sand und untersucht sie mit einem Magneten. Mit der Schlacke versucht man, das Uhrglas anzuritzen. Lehrerversuch Thermit-Gemisch (enth. Aluminium, nicht stabilisiert)
CfL: Der Hochofenprozess Vorgänge beim Hochofenprozess modellhaft betrachtet Man füllt das Reagenzglas zunächst ca. 5 – 6 cm hoch mit Oxi-Reiniger und überschichtet diesen ca. 1 cm hoch mit kleinen Tonscherben. Dann gibt man eine etwa 1 cm dicke Schicht Aktivkohle in das Glas und schichtet darüber 5-10 Eisenoxid-Bröckchen. Nun füllt man das Reagenzglas bis ca. 2 cm unter den oberen Rand mit Aktivkohle und fixiert das Gemisch oben mit etwas Glaswolle. Nun erhitzt man mit einem Brenner zunächst das Kohle-Eisenoxid-Gemisch bis zur schwachen Rotglut. Dann richtet man den Brenner auf den Oxi-Reiniger, die oben aus dem Reagenzglas austretenden gasförmigen Stoffe werden mit einem zweiten Brenner oder einem brennenden Holzspan entzündet. Bei Bedarf klopft man während der Reaktion gelegentlich vorsichtig gegen den oberen Teil des Reagenzglases, damit das Gemisch nach unten in die Verbrennungszone nachrutscht. Bei nachlassender Sauerstoffentwicklung (Glühen wird schwächer, Flamme am oberen Rand des Reagenzglases erlischt) stellt man das Erhitzen des Reinigers ein und lässt das Reagenzglas erkalten. Dann gibt man die Reste des eingesetzten Eisenoxid-Kohle-Gemisches in eine Porzellanschale und prüft mit einem Magneten. Lehrerversuch / nicht für Lehrerinnen i.g.A. Kohlenstoffmonoxid (freies Gas)
CfL: Magnetscheiden zum Abtrennen von Weißblech aus dem Hausmüll Trennverfahren für magnetisierbare Stoffe Das DIN A4-Blatt wird längst mittig geteilt und an den kurzen Seiten mit Hilfe des Klebestreifens zu einem langen „Förderband“ zusammengeklebt. Darauf wird der zerkleinerte Abfall vereinzelt locker verteilt. Die Metallstange wird quer über dem Förderband mit Hilfe von Stativmaterial eingespannt. An die Unterseite der Metallstange wird der Stabmagnet bzw. die runden Magneten befestigt. Der Magnet sollte sich in etwa zwei Zentimetern Höhe über dem Förderband befinden. Nun zieht man mit der Hand das Förderband, auf welchem sich der Abfall befindet, unter den Magnetabscheider langsam durch. Lehrer-/ Schülerversuch
CfL: Modell zur physikalischen Reinigung bei einer Kläranlage Demonstration einiger Stationen einer Kläranlage Vorbereitung: Mit Hilfe der Schere wird in das untere Ende der 1,5-L-Getränkeflasche ein Loch, passend für das Haushaltssieb, geschnitten. In den Flaschenverschluss werden mit einer heißen Nadel mehrere Löcher geschmolzen. Bei den beiden anderen Getränkeflaschen wird der Boden entfernt. Der normale Flaschenverschluss wird ebenfalls mit mehreren Löchern versehen. In diesen Deckel wird ein zurechtgeschnittenes Stück Filterpapier gelegt. Dann wird die Flasche zu einem Drittel mit Aktivkohle gefüllt. Anschließend baut man gemäß Abbildung den Versuch auf. Das "Abwasser" wird in dem 500-mL-Becherglas aus etwa 5-10 Spatel Bodenmaterial, etwa 400 mL mit Lebensmittelfarbe angefärbtem Wasser und 30 mL Speiseöl hergestellt. Man gießt das aufgeschlämmte "Abwasser" vorsichtig durch das Haushaltssieb in die Modell-Kläranlage. Wenn die als Tropftrichter dienende 0,5-L-Getränkeflasche gut zur Hälfte gefüllt ist, kann man den Sporttrinkverschluss vorsichtig herausziehen, so dass das Abwasser langsam in den Aktivkohlefilter tropft. Lehrer-/ Schülerversuch Feuerzeuggas (enth. >95% i-Butan)
CfL: Modellversuch zur Elektrofiltration Trennverfahren auf der Grundlage von Unterschieden in der elektrostatischen Anziehung Der aufgeblasene Luftballon bzw. der Kunststoffstab wird mit dem Wolllappen kräftig gerieben. Anschließend wird er ein bis zwei Zentimeter über den ausgestreuten Pfeffer gehalten. Lehrer-/ Schülerversuch
CfL: Rauchgasreinigung durch Gewebefilter und Nasswäsche Trennung von fest-gasförmig-Stoffgemischen Der Versuch wird entsprechend der Abbildung aufgebaut (s.Skript). Das U-Rohr dient als Gewebefilter und wird fest mit Glaswolle gefüllt. In der Waschflasche findet die Nasswäsche statt, sie wird etwa zu einem Drittel mit Kalkwasser gefüllt. Das Drahtnetz ist so über der Kerzenflamme einzuspannen, dass ein Rußfaden entsteht. Der Ruß wird mit Hilfe der Wasserstrahlpumpe über den Trichter durch das U-Rohr und durch die Waschflasche gesogen. Lehrer-/ Schülerversuch Calciumhydroxid
CfL: Windsichten zum Abtrennen von Kunststoffen und Papier Trennverfahren auf der Grundlage von Dichteunterschied und Unterschied im Luftwiderstand Das Rohr wird senkrecht auf den Dreifuß mit Drahtnetz gestellt und in einem Stativ gehaltert. Von oben gibt man etwas zerkleinerten Abfall in das Rohr, bevor es mit dem zweiten Drahtnetz abgedeckt wird. Der Föhn wird unter die untere Öffnung des Rohres gehalten und angeschaltet. Durch Variation der Leistungsstufen des Föhns bzw. durch den Abstand kann die Trennleistung beeinflusst werden. Lehrer-/ Schülerversuch
Cracken von Erdöl Thermische Zerlegung von Paraffinöl Gemäß Beschreibung wird aus einem Rundkolben, der einen guten Bodensatz Aktivkohle, aus einem aufgesetzten Tropftrichter mit Paraffinöl sowie zwei nachgeschalteten Rggl. mit Ansatz die Apparatur aufgebaut. In das erste Reagenzglas gibt man etwas Bromwasser, das zweite steht in einem mit Eis gefüllten Becherglas. Man erhitzt den Rundkolben gemäß Anleitung und tropft dann das Pataffinöl auf die heiße Aktivkohle. Nach vollständiger Reaktion des Bromwassers beendet man das Erhitzen. Dem Londensat im zweiten Rggl. tropft man etwas sodaalkalische Kaliumpermanganat-Lösung zu. Lehrer-/ Schülerversuch SII Bromwasser (verd. (w: 1-5%)), Kaliumpermanganat, Natriumcarbonat-Decahydrat
Cracken von Paraffinöl (Modellversuch) Zerlegung längerkettiger Kohlenwasserstoffmoleküle In ein schwer schmelzbares Rggl. gibt man eine Portion Paraffinöl, bringt darüber ein Stahlwolleknäuel ein, verschließt mit Stopfen und Gasableitungsrohr und erhitzt nacheinander die Stahlwolle und das Paraffinöl kräftig. Die entstehenden Gase und Dämpfe werden durch eine Kühlfalle geleitet. Die nicht kondensierenden Produkte leitet man weiter in ein Rggl. mit etwas Bromwasser. Lehrerversuch Paraffinöl (dünnflüssig), iso-Octan, 1-Buten (freies Gas), 1-Hexen, Bromwasser (verd. (w: 1-5%))
Darstellung von Salpetersäure aus Kaliumnitrat Historisches Verfahren der Salpetersäuregewinnung Ein Destillierkolben mit einer Portion konz. Schwefelsäure und einer Spatelportion Kaliumnitrat wird erhitzt. Das Reaktionsprodukt wird seitlich ausgeleitet, durchläuft einen Liebig-Kühler und sammelt sich in einer Vorlage, die wenig Wasser enthält (Binden von Stickoxiden). Lehrerversuch Schwefelsäure (konz. w: ca. 96%), Kaliumnitrat, Salpetersäure (konz. w=____% (20-70%)), Stickstoffdioxid (freies Gas), Stickstoffmonoxid (freies Gas)
Entparaffinierung Nachbehandlung der Schmierölfraktion Vorbereitend wird in einer Plastikwanne aus zerkleinerten Eisstücken und reichlich Kochsalz eine Kältemischung (unter -10°C) bereit gestellt. Die Schmierölfraktion einer Erdöl-Vakuumdestillation wird in einem Erlenmeyerkolben mit dem gleichen Volumen Aceton versetzt und nach dem verschließen mit Stopfen kräftig geschüttelt. Danach wird der Kolben offen in die Kältemischung gestellt. Zur Abtrennung des ausgefällten Paraffins filtriert man ab, kratzt den Rückstand vom Filterpapier, gibt ihn in ein Rggl. und schmilzt ihn in heißem Wasserbad auf. Lehrer-/ Schülerversuch Aceton
Entparaffinierung durch Extraktiv-Kristallisation Trennungsmethode mit gesättigter methanolischer Harnstoff-Lösung Vorbereitend wird gemäß Anleitung eine Portion Methanol mit Harnstoff gesättigt. Von dieser Lösung gibt man in einem Rggl. eine Portion wie beschrieben zu einer kleinen Menge der Schmierölfraktion aus der Erdöl-Vakuumdestillation. Man verschließt das Rggl., schüttelt kräftig und lässt den Ansatz 24 Stunden lang ruhen. Nach Filtration wird der Rückstand in ein anderes Rggl. gegeben und mir der doppelten Menge Wasser versetzt. Man schüttelt nach Verschließen kräftig. Lehrer-/ Schülerversuch Methanol
Erdöllagerstätten Modellversuch zur Veranschaulichung der Erdölförderung Über einem weiten Reagenzglas ist ein Trichter mit verlängertem Auslauf montiert, der den Boden des Rggl. berührt. Man birngt gemäß Anleitung eine Grobsand-Schicht ein, durchfeuchtet sie mit Wasser, pipettiert dann 0,5 ml synth. Rohöl auf, überdeckt mit 3cm Grobsand, 1cm Lehm, den man festdrückt und noch einmal 1cm Grobsand. Dann wird der Trichter zur halben Höhe mit Wasser gefüllt. Lehrer-/ Schülerversuch SII Erdöl, künstlich
Erneuerbare Energie: Chemische Speicherung für Power-to-Gas Speicherung von Wasserstoff in einer organischen Verbindung (LOHC) Zwischen zwei Kolbenprober mit Drei-Wege-Hähnen wird ein Reaktionsrohr mit geträgertem Pt-C-Katalysator und Eisenwolle eingespannt. Es wird mittels Einmalspritze mit 0,1 ml H18-Dibenzyltoluol befüllt. Anschließend wird die zusammengebaute Apparatur gründlich mit Wasserstoff gespült. Man erhitzt das Reaktionsrohr mit einer Heißluftpistole stark, bis Gasentwicklung einsetzt. Der entstehende Wasserstoff wird in einem der Kolbenprober gesammelt und nach dem Ende des Versuchs einer Brennstoffzelle zugeleitet. Lehrer-/ Schülerversuch SII Wasserstoff (freies Gas), Ethylacetat
Gewinnung von Garkupfer aus Elektroschrott (Hochofen-Modellversuch) Oxi-Reiniger (Percarbonat) als Sauerstoffquelle Das Rggl. wird gemäß Anleitung befüllt und an einem Stativ befestigt. Mit einem Gasbrenner erhitzt man das Aktivkohle-Elektroschrott-Gemenge, bis das Glas leicht zu glühen beginnt. Mit einem zweiten Brenner erhitzt man den Oxi-Reiniger, wobei das Kohle-Schrott-Gemisch weiter erwärmt wird. Sobald Gase aus dem Rggl. strömen, wird versucht, diese zu entzünden. Wenn die Reaktion beendet ist, lässt man die Apparatur abkühlen. Lehrerversuch Natriumpercarbonat (ca. 90%, enth. Na-carbonat und Na-peroxid), Kohlenstoffmonoxid (freies Gas)

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