Experimente der Sammlung "Chemie fürs Leben (Chemiedidaktik Rostock)"

AusgabeNameKurzbeschreibungBeschreibungTypGefahrstoffe
(I) EC2 05 CfL: Umkehrung der Hittorf-Elektrolyse Kupfer(II)-chlorid-Elektrolyse mit vertikalem Versuchsaufbau und dessen Umkehrung Die Kupferdrähte werden gemäß Anleitung präpariert. Anschließend wird so viel Kupfer(II)-sulfat-Lösung in das Rggl. gefüllt, dass die obere Elektrode gerade in die Lösung taucht. Die gesamte Konstruktion wird zur Kühlung in ein Becherglas mit Wasser gestellt und mit einem Gummi und einer Wäscheklammer am Becherglas befestigt. Die Elektroden werden mit der Spannungsquelle verbunden und die Spannung auf mindestens 20 V hoch geregelt. Nach wenigen Minuten wird das Rggl. vorsichtig aus dem Wasserbad gehoben und seine Temperatur mit der Hand befühlt. Anschließend wird es wieder in das Wasserbad gestellt. Wenn nach etwa 10 – 15 Minuten an der oberen Elektrode eine Gasentwicklung einsetzt, wird die Spannung herunter geregelt. Anschließend wird die Spannungsquelle durch einen Messmotor ausgetauscht. Zur genaueren Untersuchung kann der Messmotor durch ein Voltmeter ersetzt werden. Lehrer-/ Schülerversuch Kupfer(II)-sulfat-Lösung (verd., (w: <25%)), Zinksulfat-Lösung (verdünnt, (1%<w<2,5%))
(I) EC2 04 CfL: Umkehrung der Elektrolyse einer Kupfer(II)-chlorid-Lösung Elektrolyse einer Kupfer(II)-chlorid-Lösung mit anschließender galvanischen Reaktion Der Versuch wird gemäß Anleitung aufgebaut (4,5 V). Beide Elektroden werden an gegenüber liegenden Stellen am Rand der Petrischale in die Lösung getaucht. Anschließend werden die Elektroden auf einen Abstand von 1 cm angenähert. Dicht über die Lösung wird feuchtes Kaliumiodid-Stärke-Papier an die Elektroden gehalten. Nach etwa einer Minute wird die Elektrolyse beendet und die Spannungsquelle durch einen Elektromotor ersetzt. Lehrer-/ Schülerversuch Chlor (freies Gas), Kupfer(II)-chlorid-Lösung (verdünnt, w=_____ % (<25%))
(I) EC2 03 CfL: Umkehrung der Elektrolyse einer Natriumchlorid-Lösung Elektrolyse einer Natriumchlorid-Lösung und anschließende galvanische Reaktion Der Versuch wird gemäß Anleitung aufgebaut. Die Elektroden sollten einen Abstand von mindestens 3 cm haben, um nicht zu viel Gas zu entwickeln. Eine Spannung von 9 V wird eingestellt. Der Geruch der Gase wird vorsichtig geprüft. An beide Elektroden kann feuchtes Kaliumiodid-Stärke-Papier gehalten werden. Nach etwa einer Minute wird die Elektrolyse beendet und die Spannungsquelle durch einen Elektromotor ersetzt. Die Zuordnung der Motoranschlüsse zu den Elektroden sowie die Drehrichtung des Rotors werden notiert. Lehrerversuch mit Schülerbeteiligung Chlor (freies Gas), Wasserstoff (freies Gas)
(I) EC2 02 CfL: Umkehrung der Hittorf-Elektrolyse mit einer Zinksulfat-Lösung Elektrolyse einer Zinksulfat-Lösung und anschließende galvanische Reaktion In das mit Kupferdrähten präparierte Reagenzglas wird Zinksulfat-Lösung gefüllt, bis die obere Elektrode gerade bedeckt ist. Die Elektroden werden mit der Spannungsquelle und dem Elektromotor verbunden. Die Anschlüsse am Elektromotor werden markiert, um ihn später wieder genauso anschließen zu können. Anschließend wird die Spannung so hoch geregelt, dass die Drehrichtung des Rotors des Elektromotors beobachtet und notiert werden kann. Die Zinksulfat-Lösung und die Elektroden werden beobachtet. Ist die Lösung um die untere Elektrode deutlich gefärbt, wird die Spannungsquelle aus- und statt ihr der Kleinelektromotor wieder eingebaut. Die Drehrichtung des Rotors wird mit der des Vorversuches verglichen und notiert. Um zu untersuchen, welche Reaktion an der unteren Elektrode abläuft, kann diese Elektrode durch einen nicht kupferfarbenen Metallstab ersetzt werden. Lehrer-/ Schülerversuch Zinksulfat-Lösung (verdünnt, (1%<w<2,5%)), Kupfer(II)-sulfat-Lösung (verd., (w: <25%)), Zink (Pulver, phlegmatisiert)
(I) EC2 01 CfL: Umkehrung der Elektrolyse einer Natriumsulfat-Lösung Elektrolyse einer Natriumsulfat-Lösung und anschließende Reaktion einer galvanischen Zelle Der Versuch wird gemäß Anleitung aufgebaut. Die Kohleelektroden sollten einen Abstand von 2-3 cm haben. Die Natriumsulfat-Lösung wird mit einigen Tropfen Universalindikator-Lösung kräftig gefärbt. Anschließend wird die Lösung elektrolysiert und die Veränderungen an den Elektroden notiert. Nach etwa einer Minute wird die Elektrolyse beendet und die Spannungsquelle durch einen Elektromotor ersetzt. Lehrer-/ Schülerversuch Sauerstoff (freies Gas), Wasserstoff (freies Gas), Universalindikator, flüssig (Skala pH 4-10; enth. Ethanol)
(I) EC2 CfL: Zink/Kupfer-Zelle ohne Trennwand Anfertigen einer galvanischen Zelle mithilfe einer Kupfersulfatlösung Das Becherglas wird halb voll mit Kupfer(II)-sulfatlösung gefüllt. Das Kupfer- und das Zinkblech werden, ohne sich zu berühren, in die Lösung gestellt und mit Hilfe des Kabelmaterials zuerst mit einem Voltmeter und anschließend mit einem Elektromotor verbunden. Die Elektroden und der Elektromotor werden beobachtet. Lehrer-/ Schülerversuch Kupfer(II)-sulfat-Lösung (verd., (w: <25%))
(I) EC2 CfL: Die direkte Reaktion von Zink und Kupfer(II)-Ionen Halbzellenreaktion eines Zinkblechs in einer Kupfersulfatlösung Ein Becherglas wird halb voll mit Kupfer(II)-sulfatlösung gefüllt. Das gereinigte Zinkblech wird in die Lösung gestellt und beobachtet. Lehrer-/ Schülerversuch Kupfer(II)-sulfat-Lösung (verd., (w: <25%))
(I) EC2 CfL: Malen auf Zink Halbzellenreaktion eines Zinkblechs mit aufgetragener Kupfersulfatlösung Mit Hilfe eines mit Kupfer(II)-sulfatlösung getränkten Pinsels wird auf einem gereinigten Zinkblech gemalt und geschrieben. Lehrer-/ Schülerversuch Kupfer(II)-sulfat-Lösung (verd., (w: <25%))
(I) EC2 CfL: Zink/Kupfer-Zelle mit Trennwand Anfertigen einer galvanischen Zelle mithilfe einer Kupfersulfatlösung und Trennwand Aus einem Stück Pappe wird mit einer Schere ein Streifen ausgeschnitten, der genau hochkant, mittig in das 50-mL-Becherglas passt und dieses in zwei Räume teilt. Ist das zweigeteilte Becherglas fertig, werden gleichzeitig beide Hälften halb hoch gefüllt, eine mit Natriumsulfat-Lösung und die andere gleich hoch mit Kupfer(II)-sulfatlösung. In die Natriumsulfatlösung wird das Zinkblech und in die Kupfer(II)-sulfatlösung das Kupferblech gestellt. Beide Bleche werden mit Hilfe des Kabelmaterials mit einem Elektromotor verbunden. Lehrer-/ Schülerversuch Kupfer(II)-sulfat-Lösung (verd., (w: <25%))
(I) EC2 CfL: Zink/Kupfer-Zelle mit Papier-Brücke Verbindung zweier Halbzellen mithilfe einer Elektrolytbrücke Zwei Bechergläser werden jeweils halb voll mit Kupfer(II)-sulfat-Lösung und Natriumsulfat-Lösung gefüllt. Das Kupferblech wird in das Becherglas mit der Kupfer(II)-sulfat-Lösung und das Zinkblech in die Natriumsulfat-Lösung gestellt. Beide Bechergläser werden dicht nebeneinander gestellt und die Bleche mit Hilfe des Kabelmaterials mit dem Voltmeter (ggf. dem Messmotor) verbunden. Anschließend wird ein etwa 10 cm langer, trockener Filterpapierstreifen mit je einem Ende in die beiden Bechergläser gehängt. Lehrer-/ Schülerversuch Kupfer(II)-sulfat-Lösung (verd., (w: <25%))
(I) EC2 CfL: Zink/Kupfer-Zelle mit Elektrolyt-Brücke Verbindung zweier Halbzellen mithilfe einer getränkten Elektrolytbrücke Die Bechergläser werden jeweils halb voll mit Kupfer(II)-sulfatlösung und Natriumsulfatlösung gefüllt. Das Kupferblech wird in das Becherglas mit der Kupfer(II)-sulfatlösung und das Zinkblech in die Natriumsulfatlösung gestellt. Beide Bechergläser werden dicht nebeneinander gestellt und die Bleche mit Hilfe des Kabelmaterials mit dem Voltmeter (ggf. dem Messmotor) verbunden. Anschließend wird ein etwa 10 cm langer, 2 cm breiter, trockener Filterpapierstreifen mit je einem Ende in die Bechergläser gehängt. Bevor beide Elektrolyte zu hoch gestiegen sind, wird auf die Mitte des trockenen Filterpapierstreifens tropfenweise Natriumchlorid-Lösung gegeben, bis diese beidseitig die Elektrolyte berührt. Lehrer-/ Schülerversuch Kupfer(II)-sulfat-Lösung (verd., (w: <25%))
(I) EC2 CfL: „Alltagsmetalle“ untersuchen (verändert nach [Felber 1999]) Aufstellen einer Spannungsreihe mit verschiedenen Habzellen Für jede zu untersuchende Halbzelle wird ein Becherglas zu ca. 2/3 mit Natriumchlorid-Lösung gefüllt. Das jeweilige Metall wird über eine Klemme mit einem Kabel verbunden und in die Lösung getaucht, dabei muss die Klemme außerhalb der Lösung verbleiben. Nun schließt man zwei der Halbzellen mit Hilfe der Kabel an ein Voltmeter an und verbindet die beiden Halbzellen untereinander mit einem Natriumchlorid-Lösung getränkten Filterpapier. Anschließend ersetzt man das Voltmeter durch einen Messmotor. Analog verfährt man mit den weiteren Halbzellen, die beliebig kombiniert werden können. Lehrer-/ Schülerversuch
(I) EC2 CfL: Die Frucht-Reihe elektrochemische Versuche mit Früchten Die Früchte werden halbiert und mit Elektroden versehen. Die Elektroden sollten vor dem Gebrauch mit Stahlwolle gereinigt werden. Zwei verschiedene „Halbfrüchte“ können an den Schnittstellen in Kontakt gebracht werden. Die Elektroden werden mit dem Messmotor und anschließend dem Voltmeter verbunden. Lehrer-/ Schülerversuch
(I) EC2 CfL: Zerlegen und Untersuchen einer frischen Zink-Silberoxid-Batterie Bauteile einer gebrächlichen Niederspannungsquelle Mit Hilfe einer kleinen Kneifzange wird der Mantel der Batterie an mehreren Stellen am Rand auf gekniffen. Nun lässt sich die Batterie mit Hilfe der Spitzzange problemlos aufbiegen. Die beiden ineinander gestülpten Becher werden getrennt und die Membran wird entfernt. Die beim Öffnen der Batterie austretende Flüssigkeit wird mit UnitestPapier auf ihren pH-Wert getestet. Lehrer-/ Schülerversuch Zink (Pulver, phlegmatisiert), Silber(I)-oxid
(I) EC2 CfL: Nachweis von Zink und Silberoxid Bezug auf: "CfL: Zerlegen und Untersuchen einer frischen Zink-Silberoxid-Batterie" Die Inhaltsstoffe der Batterie müssen getrocknet und anschließend gemörsert werden. Das trockene Zinkpulver wird auf die Magnesiarinne oder in den Verbrennungslöffel gegeben und in der oxidierenden Zone des Brenners erhitzt. Getrocknetes Silberoxid füllt man in das Reagenzglas, erhitzt dieses und prüft mit dem glimmenden Span auf Sauerstoff Lehrer-/ Schülerversuch Zink (Pulver, phlegmatisiert), Silber(I)-oxid, Zinkoxid, Sauerstoff (freies Gas)
(I) EC2 CfL: Zerlegen und Untersuchen einer entleerten Zink/Silberoxid-Batterie Bezug auf: "CfL: Zerlegen und Untersuchen einer frischen Zink-Silberoxid-Batterie" Die Batterie muss zunächst vollständig entladen werden. Dann ist die Batterie zu öffnen. Die beiden ineinander gestülpten Becher werden getrennt und die Membran wird entfernt. Die in der Batterie enthaltene Flüssigkeit wird mit Unitest-Papier auf ihren pH-Wert getestet. Lehrer-/ Schülerversuch Zink (Pulver, phlegmatisiert), Silber(I)-oxid, Zinkoxid
(I) EC2 CfL: Verhalten einer Zink/Luft-Batterie mit und ohne Luftzutritt Sichtbarmachen der Reaktionsteilnahme von Bestandteilen der Luft bei einer elektrochemischen Reaktion Der Leichtlaufelektromotor wird mit den Polen der noch immer mit dem Aufkleber versehenen Knopfzelle verbunden. Ist der Motor stehen geblieben, wird der Aufkleber entfernt. Lehrer-/ Schülerversuch
(I) EC2 CfL: Zerlegen und Untersuchen einer frischen Zink/Luft-Batterie Isolierung der Bauteile Zunächst entfernt man den Aufkleber, der sich auf dem Pluspol befindet. Wie schon bei der Zink/Silberoxid-Knopfzelle wird der Metallmantel der Zelle an der Überlappung auf gekniffen und die beiden ineinander gepackten Becher werden voneinander getrennt. Die Flüssigkeit, die beim Öffnen der Zelle austritt, prüft man mit Unitest-Papier auf ihren pH-Wert. Lehrer-/ Schülerversuch Zink (Pulver, phlegmatisiert)
(I) EC2 CfL: „Die Zink/Iod-Batterie“ Anfertigen einer galvanischen Zelle mit Iod und Zink Zunächst schmirgelt man das Zinkblech an zwei Stellen blank. An einer wird das Kabel mit der Krokodilklemme angeschlossen, auf die andere das mit Kaliumnitrat getränkte und dreifach gefaltete Filterpapier gelegt. Nun gibt man einen Iodkristall mit einer Größe von ca. 5 x 5 mm auf das Filterpapier, verbindet das Zinkblech mit dem Minuspol und das Iod mit dem Pluspol des Leichtlaufelektromotors. Lehrer-/ Schülerversuch Iod
(I) EC2 CfL: Modellversuch zum Blei-Akkumulator Chemische Reaktionen mit Blei- und Blei(IV)-oxid-Halbzellen 1. Ein Becherglas wird etwa zur Hälfte mit Schwefelsäure gefüllt und die zuvor mit einem Scheuerschwamm gründlich gereinigten Bleibleche hineingestellt. Man verbindet die Bleibleche mit einer Spannungsquelle und regelt diese auf 4 – 6 V ein. Die Anschlüsse der Elektroden an den Polen der Spannungsquelle werden notiert und die Bleche genau beobachtet. 2. Sobald sich die Oberfläche der Bleche sichtbar verändert, wird die Elektrolyse abgebrochen (spätestens nach 2 Minuten) und die Spannungsquelle aus dem Stromkreis entfernt. Man misst die Spannung zwischen beiden Blechen und ermittelt die Stromflussrichtung anhand der Anschlüsse des Voltmeters und des angezeigten Spannungsvorzeichens. Anschließend schaltet man eine Glühlampe in den Stromkreis. Lehrerversuch / nicht für Lehrerinnen i.g.A. Schwefelsäure (konz. w: >15%), Blei (massiv, Stücke, Blech), Blei(IV)-oxid, Wasserstoff (freies Gas)

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