Experimente der Sammlung "Experimente zu Makromolekülen (KÖLNER MODELL)"
| Ausgabe | Name | Kurzbeschreibung | Beschreibung | Typ | Gefahrstoffe | |
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Abtrennung von Farbstoff(en) aus Kunststoffabfällen | Adsorption in aufgelöstem Kunststoff mittels Aktivkohle | Zerkleinerte PMMA-Abfälle (z.B. Kfz-Rücklichtabdeckung oder Speichenreflektor) werden gemäß Angaben in Aceton unter Erwärmung und Rühren aufgelöst. Man setzt Aktivkohle zu und rührt die heiße Lösung 2min lang. Die Lösung wird in eine Schale abfiltriert und unter dem Abzug zur Trockne (40-50°C-Sandbad oder -Heizplatte) eingedampft. Alternativ kann die filtrierte Lösung in ein Becherglas mit reichlich Wasser eingerührt werden. | Lehrer-/ Schülerversuch | Aceton | |
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Klebstoff mit Polystyrol | Auflösen von PS in Ethylacetat | In einer Schale gibt man zu zerbröseltem Styropor (TM) tropfenweise Essigsäureethylester, bis eine zähflüssige Masse entstanden ist. Die gewünschte Konsistenz lässt sich durch weitere Zugabe von Polystyrol bzw. Ester einstellen. Die Klebefähigkeit der Masse wird an geeigneten Materialien getestet. | Lehrer-/ Schülerversuch | Ethylacetat | |
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Kunstseide aus Cellulose | Ausfällung von Regeneratcellulose | Vorbereitend stellt man am Vortag eine gesättigte Kupfer(II)-sulfat-Lösung her und fügt ein gleiches Volumen an konz. Ammoniak-Lösung hinzu. Man vermischt diese Lösung nach Angaben mit Kalilauge und löst darin die Baumwollwatte durch Rühren auf. Das dickflüssige Präparat wird auf eine Einwegspritze gezogen und über eine feine Kanüle in ein größeres Becherglas mit verd. Schwefelsäure gedrückt. Der entstehende Faden wird nach der Entfärbungsreaktion entnommen, mit viel Wasser gewaschen und anschließend getrocknet. | Lehrer-/ Schülerversuch | Kupfer(II)-sulfat-Pentahydrat, Ammoniak-Lösung (konz. w=_____ % (10-25%)), Kalilauge (verd. w=____% (2-5%)), Schwefelsäure (verd. w=____% (5-15%)) | |
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Chitosan in Schlankheitsmitteln | Chitosan bzw. pharmaz. Chitosanpräparate als Bindemittel für Fette | Reagenzglasversuch: Man mischt nach Angaben Chitosan mit etwas Speiseöl und schüttelt gut durch. Nach Zugabe von etwas Wasser wird erneut geschüttelt und beobachtet. Der Effekt wird bei gefärbtem Öl besser erkennbar. Man färbt das Öl entweder mit Wachsspänen durchgefärbter Kerzen oder man extrahiert etwas Paprikapulver mit Öl. | Lehrer-/ Schülerversuch | ||
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Synthese eines Mischpolymerisats | Copolymerisation von Styrol mit Maleinsäureanhydrid | Nach Rezeptur werden im Rggl. Maleinsäureanhydrid und Styrol vermischt. Man erhitzt über kleiner Brennerflamme, bis eine klare Lösung entsteht, und dann weiter 1-2 Minuten lang. | Lehrer-/ Schülerversuch | Styrol, Maleinsäureanhydrid | |
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Leim aus Casein | Die starke Klebkraft der intermolekularen Wasserstoffbrücken | Ein Portion Magerquark wird in einer Schale gemäß Anleitung mit einem Plätzchen Ätznatron und etwas Natriumhydrogencarbonat glatt verrührt. Nach mehrminütiger Wartezeit entsteht ein klebefähiger Leim. | Lehrer-/ Schülerversuch | Natriumhydroxid (Plätzchen) | |
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Folie aus Chitosan | Ein aminozuckerhaltiges Polysaccharid aus der Natur | In auf 40°C temperierter konz. Essigsäure löst man nach Angaben das weiße Chitosan-Pulver unter ständigem Rühren auf. Die eine Hälfte des entstehenden Gels gießt man auf eine KS-Platte. Die andere Hälfte verrührt man mit wenigen Topfen Glycerin und gießt sie ebenfalls zur Trocknung auf eine Platte. | Lehrer-/ Schülerversuch | Essigsäure (w=____% (25-90%)) | |
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Styrol als Vernetzer | Ein Duroplast aus Reparaturharz und Härterpaste | Handelsübliches Reparaturharz wird gemäß Vorschrift mit Härterpaste vermischt und intensiv verrührt. Das Gemisch wird mit einem Pinsel auf ein Stück Glasfasermatte aufgetragen, wo es aushärtet. | Lehrer-/ Schülerversuch | Maleinsäure, Ethylenglykol, Styrol, Benzoylperoxid (25% Wasser als Stabilisator) | |
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Ein wetterfester Anstrich | Erhärtende Farbe aus Kalk uns Casein | Man verrührt eine TL-Portion Magerquark mit einer kräftigen Spatelportion Branntkalk (Calciumoxid). Die Mischung kann auf Stein oder Holz aufgetragen werden. Sie trocknet und härtet nach einigen Stunden aus. | Lehrer-/ Schülerversuch | Calciumoxid | |
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Ein wasserlöslicher Kunststoff | Experimente mit Folie aus Polyvinylalkohol | A Ein Stück Polyvinylalkohol wird unter Rühren in wenig Wasser aufgelöst. Die Lösung wird in eine flache Schale gegossen und bei ca. 50 °C zur Rückgewinnung der Foilie eingetrocknet. B In Folienstücke von Polyethylen und von Polyvinyalkohol schließt man etwas wasserlösliches Kaffeepulver ein. Man taucht den Beutel jeweils für 1-2min in ein Schälchen mit Wasser. C In Folienstücke von Polyethylen und von Polyvinyalkohol schließt man jeweils ein verschmutztes kleines Baumwolltuch ein. Die Proben werden jeweils in einer Waschlauge (Waschmittel für Kochwäsche) unter Rühren bis zum Sieden erhitzt. | Lehrer-/ Schülerversuch | ||
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Dreifachtrennung bei Polystyrol-Polyethylen-Polyvinylchlorid-Gemisch | Extraktion einzelner Komponenten mit Lösemitteln | Im ersten Schritt wird Polystyrol durch Lösen in Essigsäureethylester aus dem Gemisch abgetrennt. Man erhitzt dazu das Gemisch aus zerkleinerten KS-Abfällen unter Rühren und Rückflusskühlung bis zum Sieden. Nach dem Dekantieren wird aus der Lösung gemäß Anleitung durch Abdampfen bzw. Abdestillieren des Lösemittels das feste Polystyrol zurückgewonnen. Im zweiten Schritt wird mit gleichem Verfahren das Restgemisch mit Toluol extrahiert. Auch hier wird die gelöste Komponente durch Abdestillieren bzw. Abdampfen des Toluols zurückgewonnen. | Lehrer-/ Schülerversuch SII | Ethylacetat, Toluol | |
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Nylon-6.10 - ein Polyamid | Grenzflächenkondensation von Sebacinsäuredichlorid und 1,6-Diaminohexan | Vorbereitend löst man nach Rezeptur Sebacylchlorid in Hexan. In einem Becherglas (hohe Form) mischt man 1,6-Diaminohexan in Wasser und löst darin die Natriumhydroxid-Plätzchen auf. Dann fügt man wenige Tropfen Phenolphthalein-Lösung hinzu. Über das Auslaufrohr eines Trichters lässt man langsam die vorbereitete Sebacinchlorid-Lösung zur Überschichtung der wässrigen Phase ins Becherglas rinnen. An der Grenzfläche entsteht eine trübe Haut, die man mit Pinzette aufnimmt. Der mehrere Meter lange Faden wird auf einen Holzstab aufgewickelt. Die Farbänderung in der wässrigen Phase wird beobachtet. | Lehrer-/ Schülerversuch SII | n-Hexan, Sebacinsäuredichlorid, Hexamethylendiamin, Natriumhydroxid (Plätzchen), Phenolphthalein-Lösung (w<=0,9%; Lsm.: Ethanol 90 %ig) | |
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Slime | Herstellung eines Gels mit Guarkernmehl | Eine TL-Portion Guarkernmehl wird in etwa 150 ml Wasser eingerührt. Unter Kontrolle des pH-Werts mit Indikatorpapier wird die Masse mit ca. 10 ml verd. Natronlauge neutralisiert. Man rührt eine ca. 10%ige Alaun-Lösung hinzu und erzeugt damit die Gelkonsistenz. Alternativ kann man das mit Wasser angerührte Guarkernmehl mit wenig verd. Salzsäure und anschließend mit verdünnter Natronwasserglas-Lösung vermischen (Kontrolle: pH<7). Eine Einfärbung wird bei beiden Varianten mit Lebensmittelfarbe vorgenommen. | Lehrer-/ Schülerversuch | Natronlauge (verd. w: <2%), Natronwasserglas-Lösung, Salzsäure (verd. w=____% (<10%)) | |
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Schaumstoff STÄRKOPOR aus Stärke | Intra- und intermolekulare Wasserstoffbrücken im Kohlehydrat-Protein-Gemisch | Vorbereitend wird der trockenschrank oder Backofen auf ca. 180 vorgeheizt. Gemäß Angaben werden die Kartoffel- oder Maisstärke mit Backpulver und Gelatinepulver giut vermischt. Durch Einrühren von Wasser erzeugt man eine gießfähige Konsistenz. Auf einen geölten Teller gegossen bringt man die Masse in den vorgeheizten Wärmeschrank/ Backofen, schaltet die Beheizung aus und lässt die Masse 10min lang reagieren. | Lehrer-/ Schülerversuch | ||
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Polystyrol-Synthese mittels Eisen(III)-chlorid | Kationische Polymerisation von PS | Vorbereitend gewinnt man frisch kristallisiertes Eisen(III)-chlorid durch Sublimation. Man erhitzt vorsichtig eine Spatelportion Eisen(III)-chlorid, wasserfrei oder als Hexahydrat im schwer schmelzbaren Rggl. bis sich in der Mitte des Glases dunkle glänzende Kristalle abscheiden. Diese werden mit trockenem Spatel entnommen, in ein Rggl. überführt und mit Styrol gemäß Rezeptur übergossen. Man erwärmt mehrfach kurz in der Brennerflamme und beobachtet die Reaktion. Der entstehende harzartige Feststoff wird auf thermoplastische Eigenschaften untersucht. | Lehrer-/ Schülerversuch | Styrol, Eisen(III)-chlorid (wasserfrei), Eisen(III)-chlorid-Hexahydrat | |
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Trockenspinnverfahren mit UHU (TM) | KS-Fadenbildung durch Lösemittelverdunstung | Mittels Holzstäbchen holt man asu der Öffnung einer UHU(TM)-Tube ein Klebstofftröpfechen und zieht langsam einen langen dünnen Faden. Vor schwarzem Papier ist er gut sichtbar. | Lehrer-/ Schülerversuch | Aceton, Methylacetat | |
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Schwimm-Sink-Trennung bei Kunststoffen | Nutzung der Dichteunterschiede beim KS-Recycling-Technologien | Man stellt vorbereitend ein Gemisch aus zerkleinertem KS-Material bereit. In einem größeren Becherglas wird dem Gemisch Wasser zugestzt, so dass die erste Komponente PE 'aufrahmt'. Sie wird abgeschöpft. Man dekantiert vorsichtig das Wasser, setz eine konzentrierte Kochsalz-Lösung (w=23%) zu und rührt um. Man schöpft von der Oberfläche die zweite 'aufgerahmte' Komponente PS ab, dekantiert die Salzlösung und gibt danach eine Natriumthiosulfat-Lösung (w=40%) hinzu. Nach dem Umrühren trennt sich die dritte Komponente Weich PVC ab. Durch Dekantieren erhält man auch die vierte Komponente Hart-PVC. | Lehrer-/ Schülerversuch | ||
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Selektive Trennung bei Kunststoffgemischen | Nutzung unterschiedlicher Lösemittel | Fein zerkleinerte Abfälle von PMMA, PS, PE, PVC und PA werden bereit gehalten. A Man prüft die Löslichkeit der einzelnen Kunststoffe, indem man gemäß Anleitung eine 1-g-Portion in jeweils 25 ml der verschiedenen Lösemittel unter Rühren und Rückflusskühlung 10min lang bis fast zum Sieden erhitzt. Die Ergebnisse werden tabellarisch protokolliert. B Man stellt 2-Komponenten-Gemische der Kunststoffe her und trennt mit dem jeweils geeigneten Lösemittel in oben beschriebener Weise eine unlösliche von einer löslichen Komponente. Letztere wird nach Dekantieren oder Filtrieren durch Abdestillieren oder Abdampfen (kleinste Mengen) des Lösemittels im Abzug (!) zurückgewonnen. | Lehrer-/ Schülerversuch SII | Aceton, Cyclohexanon, Ethylacetat, Toluol | |
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Herstellung und Recycling von Schaumpolystyrol | Nutzung von Treibmitteln in KS-Granulat / Styropor(TM)-Recycling | Eine Portion von treibmittelhaltigem Polystyrol-Perlpolymerisat wird für 2-4min in einem Sieb gemäß der angegebenen Vorrichtung in heißen Wasserdampf gehalten. Die expandierten KS-Perlen werden zusammen mit zerkleinertem Styropor (TM) in ein Tee-Ei (A) oder eine 2-teilige Kugelhohlform (B) aus Metall gegeben und dem heißen Wasserdampf 15min lang ausgesetzt (A) bzw. 10 min lang in kochendes Wasser gelegt (B). Vergleichend führt man das Experiment danach ausschließlich mit zerkleinerten Abfällen aus geschäumtem PS durch. | Lehrer-/ Schülerversuch | ||
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Gummi - heiß und kalt | Orientierung von Makromolekülen zum Gitter | Ein Handschuh aus Naturlatex (alternativ: Luftballon, Einweckgummi) wird zur Temperaturprüfung auf die Stirn bzw. Oberlippe gehalten. Danach wird das Gummistück schnell recht stark gedehnt und im gestreckten Zustand sofort wieder an die Stirn oder Oberlippe gehalten. Dann entspannt man das Material und prüft erneut das Temperaturverhalten. | Lehrer-/ Schülerversuch |
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