Experimente
| Name | Kurzbeschreibung | Beschreibung | Typ | Gefahrstoffe | |
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Immobilisierung von Malat-Dehydrogenase | Ein schwach basischer Ionenaustauscher als Trägermaterial | Vorbereitend wäscht man das Ionenaustauscherharz (Lewatit MP62) mit demin. Wasser und danach mit TRIS-Pufferlösung pH 7,5. Durch Mischen des Ionenaustauschers mit Pufferlösung und Malat-Dehydrogenase bzw. mit Trockenhefesuspension wird das Harz beladen. Nach nochmaligem Waschen mit Pufferlösung ist das Präparat fertig. Es hält im Kühlschrank mehrere Monate lang. Vergleichend prüft man die Reaktionszeit bzw. -intensität beim NADH-Abbau in gepufferter Oxalacetat-Lösung, zum einen mit der Malat-Dehydrogenase Stammlösung und zum anderen mit den beladenen Lewatit-Perlen. NADH-Nachweis-Reagenz dient zur Kontrolle des Prozesses. | Lehrer-/ Schülerversuch SII | Oxalessigsäure, Phenazin-methosulfat |
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Biologische Wasserstoffgewinnung | Photoproduktion von Wasserstoff durch Purpurbakterien | Gemäß der ausführlichen Anleitung werden die Puffer- und Nährlösungen angesetzt sowie das Bakterienmedium vorbereitet. Die biochemische Gasproduktion erfolgt über 3-6 Tage in der zusammengestellten Apparatur. Zum Wasserstoffnachweis wird das in der Einwegspritze gewonnene Gas an der Kanülenspitze mittels Pt-Quarzwolle entzündet. Kohlendioxid wird mit Barytwasser nachgewiesen. | Lehrer-/ Schülerversuch SII | Eisen(II)-sulfat-Heptahydrat, Bariumhydroxid-Lösung (wässrig, gesättigt (w: ca. 7%)), Wasserstoff (freies Gas), Ethanol (ca. 96 %ig) |
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Stereospezifität der Glucose-Oxidase | Katalysierte Oxidation (nur) von D-Glucose | Vorbereitend werden gemäß Anleitung die Lösungen in den benötigten Konzentrationen bereit gestellt. Reagenzglasversuch: D-Glucose-Lösung wird mit etwas Gucose-Oxidase-Lösung versetzt. Nach 5min Reaktionszeit tropft man zum Nachweis des entstandenen Wasserstoffperoxids Schwefelsäure und Titanylsulfat-Lösung zu. Der Versuchsansatz wird mit L-Glucose wiederholt. Zum Nachweis der im Zwischenschritt entstehenden Gluconsäure gibt man zu einer alkalischen D-Glucose-Lösung etwas Universalindikator und tropft dann Glucose-Oxidase-Lösung zu. | Lehrer-/ Schülerversuch SII | Natronlauge (Maßlösung c= 0,1 mol/L), Universalindikator, flüssig (Skala pH 4-10; enth. Ethanol), Schwefelsäure (verd. w=____% (5-15%)), Titanylsulfat-Hydrat, Salzsäure (verd. w=____% (<10%)) |
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Biochemische Brennstoffzelle mit Glucose-Oxidase | Stromproduktion aus elektrochemischer Reaktion von Glucose mit Wasserstoffperoxid | Man zeigt in zwei Vorversuchen ('Blue Bottle') die Eignung von Methylenblau als Redox-Mediator: Zum einen die Wirkung von Glucose auf alkalische Methylenblau-Lösung, zum anderen die Wirkung von Glucose-Oxidase auf eine pH7-gepufferte Methylenblau-Lösung. Im Hauptversuch befüllt man die vorgesehene Brennstoffzelle entsprechend der ausführlichen Anleitung kathodenseitig mit salzsaurer Wasserstoffperoxid-Lösung und anodenseitig mit der zubereiteten gepufferten Glucose-Oxidase-Methylenblau-Lösung, die mit einer Glucose-Methylenblau-Lösung vermischt wurde. Als Elektroden kommen ein Graphitstab und ein versilberte Kohlestab, alternativ ein Titan-Strecknetz zum Einsatz. | Lehrer-/ Schülerversuch SII | Methylenblau, Natriumhydroxid (Plätzchen), Wasserstoffperoxid-Lösung (wässrig, (w: 8-35%)), Salzsäure (verd. w=____% (<10%)), Silbernitrat-Lösung (verdünnt, w=____% (<5%)) |
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Biochemische Brennstoffzelle mit Trockenhefe | Stromproduktion aus elektrochemischer Reaktion von Glucose mit Wasserstoffperoxid | Vorbereitend setzt man nach Anleitung eine gepufferte Lösung von 2-Hydroxy-1,4-naphthochinon an. Man zeigt in einem Vorversuch die Reaktion einer alkalische Glucose-Lösung mit gepufferter HNQ-Lösung. Im Hauptversuch befüllt man die vorgesehene Brennstoffzelle entsprechend der ausführlichen Anleitung kathodenseitig mit salzsaurer Wasserstoffperoxid-Lösung und anodenseitig mit der zubereiteten Suspension von Trockenhefe in gepufferter HNQ-Lösung, die mit einer Glucose-HNQ-Lösung vermischt wurde. Als Elektroden kommen ein Graphitstab und ein versilberte Kohlestab, alternativ ein Titan-Strecknetz zum Einsatz. | Lehrer-/ Schülerversuch SII | Natriumhydroxid (Plätzchen), Wasserstoffperoxid-Lösung (wässrig, (w: 8-35%)), Salzsäure (verd. w=____% (<10%)), Silbernitrat-Lösung (verdünnt, w=____% (<5%)), 2-Hydroxy-1,4-naphthochinon |
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Biosensoren - Harnstoffselektive Enzymelektrode | pH-wirksame Zersetzung von Harnstoff mit Urease | Gemäß Anleitung werden eine Ammoniumperoxodisulfat-, eine Phosphat-Pufferlösung pH6,9 sowie eine Verdünnungsreihe von Harnstoff-Lösungen bereit gestellt. Für die Herstellung des Enzymgels werden Acrylamid und BIS in Wasser gelöst, zum Anstoßen der Polymerisation werden TEMED und Ammoniumperoxodisulfat-Lösung zugegeben. Mit diesem Gel wird über ein feines Nylongewebe die Membran der Einstabmessketten belegt. Nach Anleitung wird die pH-Wert-Entwicklung in den jeweiligen Harnstoff-Lösungen nach Eintauchen der Enzymelektrode ermittelt. | Lehrer-/ Schülerversuch SII | Acrylamid, N,N'-Methylenbisacrylamid, N,N,N',N'-Tetramethylethylendiamin, Ammoniumperoxodisulfat |
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Produkthemmung bei der Urease-Reaktion | Reaktionskinetik der Harnstoff-Hydrolyse | Eine 10%ige und eine 1%ige Harnstoff-Lösung werden gemäß Anleitung mit Urease-Suspension zur Reaktion gebracht. 5min lang misst man in Zeitabständen von 20sec die elektrische Leitfähigkeit. | Lehrer-/ Schülerversuch SII | |
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Bildung von Assimilationsstärke (I) | Nachweis der Lichtabhängigkeit bei der Photosynthese | Vorbereitend werden bei einer Geranien-Topfpflanze einige Blätter jeweils auf der Ober- und Unterseite mit schwarzem Klebeband abgedeckt. Nach 24-stündiger Ruhezeit im Dunkeln wird die Pflanze für 2h dem Licht ausgesetzt. Dann entfernt man die präparierten Blätter, gibt sie für 5min in siedendes Wasser, anschließend in eine Kristallisierschale mit siedendem Ethanol. Man extrahiert dort 10-15min lang die Farbstoffe, entnimmt das entfärbte Blatt und breitet es auf einem Papiertuch aus. Nach dem Trockentupfen gibt man das Geranienblatt in eine Petrischale mit verdünnter LUGOL'scher Lösung. | Lehrer-/ Schülerversuch SII | Ethanol (ca. 96 %ig) |
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Bildung von Assimilationsstärke (II) | Nachweis der Kohlendioxidabhängigkeit der Photosynthese | Vorbereitend wird bei einer Geranien-Topfpflanze ein mit Ätznatron gefülltes Rggl. direkt unter eines der Blätter positioniert. Das Blatt liegt mit seiner Unterseite auf und wird mit Klebefilm befestigt. Nach 24-stündiger Ruhezeit im Dunkeln wird die Pflanze für 2h dem Licht ausgesetzt. Dann entfernt man das entsprechende Blatt, gibt es für 5min in siedendes Wasser, anschließend in eine Kristallisierschale mit siedendem Ethanol. Man extrahiert dort 10-15min lang die Farbstoffe, entnimmt das entfärbte Blatt und breitet es auf einem Papiertuch aus. Nach dem Trockentupfen gibt man das Geranienblatt in eine Petrischale mit verdünnter LUGOL'scher Lösung. | Lehrer-/ Schülerversuch SII | Ethanol (ca. 96 %ig), Natriumhydroxid (Plätzchen) |
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HILL-Reaktion | Sauerstoffentwicklung aus Chloroplasten mit DCPIP als Elektronenakzeptor | Vorbereitend werden gemäß Anleitung eine Phosphat-Pufferlösung aus Dinatriumhydrogenphosphat, Kaliumdihydrogenphosphat, Natriumchlorid und Magnesiumchlorid zubereitet, ebenso eine DCPIP-Lösung aus 2,6-Dichlorphenolindophenol und demin. Wasser und eine DCMU-Lösung aus 3-(3,4-Dichlorphenyl-)-1,1-dimethylharnstoff und Methanol. Als Isolationsmedium steht eine nach Angaben gepufferte Saccharose-Lösung bereit. Damit werden frische grüne Blätter von Erbse, Bohne, Wicke o.ä gemäß Anleitung extrahiert. Nach Schema werden vier Rggl. mit dem Chlorophyll-Isolat jeweils mit den angegebenen Lösungen versetzt und belichtet bzw. dunkel gestellt. Die Farbreaktionen werden verglichen. | Lehrer-/ Schülerversuch SII | Methanol, 3-(3,4-Dichlorophenyl)-1,1-dimethylharnstoff |
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Hydrolyse von p-Nitrophenylacetat - visuell-kolorimetrisch | Modellreaktion einer Esterasewirkung (z.B. Papain) | Gemäß Anleitung wird eine Phosphat-Pufferlösung pH8 zubereitet. Mit diesem Phosphatpuffer werden wiederum 0,001-molare Imidazol-, Cystein- und Cysteamin-Lösungen angesetzt. Eine 0,01-molare ethanolische p-Nitrophenylacetat-Lösung wird bereitgestellt. Die Imidazol-, die Cystein- und die Cysteamin-Lösungen werden jeweil in einem Rggl. vorgelegt, ebenso eine reine Phosphat-Pufferlösung. Möglichst zeitgleich startet man die Reaktion durch Zugabe von jeweils 0,5ml p-NPA-Lösung und schüttelt gut durch. Die Farbreaktionen werden verglichen. | Lehrer-/ Schülerversuch SII | Ethanol (absolut), Imidazol, L-Cystein, Cysteamin, Papain |
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Hydrolyse von p-Nitrophenylacetat - photometrisch | Modellreaktion einer Esterasewirkung (z.B. Papain) | Gemäß Anleitung wird eine Phosphat-Pufferlösung pH9 zubereitet. Mit diesem Phosphatpuffer werden wiederum 0,001-molare Imidazol-, und eine 0,001-molare Cystein-Lösung sowie eine Papain-Lösung angesetzt. Eine 0,01-molare ethanolische p-Nitrophenylacetat-Lösung wird bereitgestellt. In Küvetten werden die drei Katalysatorlösungen für den Nullabgleich mit je 3ml Pufferlösung versetzt. Die photometrische Messung erfolgt jeweils nach Einspritzen der pNPA-Lösung. Man variiert für weitere photometrische Untersuchungen die Reaktionstemperatur gemäß Anleitung. | Lehrer-/ Schülerversuch SII | Ethanol (absolut), L-Cystein, Imidazol, Papain |
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Bestimmung des Katalasegehalts durch Titration | (Praktikumsversuch) Quantitative Katalase-Bestimmung bei Neutralisationstabletten eines Kontaktlinsenreinigungssystems | Vorbereitend werden für die Kalibrierung eine Katalase-Lösung sowie eine Wasserstoffperoxid-Lösung, eine 10%ige Kaliumiodid-Lösung, eine Phosphat-Pufferlösung pH6,8 und eine Neutralisationstabletten-Lösung gemäß Beschreibung angesetzt. Für die Nullwertbestimmung und das Anlegen der Kalibriergeraden legt man nach Anleitung die Mischung aus Pufferlösung, Wasserstoffperoxid-Lösung, Schwefelsäure, Kaliumiodid-Lösung und Molybdat-Lösung sowie einigen Tropfen Stärke-Lösung im Erlenmeyerkolben vor und titriert mit der Natriumthiosulfat-Lösung bis zur Entfärbung. Zur Bestimmung des Katalase-Gehalts wird dann mit der Neutralisationstabletten-Lösung in gleicher Weise verfahren. | Lehrer-/ Schülerversuch SII | Wasserstoffperoxid-Lösung (wässrig, (w: 8-35%)), Natronlauge (Maßlösung c= 0,1 mol/L), Schwefelsäure (konz. w: >15%) |
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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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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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Bestimmung der Schmelztemperatur von Thermoplasten | Temperaturabhängige Erweichungsprozesse | Vorbereitend wird in einem geeigneten Glasgefäß mit Salatöl oder Silikonöl ein Wärmebad auf el. Heizplatte bereitgestellt. Kunststoffproben von Polyethylen PE, Polycarbonat PC, Polystyrol PS, Polyvinylchlorid PVC und Polymethylmethacrylat PMMA werden zerkleinert und in beschrifteten Rggl. ins Wärmebad gegeben. Während dieses unter Temperaturkontrolle langsam bis ca. 150 °C aufgeheizt wird, prüft man mit Holzstäbchen das Erweichungs-/ Schmelzverhalten der jeweiligen Proben. | Lehrer-/ Schülerversuch SII | |
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Verhalten von Kunststoffen beim Verschwelen | Prüfung der Schwelgase und -dämpfe | Reagenzglasversuche: Die Kunststoffproben werden jeweils in ein Rggl. gegeben. Man verschließt mit einem Wattestopfen, der einen befeuchteten 3-cm-Streifen pH-Indikatorpapier im oberen Teil des Glases fixiert. Die Probe wird jeweils in der Gasbrennerflamme strak erhitzt. | Lehrer-/ Schülerversuch SII | Chlorwasserstoff (wasserfrei), Ammoniak (freies Gas) |
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Verhalten von Kunststoffen gegenüber Chemikalien | Reihenuntersuchung zur Chemikalienresistenz von Gebrauchskunststoffen | Man stellt die angegebenen Lösmittel entweder in Tropfflaschen oder in kleinen Rggl. mit jeweiliger Tropfpipette bereit. Man gibt jeweils 1 Tropfen des Lösemittels auf die KS-Probe und lässt 1min lang einwirken. Dann prüft man die Wirkung durch Kratzen und Schaben mit dem Spatel auf der behandelten Oberfläche. Lösemittelreste werden mit Papiertuch abgewischt, Reste von Säuren und Laugen durch Eintauchen in Wasser beseitigt. | Lehrer-/ Schülerversuch SII | Aceton, Cyclohexanon, Ethanol (ca. 96 %ig), Natronlauge (konz. w= 32%), Salpetersäure (konz. w=____% (20-70%)), Toluol |
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Nachweis von Mehrfachbindungen im Ottokraftstoff | Entfärbung einer bromhaltigen Lösung | Reagenzglasversuch: Proben von Vergaserkraftstoff werden mit Bromwasser unterschichtet. Man setzt einen Stopfen auf und schüttelt heftig durch. | Lehrer-/ Schülerversuch SII | Bromwasser (verd. (w: 1-5%)), Benzin (mit <5 Vol% Benzol, <3 Vol% Methanol, Toluol,) |
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Mehlstaubexplosion in einer Low-Cost-HARTMANN-Apparatur | Bestimmung der Explosionsfähigkeit und -stärke | Nach Anleitung wird aus einer Plexiglasröhre eine HARTMANN-Apparatur konstruiert. Nach Anlegen einer Gleichspannung an die Glühwendel werden unterschiedlich bemessene Mehlportionen durch Luftstoß zerstäubt. Das Explosionsverhalten wird in Abhängigkeit vom Mehl-Luft-Verhältnis protokolliert. | Lehrer-/ Schülerversuch SII |
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