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

AusgabeNameKurzbeschreibungBeschreibungTypGefahrstoffe
(E) KOC CfL: Zünden des Gasbrenners mit einem glühenden Draht Gasentzündung ohne offene Flamme Vorbereitung: Man stellt sich eine Drahtwendel her, indem man den Metalldraht 8-10-mal um den dünnen Glasstab wickelt und ihn anschließend davon abzieht. Alternativ kann auch eine Kugelschreiberfeder an den Enden aufgebogen („begradigt“) werden. Durchführung: Man verbindet die Drahtwendel mit der Spannungsquelle. Nun entzündet man den Brenner und regelt einen äußerst schwachen Gasstrom ein. Anschließend wird der Brenner ausgepustet und unter der Drahtwendel so positioniert, dass sie sich im Gasstrom befindet. Die Spannung wird langsam erhöht, bis die Wendel zu glühen beginnt. Nach dem Zünden wird die Spannung herunter geregelt und die Wendel aus der Flamme entfernt. Lehrer-/ Schülerversuch Methan (freies Gas)
(G) EKF CfL: Modell einer Wäscheschleuder Funktionsweise der Wasserabtrennung in einer Waschmaschine Vorbereitung: Bei der PET-Flasche wird das obere Drittel abgetrennt. Mit einer heißen Nadel werden in den unteren Rand der Flasche Löcher in regelmäßigen Abständen geschmolzen. Die Schnur wird an zwei gegenüberliegenden Löchern befestigt. Das Tuch wird nass in die durchlöcherte Flasche gegeben, es sollte die Flasche fast ausfüllen. Nun verdrillt man die Schnur kräftig und lässt sie anschließend über einer Schüssel oder einem Waschbecken los, so dass sich die Schnur wieder auswickelt. Zur Erhöhung der Drehgeschwindigkeit kann man die obere Schlaufe der Schnur kräftig auseinander ziehen. Lehrer-/ Schülerversuch
(E) KOC CfL: Ermittlung der Dichte von Gasen mit Hilfe einer Spritze Dichte von Luft und von Feuerzeuggas Vorbereitung: Der Stempel der Spritze wird bis zur 100-mL-Marke ausgezogen. Dann erhitzt man den Nagel und durchstößt den Stempel der Spritze so, dass der Nagel genau am oberen Spritzenrand anliegt und der Stempel mit Nagel nicht wieder in die Spritze zurückgedrückt werden kann. Durchführung: Zunächst muss die Spritze evakuiert werden, um den Fehler durch den Auftrieb auszuschließen. Dazu schiebt man den Stempel ganz in die Spritze hinein, verschließt sie mit einem passenden Aufsatz und zieht den Stempel mit Kraft heraus. Um den Stempel in dieser Position zu halten, wird der Nagel als Arretierung in das passende Loch im Stempel gesteckt. Nun wird die Spritze gewogen (Leergewicht). Anschließend wird die Spritze zunächst mit Luft gefüllt und gewogen (mit Verschluss und Nagel) und anschließend in gleicher Weise mit Feuerzeuggas. Lehrer-/ Schülerversuch Feuerzeuggas (enth. >95% i-Butan)
(E) KOC CfL: Ermittlung der Dichte von Kohlenstoffdioxid und Helium Dichteunterschied zweier Gase Vorbereitung: Der Stempel der Spritze wird bis zur 100-mL-Marke ausgezogen. Dann erhitzt man den Nagel und durchstößt den Stempel der Spritze so, dass der Nagel genau am oberen Spritzenrand anliegt und der Stempel mit Nagel nicht wieder in die Spritze zurückgedrückt werden kann. Durchführung: Zunächst muss die Spritze evakuiert werden, um den Fehler durch den Auftrieb auszuschließen. Dazu schiebt man den Stempel ganz in die Spritze hinein, verschließt sie mit einem passenden Aufsatz und zieht den Stempel mit Kraft heraus. Um den Stempel in dieser Position zu halten, wird der Nagel als Arretierung in das passende Loch im Stempel gesteckt. Nun wird die Spritze gewogen, dies ist das Leergewicht. Anschließend wird die Spritze zunächst mit Kohlenstoffdioxid gefüllt und gewogen (mit Verschluss und Nagel!) und anschließend in gleicher Weise mit Helium. Lehrer-/ Schülerversuch Kohlenstoffdioxid (Druckgas)
(E) KOC CfL: Verbrennen von Stahldraht Begünstigung einer Verbrennungsreaktion in reinem Sauerstoff Vorbereitung: Man gibt in den Erlenmeyerkolben so viel Sand, dass der Boden bedeckt ist. Dann entfernt man aus einem Topfreiniger zwei ca. 20 cm lange Stahldrähte und präpariert damit gemäß Anleitung einen großen Stopfen(a). Man entwickelt gemäß Anleitung in einem Rggl. aus Oxi-Reiniger reinen Sauerstoff und befüllt damit den Erlenmeyerkolben. Ist der Kolben vollständig mit Sauerstoff gefüllt, verschließt man ihn mit Stopfen (b). Man entzündet das Streichholz am Ende des Stahldrahtes, entfernt Stopfen (b) vom Erlenmeyer-Kolben und setzt zügig den großen Stopfen (a) mit den verdrehten Stahldrähten locker auf. Lehrerversuch mit Schülerbeteiligung Natriumpercarbonat (ca. 90%, enth. Na-carbonat und Na-peroxid)
(G) EKF 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)
(F) BEO CfL: Nachweis von Zink und Silberoxid Qualitative Bestimmung der Inhaltsstoffe einer Zink-Silberoxid-Batterie Vorbereitung: Zunächst ist es notwendig, Zinkpulver und Silberoxid (aus Versuch "CfL: Zerlegen und Untersuchen einer frischen und unbenutzten Knopfzelle auf Zink-Silberoxid-Basis" zu trocknen. Dazu wird die geöffnete Knopfzelle einen Tag lang an einen warmen, trockenen Ort gelegt. Nachdem die Stoffe angetrocknet sind, kann man sie mit einem spitzen Spatel aus dem Metallbecher entfernen und ggf. mörsern. Man lässt sie anschließend auf dem Filterpapier vollständig trocknen. Durchführung: Das trockene Zinkpulver wird auf die Magnesia-Rinne 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
(F) BEO CfL: Zerlegen und Untersuchen einer entleerten Zink-Luft-Knopfzelle Reaktionsprodukte bei der Entladung einer Zink-Luft-Batterie Vorbereitung: Zunächst muss eine Knopfzelle vollständig entleert werden. Dies sollte nicht durch einen Kurzschluss passieren, da in diesem Fall kein vollständiger Stoffumsatz stattfindet. Es bietet sich an, einen Kleinmotor oder eine sehr empfindliche Glühlampe zu betreiben, bis der Stromfluss auf ein Minimum absinkt. Wird das Entladen über mehrere Tage betrieben, so sind anschließend die Reaktionsprodukte sehr gut zu erkennen. Durchführung: 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 aufgekniffen 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
(F) BEO CfL: Zerlegen und Untersuchen einer vollständig entleerten Zink-Silberoxid-Knopfzelle Reaktionsprodukte bei der Entladung einer Zink-Silberoxid-Batterie Vorbereitung: Zunächst muss eine Knopfzelle vollständig entleert werden. Dies sollte nicht durch einen Kurzschluss passieren, da in diesem Fall kein vollständiger Stoffumsatz stattfindet. Es bietet sich an, einen Kleinmotor oder eine sehr empfindliche Glühlampe zu betreiben, bis der Stromfluss auf ein Minimum absinkt. Wird das Entladen über mehrere Tage betrieben, so sind anschließend die Reaktionsprodukte sehr gut zu erkennen. Durchführung: Man öffnet die entladene Knopfzelle wie in Versuch "CfL: Zerlegen und Untersuchen einer frischen und unbenutzten Knopfzelle auf Zink-Silberoxid-Basis" beschrieben. 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 Zinkoxid
(A) ZR1 CfL: Leitfähigkeit von reiner Zitronensäure und einer wässrigen Zitronensäurelösung Chemische Reaktion von Citronensäure beim Kontakt mit Wasser; Entstehung von Ionen Wie bei Versuch: "CfL: Leitfähigkeit von reiner Essigsäure und einer wässrigen Essigsäurelösung" wird ein Leitfähigkeitsmesser gebaut. Der Elektrodenabstand darf jedoch größer sein (bis zu 1 cm), und es kann eine Glühlampe mit 3V /0,15 A verwendet werden. Man füllt das Becherglas 1-2 cm hoch mit Zitronensäure. Diese wird vor der Leitfähigkeitsmessung wie beschrieben zum Schmelzen gebracht. Steht keine Heizplatte zu Verfügung, lässt sich die Zitronensäure auch durch vorsichtiges Erwärmen mit dem Gasbrenner schmelzen. Für die Zugabe von Wasser wird analog zu dem oben genannten Versuch vorgegangen. Lehrer-/ Schülerversuch Citronensäure (wasserfrei)
(C) ZR3 CfL: Druckabhängigkeit der Bildung und Zersetzung von Hirschhorn-Salz Druckabhängige Gleichgewichtsänderung von Hirschhorn Wie in Versuch "CfL: Temperaturabhängigkeit der Zersetzung und Bildung von Hirschhorn-Salz" beschrieben erzeugt man im unteren Teil des Kolbenprobers an den Wandungen einen Niederschlag von Hirschhorn-Salz. Dann taucht man den Kolbenprober entsprechend der Abbildung (s. Skript) mindestens bis zur 100-mL-Marke in auf 50°C temperiertes Wasser (±4°C, keinesfalls mehr!) und wartet ca. 1 Minute, bis sich das Glas und auch der Gasraum entsprechend erwärmt haben. Nun erzeugt man durch Anheben den Stempels so lange einen leichten Unterdruck, bis sich das Gasvolumen auf etwa 80 ml vergrößert hat. Ohne den Kolbenprober aus dem Wasser zu nehmen, übt man nun einen Druck auf den Stempel aus und komprimiert das Gasvolumen auf etwa die Hälfte. Der dadurch erzeugte Niederschlag an den Wandungen verschwindet bei einem anschließenden kräftigeren Zug am Stempel sofort wieder. Lehrer-/ Schülerversuch Ammoniumcarbonat
(E) KOC CfL: Zünden eines Brenngas-Luft-Gemisches mit einer Heizwendel Verlauf einer chemischen Reaktion in Abhängigkeit von Durchmischung und Volumenverhältnis Brenngas - Luft Wie in Versuch "CfL: Zünden des Gasbrenners mit einem glühenden Draht" beschrieben, stellt man sich eine Drahtwendel her und verbindet die beiden Enden über Krokodilklemmen und Kabel mit der Spannungsquelle. Dann wird der 50-mL-Rundkolben in eine Stativklemme eingespannt. Bei der Verwendung von Erdgas muss die Öffnung nach unten zeigen, bei Campinggas nach oben. Nun stellt man in einem Kolbenprober ein Gasgemisch aus 12 mL Erdgas und 88 mL Luft her und bläst das Gemisch in den Rundkolben. Bei der Verwendung von Campinggas werden 8 mL Gas mit 92 mL Luft gemischt. Anschließend führt man die Heizwendel in den Rundkolben ein und regelt die Spannungsquelle hoch. Nach erneutem Spülen mit Luft kann ein Gemisch aus 50 mL Luft und 50 mL Gas hergestellt und eingesetzt werden. Lehrerversuch mit Schülerbeteiligung Methan (freies Gas), n-Butan, Propan
(B) ZR2 CfL: Reaktion zwischen Ammoniak und Wasser unter Leitfähigkeitsmessung Chemische Reaktion mit Ionenbildung beim Einleiten von Ammoniak in Wasser Zu Beginn wird das Becherglas mit 50 mL dest. Wasser gefüllt, das Unterputzkabel eingetaucht und mit der Spannungsquelle und der Glühlampe leitend verbunden. Das Reagenzglas füllt man zu einem Viertel mit Ammoniaklösung und einigen Siedesteinchen, befestigt querschnittsfüllend einen Bausch Glaswolle kurz unterhalb des seitlichen Ansatzes, verschließt mit einem Stopfen und spannt es am Stativ ein. Die Spannungsquelle wird auf eine Spannung von etwa 20 V hochgeregelt Durch langsames Erwärmen wird Ammoniak aus der konzentrierten Ammoniumhydroxid-Lösung ausgetrieben und über den Schlauch und das Glasrohr in das dest. Wasser eingeleitet (die ausgezogene Spitze sorgt für eine bessere Durchmischung). Es ist darauf zu achten, dass im Glasrohr keine Flüssigkeit zurücksteigt bzw. die Ammoniumhydroxid-Lösung zu stark kocht und dadurch Flüssigkeit durch den Schlauch ins Becherglas gelangt. Sobald die Glühlampe zu leuchten beginnt, wird die Spannung zurückgeregelt, um ein Durchbrennen zu vermeiden. Um ein Zurücksteigen der Flüssigkeit im Glasrohr zu verhindern, darf erst mit dem Erhitzen aufgehört werden, wenn das Glasrohr aus der Lösung entfernt wurde. Am Ende des Versuches kann mit Indikatorpapier der pH-Wert der Lösung bestimmt werden. Lehrer-/ Schülerversuch Ammoniak-Lösung (konz. w=_____ % (10-25%)), Ammoniak (freies Gas)
(B) ZR2 CfL: Reaktion zwischen Chlorwasserstoffgas und Wasser unter Leitfähigkeitsmessung Chemische Reaktion und Bildung von Ionen Zu Beginn wird das Becherglas mit 50 mL dest. Wasser gefüllt, der Unterputzkabel-Messfühler eingetaucht und mit der Spannungsquelle und der Glühlampe leitend verbunden. Das Reagenzglas füllt man zu einem Viertel mit konzentrierter Salzsäure und einigen Siedesteinchen, befestigt querschnittsfüllend einen Bausch Glaswolle kurz unterhalb des seitlichen Ansatzes, verschließt mit einem Stopfen und spannt es am Stativ ein. Die Spannungsquelle wird auf eine Spannung von etwa 20 V hochgeregelt, durch langsames Erwärmen Chlorwasserstoff aus der konzentrierten Salzsäure ausgetrieben und über den Schlauch und das Glasrohr in das dest. Wasser eingeleitet (die ausgezogene Spitze sorgt für eine bessere Durchmischung). Es ist darauf zu achten, dass im Glasrohr keine Flüssigkeit zurücksteigt bzw. die Salzsäure zu stark kocht und dadurch durch den Schlauch ins Becherglas gelangt! Sobald die Glühlampe zu leuchten beginnt, wird die Spannung zurückgeregelt, um ein Durchbrennen zu vermeiden. Um ein Zurücksteigen der Flüssigkeit im Glasrohr zu verhindern, darf erst mit dem Erhitzen aufgehört werden, wenn das Glasrohr aus der Lösung entfernt wurde. Am Ende des Versuches kann mit Indikatorpapier der pH-Wert der Lösung bestimmt werden. Lehrer-/ Schülerversuch Salzsäure (konz. (w: >25%)), Chlorwasserstoff (wasserfrei)
(H) ECI 07a CfL: Elektrolyse einer Natriumchlorid-Lösung Elektrolyse einer Natriumchlorid-Lösung mit Nägel-Elektroden in Spritzen Zum Auffangen der Reaktionsprodukte werden die Spritzen wie in Versuch: "CfL: Elektrolyse einer Natriumsulfat-Lösung" dargestellt präpariert. Beide Spritzen mit Elektrode werden in die Natriumchlorid-Lösung getaucht, um sie vollständig zu füllen und so am Becherglas befestigt, dass sie halb aus der Lösung ragen (Öffnung unten). Ist die Spritze, die mit dem Minuspol der Spannungsquelle verbunden ist, vollständig mit Gas gefüllt, wird sie mit einem Finger verschlossen, aus der Lösung genommen und das enthaltene Gas mittels Knallgasprobe auf Wasserstoff getestet. Anschließend wird sie wieder mit Natriumchlorid-Lösung gefüllt und weiter Gas entwickelt bis die Spritze, die mit dem Pluspol verbunden ist, vollständig gefüllt ist. Dann wird die Spritze vom Pluspol mit einem Finger verschlossen, aus der Lösung genommen, umgedreht und das Gas mit feuchtem Kaliumiodid-Stärke-Papier über der Spritzenöffnung auf Chlor getestet. Lehrerversuch Wasserstoff (freies Gas), Chlor (freies Gas)
(F) BEO CfL: Zerlegen und Untersuchen einer frischen unbenutzten Zink-Luft-Knopfzelle Aufbau und die Inhaltsstoffe einer Zink-Luft-Knopfzelle Zunächst entfernt man den Aufkleber, der sich auf dem Pluspol befindet. Die schon bei der Zink-Silberoxid-Knopfzelle wird der Metallmantel der Zelle an der Überlappung aufgekniffen 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
(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)
(E) KOC CfL: Knallgasprobe Risikoarme Vorgehensweise bei der Knallgasprobe Zunächst füllt man ein Reagenzglas pneumatisch vollständig mit Wasserstoff, verschließt es mit einem Stopfen oder dem Daumen und hält es mit der Öffnung schräg nach unten kurz an die Brennerflamme. Nun entfernt man den Daumen oder den Stopfen. Nach der Zündung verbrennt der Wasserstoff langsam mit blass-blauer Flamme. Anschließend füllt man ein weiteres Reagenzglas zur Hälfte mit Wasser, leitet dann pneumatisch Wasserstoff ein bis sich kein Wasser mehr im Glas befindet und hält es dann an die Brennerflamme. Das Wasserstoff-Luft-Gemisch (= Knallgas) reagiert mit einem Pfeifen. Lehrer-/ Schülerversuch Wasserstoff (Druckgas)
(E) KOC CfL: Kontrollierte Reaktion von Magnesium mit Wasser In diesem Versuch können die SuS eine einfache Reduktion mitverfolgen. Zunächst füllt man mit Hilfe der Pipette etwa 2 cm hoch Wasser in das Reagenzglas und gibt einige Siedesteinchen dazu. Dann wird eine Magnesiumband-Spirale, die durch Aufwickeln des Magnesiumbandes auf den Glasstab hergestellt wurde, so in das Reagenzglas geschoben, dass ihr Abstand zur Wasseroberfläche etwa 3 cm beträgt. Das Reagenzglas wird über der feuerfesten Unterlage schräg in ein Stativ eingespannt, (Klemme nahe an der Öffnung), Anschließend verschließt man das Glas mit einem durchbohrten Stopfen mit Glasrohr, das in der Spitze etwas Eisen- oder Kupferwolle als Rückschlagsicherung trägt. Das Magnesiumband wird von außen erst langsam, dann kräftig erhitzt. Sobald eine Reaktion einsetzt, erhitzt man das Wasser bis zum Sieden und hält es so auf Temperatur, dass es durchgängig siedet. Nun wird der brennende Holzspan an die Öffnung des Glases gehalten. Lehrerversuch mit Schülerbeteiligung Magnesium (Band, Stücke), Wasserstoff (freies Gas)
(D) FuF 05 CfL: Tafelkreide als Docht Modellversuch: Wirkungsweise eines Dochts aus porösem Mineralkörper Zunächst ist zu prüfen, ob sich die Kreide entzünden lässt. Dann wird ein kleines Gefäß mit Lampenöl gefüllt (2 cm) und ein Stück Tafelkreide hineingestellt. Nachdem das Lampenöl bis in die Spitze der Kreide aufgestiegen ist, wird erneut versucht, die Kreide zu entzünden. Lehrer-/ Schülerversuch Paraffinöl (dünnflüssig), Petroleum (Sdb.: 180-220 °C)

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