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

AusgabeNameKurzbeschreibungBeschreibungTypGefahrstoffe
(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
(D) FuF 15 CfL: „Wasserkochen“ mit einer Kerzenflamme: Kerze als Brennstoff Bau eines provisorischen "Wasserkochers" Ein kleines, mit Wasser befülltes Becherglas wird auf einen Metallsockel gestellt und eine Teelicht darunter platziert und entzündet. Nun wird die Temperaturänderung des Wassers verfolgt. Dies funktioniert auch mit einer halben Getränkedose als Sockel Lehrer-/ Schülerversuch
(A) ZR1 CfL: Veranschaulichung des pH-Wertes anhand einer Verdünnungsreihe Auswirkung einer Faktor-10-Verdünnung Man gibt in ein Becherglas ca. 30 mL Salzsäure und bestimmt mit dem pH-Meter den pH-Wert dieser Lösung. Dann entnimmt man 5 mL, gibt diese in den Messzylinder, füllt mit neutralem Leitungswasser auf 50 mL auf, gießt die Lösung in das nächste Becherglas und misst erneut den pH-Wert. Das Becherglas wird nummeriert und weitere fünf Male analog verfahren (Messzylinder und pH-Elektrode jeweils vorher gründlich spülen). Lehrer-/ Schülerversuch Salzsäure (Maßlösung c= 0,1 mol/L)
(G) EKF CfL: Aufsteigende Papierchromatographie mit Kaffeefiltern Auftrennung von Faserstift-Farben in Einzelfarbstoffe Vorbereitend werden die Kaffeefilter an den Rändern aufgeschnitten, so dass man aus einem Filter zwei trapezförmige Papierstücke erhält. Am unteren (schmalen) Ende wird mit dem Bleistift in 1,5 cm Höhe eine Linie gezogen, darauf verteilt man fünf Kreuze mit 1,5 cm Abstand. Jeder Fasermaler wird für etwa drei Sekunden auf ein Kreuz gedrückt. Hat man so alle fünf Kreuze mit einer Farbe versehen, hängt man den aufgetrennten Kaffeefilter an ein Stativ. Dazu kann man entweder ein Loch mittig in den oberen Bereich des Filters stanzen und ihn mit einem Faden fixieren oder man benutzt ein Ersatzhandtuchhaken. In die Petrischale gibt man etwa einen Zentimeter hoch 1 %ige Kochsalzlösung. In diese taucht man nun möglichst gerade den Kaffeefilter, ohne dass die Farbpunkte in die Flüssigkeit ragen. Der Filter wird aus der Flüssigkeit herausgenommen, wenn die Flüssigkeitsfront noch einen Zentimeter unter dem oberen Rand ist. Dann kann der Filter getrocknet werden. Lehrer-/ Schülerversuch
(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
(H) ECI 19 CfL: Das U-Boot Desaster Aufsteigen eines elektrolytisch befüllten Reagenzglases Das 800-mL-Becherglas wird mit Natriumsulfat-Lösung gefüllt und der Versuch wird aufgebaut. Dazu muss das Kupferkabel beidseitig abisoliert präpariert werden. Das vollständig mit Lösung gefüllte, kleine Reagenzglas wird auf die Kupferelektrode gestülpt. Um den Versuch zu beginnen, wird die Stromstärke schnell auf z.B. 0,050 A geregelt und sofort die Zeitmessung gestartet. Die Stromstärke muss ständig überwacht und konstant gehalten werden. Lehrer-/ Schülerversuch Wasserstoff (freies Gas), Sauerstoff (freies Gas)
(A) ZR1 CfL: Wirkung von Säuren auf Knochen Auflösen von Kalk in Knochen Ein Knochen wird in ein weites Rggl. gegeben. Man gibt so viel saure Lösung hinzu, dass der Knochen damit vollständig bedeckt ist. Falls der Knochen nicht vollständig in die Lösung taucht, kann man ihn mit Hilfe eines durchbohrten Stopfens untergetaucht halten. Der Stopfen sollte durchbohrt sein, um einen Austritt des freiwerdenden Kohlenstoffdioxids zu ermöglichen. Diesen Ansatz lässt man je nach Dicke des Knochens mehrere Tage stehen, wobei nach Möglichkeit täglich die Lösung erneuert wird. Lehrer-/ Schülerversuch Citronensäure-Monohydrat
(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
(A) ZR1 CfL: Wirkung von Säuren auf Marmor (Kalk) Ätzung von Oberflächen von polierten Kalkplatten An verschiedenen Stellen werden auf z.B. die nicht imprägnierte Fensterbank aus Marmor jeweils einige Tropfen der zu untersuchenden sauren Lösungen gegeben, die Stellen entsprechend beschriftet. Man beobachtet, ob eine Reaktion festzustellen ist. Mit einer Lupe lassen sich besonders gute Beobachtungen machen. Nach einigen Minuten (bei schwachen Säuren längere Einwirkzeit) wird das Stück Fensterbank abgespült und abgetrocknet. Man sieht sich die beschrifteten Stellen noch einmal an und streicht mit den Fingern darüber. Lehrer-/ Schülerversuch
(A) ZR1 CfL: Untersuchung von Stoffen aus dem Haushalt auf saure Wirkung Arbeiten mit selbstgebasteltem Indikatorpapier (rotkohlsaftgetränkten Filterpapierstreifen) Die Rundfilter werden mit dem Rotkohlindikator in einer Petrischale getränkt und anschließend getrocknet (an der Luft, auf der Heizung oder mit dem Fön). Je nach Intensität des Indikators kann der Vorgang evtl. mehrfach wiederholt werden. Jede Versuchsgruppe (oder auch jeder Schüler) erhält einen solchen gefärbten Rundfilter, gibt an verschiedenen Stellen eine kleine Probe des zu untersuchenden Stoffes darauf und beschriftet die Stelle entsprechend. Lehrer-/ Schülerversuch
(G) EKF CfL: Aufbau und Funktionsweise eines Gasfeuerzeuges Arbeiten mit dem Alltags–‚Flammengeber‘ a) Man entzündet ein Gasfeuerzeug und stellt mit Hilfe des kleinen Stellstifts an der Seite des Feuerzeuges eine 1 cm hohe Flamme ein. Nach dem Löschen der Flamme wird es neben das Ohr gehalten und nur der Druckknopf betätigt, ohne das Rad zu bewegen! Mit Hilfe des Overhead-Projektors erzeugt man einen Lichtkegel gegen eine weiße Wand. Nun betätigt man das Feuerzeug in einem Abstand von ca. 10 cm zur Wand im Lichtkegel und betrachtet den Schatten. Evtl. ist der Abstand zur Wand zu variieren. Dann wird das Feuerzeug entzündet und ebenfalls das Schattenbild betrachtet. b) Die Flüssigkeit wird so in dem Feuerzeug verteilt, dass sie sich vollständig in der Kammer ohne Kunststoffstab befindet und der Flüssigkeitsstand mit einem wasserfesten Stift markiert. Jetzt wird das Feuerzeug entzündet und etwa eine Minute lang brennen gelassen. Dabei ist darauf zu achten, dass kein direkter Kontakt zu einem Metallteil des Feuerzeuges besteht, da diese bei längerem Betrieb sehr heiß werden können. Anschließend wird der Druckknopf unter einem Abzug noch mindestens weitere fünf Minuten (ohne Flamme) betätigt (bei langer Brenndauer würden Teile des Feuerzeugkopfes schmelzen, dadurch wird das Feuerzeug zerstört). Lehrer-/ Schülerversuch Feuerzeuggas (enth. >95% i-Butan)
(I) EC2 CfL: Ein einfacher Wasserstoff-Sauerstoff-Akkumulator Anfertigen eines Akkumulators mit Stahlschwämmen und einer Kaliumhydroxidlösung Ein Stahl-Scheuerschwamm wird mit einer Schere halbiert und beide Hälften auf gegenüberliegenden Positionen in einer Kristallisierschale befestigt. Zur Befestigung und gleichzeitig leitenden Verbindung eigenen sich Krokodilklemmen. Anschließend wird die Spannungsquelle angeschlossen und die Kristallisierschale zu 2/3 mit Kaliumhydroxidlösung gefüllt. Es ist unbedingt darauf zu achten, dass sich die Stahl-Schwämme nicht berühren. Man schaltet die Spannungsquelle ein und regelt die Spannung so, dass eine lebhafte Gasentwicklung stattfindet. Lehrer-/ Schülerversuch Kalilauge (Maßlösung c=0,1mol/l), Sauerstoff (freies Gas), Wasserstoff (freies Gas)
(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 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 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
(C) ZR3 CfL: Aufnahme einer Titrationskurve mit Aludrox® Ampholytischer Übergang von Aluminiumhydroxid in stark saurer bis hin zur stark basischen Lösung dargestellt werden. In ein Becherglas gibt man 150 ml 0,1 molare Salzsäure und eine gemörserte Tablette Aludrox®. Die Lösung wird auf etwa 40°C temperiert und 15 Minuten gerührt. Anschließend filtriert man die Lösung in das zweite Becherglas und fügt aus der Bürette unter Rühren und pH-Wert-Kontrolle insgesamt 60 ml einer 0,5 molaren Natronlauge in 1-ml-Schritten hinzu. Es muss jeweils kurz gewartet werden, bis der pH-Wert konstant bleibt. Die zugegebene Menge an Natronlauge und der jeweilige pH-Wert werden notiert und anschließend in einer Grafik dargestellt. Lehrer-/ Schülerversuch Salzsäure (Maßlösung c= 0,1 mol/L), Natronlauge (Maßlösung c= 0,1 mol/L)
(E) KOC CfL: Thermitverfahren (Indoor-Variante) Aluminothermische Reduktion von Eisenoxid Vorbereitung: Der Schamottetiegel wird zunächst mit einem Uhrglas bedeckt und in die Blechbüchse gestellt, in welcher sich schon eine ca. 2 cm dicke Sandschicht befindet. Nun füllt man die Büchse mit so viel Sand, dass nur noch 1 cm des Tiegels herausragt. Anschließend wird der Tiegel zur Hälfte mit Thermitgemisch gefüllt und dieses festgedrückt. Durchführung: Man zündet den Spezialzünder mit einem Brenner und hält ihn ca. 3 s in das Thermitgemisch. Nach dessen Zündung entfernt man den Zünder zügig, wirft ihn ins Wasser und bedeckt die Blechbüchse mit der Eisenschale. Nachdem die Reaktion beendet ist, wartet man etwa 1 min, entfernt die Eisenschale, hebt den Schamottetiegel vorsichtig aus der Büchse und kühlt ihn unter fließendem Wasser ab. Der ohnehin beschädigte Tiegel wird mit dem Hammer unter fließendem Wasser zerstört. Der Eisenregulus wird von der Schlacke getrennt und mit dem Magneten geprüft. Um die Härte der Schlacke zu demonstrieren, ritzt man ein Glasrohr oder eine Glasscheibe. Lehrerversuch Thermit-Gemisch (enth. Aluminium, nicht stabilisiert)
(E) KOC 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)
(C) ZR3 CfL: Zugabe von Säure zur Lösung aus dem Vorversuch Aluminiumhydroxid puffert. In die Lösung aus Versuch "CfL: Zugabe einer weiteren Tablette Aludrox®" gibt man 10 ml Salzsäure und beobachtet ca. 5 Minuten den pH-Wert. Lehrer-/ Schülerversuch Salzsäure (Maßlösung c= 0,1 mol/L)
(G) EKF CfL: "Ausgießen" des verflüssigten Campinggases Aggregatzustandsänderung des Campinggases beobachten. Durch Gießen und Schütteln wird etwa 1 mL Campinggas in das Rggl. überführt, dieses schnell mit dem durchbohrten Stopfen verschlossen und mit dem Kolbenprober verbunden. Um die Aggregatzustandsänderung zu beschleunigen, wird das Rggl. kurz geschüttelt. Nachdem der Kolbenprober gefüllt ist, wird der Hahn geschlossen und der Stopfen vom Rggl. entfernt. Nun entzündet man das Gas an der Reagenzglasöffnung mit einem brennenden Holzspan. Das Rggl. wird kurz geschüttelt bzw. mit der Hand erwärmt. Lehrerversuch n-Butan, Propan

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