Experimente der Kategorie "Stoffkreisläufe/ Ökologie/ Umweltchemie"
| Name | Kurzbeschreibung | Beschreibung | Typ | Gefahrstoffe | |
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Abbinden von Kalkmörtel | Reaktion von Calciumhydroxid an der Luft | Zu einer Portion Calciumhydroxid gibt man etwa die dreifache Menge Sand. Man mischt mit etwas Wasser zu einem steifen Brei, den man auf einer geeigneten Grundlage (z.B. Fliese) 1cm hoch ausstreicht und trocknen lässt. Die trockenen Mörtelschicht wird in maximal erbsgroße Stücke zerbröselt und in einen Kolben gegeben, in den man in langsamem kontinuierlichem Strom Kohlendioxid leitet. Man konstatiert die Wärmeentwicklung am Gefäßboden und die Kondensatbildung an der Wand des Kolbens. | Lehrer-/ Schülerversuch | Calciumhydroxid |
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Die verhinderte Fotosynthese | Stärkenachweis in Geranienblättern | Vorbereitend verhüllt man einige Blätter einer Geranienpflanze mit schwarzer Folie und verhindert so über mindestens 3 Tage die Fotosynthese, während die anderen Blätter derselben Pflanze aktiv im Sonnenlicht arbeiten. Für den Stärkenachweis nimmt man nun "aktive" und "passive" Blätter und schließt das Material jeweils durch viertelstündiges Kochen auf. Dann gibt man etwas Iod-Kaliumiodid-Lösung auf die Blätter. Alternativ kann man das Blattmaterial mit etwas Wasser und Sand in der Reibeschale zerkleinern und die Reagenzlösung der gewonnenen Aufschlämmung zusetzen. | Lehrer-/ Schülerversuch | |
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Harnstoffspaltung durch Bodenbakterien | Enzymatische Reaktion aus dem Stickstoffkreislauf der Natur | Vorbereitend stellt man fein gesiebte Garten- Kompost- oder Ackererde bereit. In einem Erlenmeyerkolben wird eine Portion dieses Bodenmaterials mit einer Spsp. Harnstoff und demin Wasser aufgeschlämmt. Ein längeres Stück angefeuchtetes pH-Indikatorpapier wird mittels Stopfen, der den Kolben verschließt, eingeklemmt. Bei 35°C lässt man den Ansatz im Trockenschrank bzw. Wasserbad mindestens 1h lang reagieren. | Lehrer-/ Schülerversuch | |
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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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Zusammensintern von Thermoplasten | Recyclingmethode für Kunststoffabfälle I | Ein ausreichend großer Dosendeckel aus Metall wird auf der Innenfläche mit Alu-Folie belegt und in zwei Lagen mit zerkleinerten Stücken von PE-Abfällen gefüllt. Man erwärmt vorsichtig auf einer Heizplatte. Nach dem Erweichen drückt man die Masse mit einem Becherglas als 'Stempel' zusammen, das man auf der Unterseite mit etwas Fettcreme eingerieben hat. Nach dme Erkalten entnimmt man die PE-Scheibe aus dem Deckel. | Lehrer-/ Schülerversuch | |
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Umschmelzen von Thermoplasten | Recyclingmethode für Kunststoffabfälle II | Verpackungsmaterial aus Polystyrol PS und/ oder Polypropylen PP wird gereinigt und zerkleinert. Eine Stahl- oder Eisenplatte, die man auf eine elektrische Heizplatte oder auf ein Ceranfeld (Gasbrenner darunter) legt, wird mit Alu-Folie abgedeckt. Man stellt (Ausstech-)Backformen darauf, die mit den KS-Schnipseln befüllt und dann mit mehrlagiger Alufolie abgedeckt werden. Man erhitzt vorsichtig, bis sich aus den KS-Abfällen eine klare Schmelze gebildet hat. Dann lässt man abkühlen und entnimmt die umgeformten Stücke. | Lehrer-/ Schülerversuch | Toluol, Benzol, Styrol |
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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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Verhalten von Stärkefolie und von PE-Folie in feuchter Erde | Rotteversuch mit Verpackungsfolien | In einer Schale werden Stücke von Stärkefolie und Polyethylen-Folie mit Blumen- oder Komposterde bedeckt. Während der Einwirkzeit von einer Woche wird die Erde feucht gehalten. Man vergleicht die Veränderungen im Langzeitexperiment. | Lehrer-/ Schülerversuch | |
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Nachweis von Schwefeldioxid | Reaktionen des freigesetzten Gases | Gemäß der Anleitung wird die bezeichnete Küvette oder eine entsprechende Anordnung von Rggl. mit seitlichem Ansatz zur Gasdurchleitung genutzt. Durch Betätigung des Gummigebläses wird das Schwefeldioxid aus der schwefligen Säure ausgetrieben und durch die Universalindikatorlösung bzw. auf Jod-Stärke-Papier geleitet. Zusätzlich wird die Veränderung der elektr. Leitfähigkeit mit einem Leitfähigkeitsprüfer gemessen. | Lehrer-/ Schülerversuch | Schweflige Säure (0,5 - 5% Schwefeldioxid), Universalindikator, flüssig (Skala pH 4-10; enth. Ethanol) |
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Qualitative Untersuchung von Wasserproben | Nachweise von Chlorid-, Sulfat-, Nitrat-, Phosphat-, Carbonat- und Eisen(III)-Ionen sowie pH-Wertbestimmung | Proben von Leitungswasser, Brunnenwasser, Wasser aus Teichen, Flüssen und Bächen, Mineralwasser u.ä. werden nach Anleitung in einer Reihenuntersuchung mit den entsprechenden Reagenzien auf den Gehalt bestimmter Ionen untersucht. Für den Chorid- und den Phosphat-Nachweis werden die Proben zuvor mit Salpetersäure, für den Sulfat- und den Carbonat-Nachweis mit Salzsäure angesäuert. | Lehrer-/ Schülerversuch | Silbernitrat-Lösung (verdünnt, w=____% (<5%)), Bariumchlorid-Lösung (wässrig (w: 3-25%)), Eisen(II)-sulfat-Heptahydrat, Schwefelsäure (Maßlösung c= 0,5 mol/L), Schwefelsäure (konz. w: ca. 96%), Salpetersäure (verd. w=____% (1-5%)), Salzsäure (verd. w=____% (<10%)) |
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Nachweis von gelöstem Sauerstoff in Wasserproben - abschätzend | Orientierende Methode für die Gewässeruntersuchung | Die Wasserproben werden luftfrei in einer Glasflasche gewonnen. Man setzt nach Angaben sofort nach der Probennahme Mangan(II)-chlorid und Natronlauge zu. Durch mehrmaliges Umschwenken entsteht mehr oder weniger festes Mangan(II)- bzw. Mangan(IV)-hydroxid, je nach Sauerstoffgehalt der Probe. Aus der Farbnuance des Niederschlags wird dieser dann quantitativ abgeschätzt. | Lehrer-/ Schülerversuch | Mangan(II)-chlorid-Dihydrat, Natronlauge (w=____% (>5%)) |
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Bestimmung von Luftschadstoffen | Spezifische quant. Nachweis-Reaktion mit Prüfröhrchen | Das jeweilige Prüfröhrchen wird an beiden Enden nach Anritzen mit dem Glasschneider und Abbrechen der Spitzen geöffnet. Man setzt es in die Hand-Balgenpumpe ein und prüft, indem man ein definiertes Gasvolumen durch das Reaktionröhrchen zieht. | Lehrer-/ Schülerversuch | |
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Modellexperiment zur Rauchgasentschwefelung | Bindung von Schwefeldioxid mittels Kalkwasser | Auf einer Magnesiarinne wird in einem Verbrennungsrohr etwas Schwefel verbrennt. Eine Wasserstrahlpumpe zieht das Verbrennungsgas durch ein Dreier-Set von Waschflaschen, wobei die vordere und die hintere mit LUGOL'scher Lösung, die mittlere mit Kalkwasser hälftig gefüllt ist. Alternativ kann eine Küvette K2 nach KUNERT und LEGALL verwendet werden. | Lehrer-/ Schülerversuch | Schwefel, Schwefeldioxid (freies Gas) |
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Wirkungsweise eines Belüftungsbeckens | Reaktion einer eisensalzhaltige Lösung unter Luftstrom | Ein Reagenzglas, das in ein Statv eingespannt ist, wird gemäß Anleitung mit etwas Wasser und frisch angesetzter Eisen(III)-Sulfate-Lösung befällt. Über ein Winkelrohr wird mittels Gummigebläse Luft in die Lösung eingeleitet. | Lehrer-/ Schülerversuch | Eisen(II)-sulfat-Heptahydrat, Eisen(III)-sulfat-Hydrat |
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PVC - potentieller Salzsäurebildner | Pyrolysegase aus Polyvinylchlorid | Über der Brennerflamme wird eine Portion PVC-Pulver im Rggl. gemäß Anleitung stark erhitzt. A Man hält einen Streifen blaues Lackmus-Papier in die Öffnung des Rggl. B Ein zweites Rggl. mit wenig Ammoniak-Lösung wird - Öffnung an Öffnung neben das Glas mit der erhitzen PVC-Pulver gehalten. | Lehrer-/ Schülerversuch | Chlorwasserstoff (wasserfrei), Ammoniak (freies Gas), Ammoniak-Lösung (konz. w=_____ % (10-25%)), Ammoniumchlorid |
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Schweflige Säure - Umweltgefährdung durch Verbrennung fossiler Brennstoffe | Nachweis von Schwefeldioxid im Verbrennungsgas von Erdöl | In einem Vorversuch erhitzt man wenig schweflige Säure im Rggl. und prüft die entweichenden Dämpfe mittels angefeuchtetem Kaliumiodid-Stärke-Papier. In einer Abdampfschale entzündet man gemäß Anleitung eine kleine Portion Erdöl, die über dem Gasbrenner erwärmt wurde. In die Abgase der Flamme hält man einen Streifen angefeuchtetes Kaliumiodid-Stärke-Papier. | Lehrer-/ Schülerversuch | Erdöl, künstlich, Schwefeldioxid (freies Gas) |
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Nachweis gasförmiger Schadstoffe in Verbrennungsgasen II | PVC-pyrolyseprodukte im Rauchgas der Müllverbrennung | A) In einem Glühröhrchen erhitzt man PVC stark und hält ein Universalindikator-Papier und ein Kaliumiodid-Stärke-Papier in die Abgase. B) Gemäß Versuchsskizze baut man eine Anlage zur Aufnahme und zum Durchleiten der Verbrennungsabgase zusammen und schließt sie an die Wasserstrahlpumpe an. Nach Anleitung füllt man die eine Waschflasche mit Kalkwasser und die andere mit salpetersaurer Silbernitrat-Lösung. Dann werden PVC-Stückchen entzündet und brennend unter den Auffangtrichter gehalten. Die Gase werden durch die Apparatur gesaugt. | Lehrer-/ Schülerversuch | Silbernitrat-Lösung (verdünnt, w=____% (<5%)), Salpetersäure (konz. w=____% (20-70%)) |
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Bestimmung des Verschmutzungsgrades von Wasser | Erfassung oxidierbarer Stoffe als Permanganatzahl | Vorbereitend werden gemäß Anleitung die Kaliumpermanganat-Maßlösung und die Oxalsäure-Maßlösung zubereitet. Man versetzt die Wasserprobe nach Angaben mit etwas Schwefelsäure, mit der Kaliumpermanganat-Maßlösung und 2 Siedesteinchen. Die Lösung wird - mit Uhrglas bedeckt - 10 Minutenh lang bei kleiner Flamme gekocht. Nach Zugabe der Oxalsäure-Lösung in das heiße Gemisch titriert man wie beschrieben mit Kaliumpermanganat-Maßlösung bis zur leichten Rosafärbung. | Lehrer-/ Schülerversuch | Kaliumpermanganat, Oxalsäure-Dihydrat, Schwefelsäure (konz. w: >15%) |
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Nachweis von Nitrat und Nitrit im Trinkwasser | Analytik auf der Tüpfelplatte | Vorbereitend wird gemäß Anleitung die LUNGE-Reagenzlösung frisch angesetzt. In je eine Mulde der Tüpfelplatte gibt man 5 Trp. Natriumnitrat-Lösung, 5 Trp. Natriumnitrit-Lösung, 5 Trp. Leitungswasser und 5 Trp. dest. Wasser. Man pipettiert jeweils 5 Trp. LUNGE-Lösung hinzu. Zu den Proben, die sich dabei nicht verfärbt haben, gibt man eine Spsp. Zinkpulver. | Lehrer-/ Schülerversuch | Natriumnitrit, Natriumnitrat, Zink (Pulver, nicht stabilisiert), Sulfanilsäure, 1-Naphthylamin, Essigsäure (w=____% (25-90%)) |
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Bestimmung des Phosphatgehalts in Oberflächenwasser | Farbreaktion mit Ammoniummolybdat | Die Wasserprobe wird nach Zugabe von Salzsäure gemäß Anleitung durch Kochen im Abzug zur Hälfte eingeengt, danach mit Natronlauge neutralisiert. Nach dem Abkühlen gibt man die anderen Lösungen wie angegeben hinzu. Zum Vergleich führt man die Probe auch mit deionisiertem Wasser durch. Ein Demonstrationsversuch mit verd. Natriumhydrogenphosphat-Lösung wird gezeigt. | Lehrer-/ Schülerversuch | Salzsäure (w=____% (10-25%)), Natronlauge (konz. w: ca. 20%), Schwefelsäure (Maßlösung c= 0,5 mol/L), Citronensäure-Monohydrat, Natriumhydrogensulfit-Lösung (wässrig, w=39%) |
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