Experimente der Sammlung "Experimente zu Makromolekülen (KÖLNER MODELL)"
| Ausgabe | Name | Kurzbeschreibung | Beschreibung | Typ | Gefahrstoffe | |
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Polystyrol - "mit und ohne Gas" | Vergleich zweier gebräuchlicher Polymer-Kunststoffe | Zu zerkleinerten Stückchen von Styropor (TM) in einer Schale tropft man unter Rühren Ethylacetat hinzu, bis sich eine klare farblose Flüssigkeit bildet. Man gießt die Lösung auf ein Stück Alufolie, dessen Kanten aufgefalzt sind und lässt das Lösemittel über Nacht abdampfen. Man prüft das Schwimm-Sink-Verhalten der so gewonenen PS-Folie und vergleicht mit einem Stückchen Styropor (TM). | Lehrer-/ Schülerversuch | Ethylacetat | |
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Tiefziehen von Polystyrol | Thermoplastisches Umformen einer KS-Platte | 1) Ein sauberer Einwegbecher aus Polystyrol (PS oder 06) wird mit der Öffnung nach unten auf eine wärmefeste Unterlage gestellt. Dann erhitzt man ihn mit dem Heißluftföhn aus einer 20-25cm-Distanz, bis er sich im weichen Zustand zu einer Scheibe zusammenzieht. 2) Man legt die Scheibe auf die Nutsche einer Saugflasche, die an eine WS-Pumpe angeschlossen ist, erwärmt wieder mit Heißluft und stellt die Saugpumpe mit schwachem Sog an. | Lehrer-/ Schülerversuch | ||
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Windeln als High-Tech-Produkt | Quellfähigkeit des Superabsorbers aus Natriumpolyacrylat | A Probestücke von Papiertaschentuch und Windel werden in einer Schale mit einer definierten Portion Wasser begossen. Man Versucht, das aufgenommene Wasser aus beiden Materialien herauszudrücken. B In einem trockenen Rggl. gibt man zu einer kleinen Portion Superabsorber nach und nach soviel Wasser, wie das Material unter Gelbildung aufnehmen kann. C In vier Rggl. werden jeweils 2 Spatelportionen Superabsorber mit Wasser, mit Spiritus, mit Salzsäure und mit Natronlauge versetzt. Das Quellverhalten wird verglichen. | Lehrer-/ Schülerversuch | Ethanol (Brennspiritus) (mit 2-Butanon u.a. vergällt), Salzsäure (w=____% (10-25%)), Natronlauge (Maßlösung c= 1 mol/L) | |
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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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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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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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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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DNA-Isolierung aus Zwiebeln oder Tomaten | Polynucleotid als Träger der genetischen Informationen | Vorbereitend wird etwas Ethanol stark gekühlt. Gemäß Anleitung löst man in einem Becherglas mit Wasser zunächst etwas Spülmittel und Kochsalz. Dann gibt man die fein geschnittene bzw. gehackte Zwiebel oder Tomate hinein und erwärmt das Glas 15 min lang auf 60 °C. Anschließend wird im Eiswasser gekühlt. Mit dem Mörser oder Pürierstab wird die Masse zu einem körnigen Mus gemacht. Man filtriert. Eine Portion des Filtrats wird im Rggl. mit einigen Körnchen Feinwaschmittel gut gemischt. Dann überschichtet man vorsichtig im Becherglas mit dem eiskalten Ethanol und entnimmt die DNA aus der oberen Schicht. | Lehrer-/ Schülerversuch | Ethanol (ca. 96 %ig) | |
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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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Kunsthorn aus Casein und 1,3,5-Trioxan | Vernetzung der Caseinmoleküle durch Methanal aus depolimerisiertem Trioxan | Reagenzglasversuch: Gemäß Anleitung wird Caseinpulver mit Natronlauge überschichtet und im Wasserbad erhitzt Der entstandenen Casein-Lösung fügt man 1,3,5-Trioxan hinzu, rührt um und erhitzt weitere ca. 10min im siedenden Wasserbad. Beim Abkühlen lässt man die entstandene Kunsthornmasse erstarren. | Lehrer-/ Schülerversuch | Natronlauge (w=____% (>5%)), 1,3,5-Trioxan | |
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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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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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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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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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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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Springbällchen aus Guarkernmehl | Vom Verdickungsmittel zur elastischen Masse | Eine Teelöffelportion Guarkernmehl wird mit der doppelten Portion Wasser versetzt und geknetet, so dass eine knetbare Masse entsteht, die man mit etwas Lebensmittelfarbe einfärben kann. DieKnetmasse formt man zu kleinen Bällchen und testet die Elastizität ("Hüpfbällchen"). | Lehrer-/ Schülerversuch | ||
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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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Stofftrennung im Windsichter | Unterschiede bei Dichte und Luftwiderstand gezielt nutzen | Vorbereitend stellt man ein Gemisch aus Granulat oder Körnchen gleicher Größe aus Kunststoff und Holz bereit. Ein Rohr aus transparentem KS wird so präpariert, dass es am unteren Ende, versehen mit einem Drahtnetz, auf die Öffnung eines Föhns gesteckt werden kann (evtl. geeignetes Papprohr als Übergang benutzen). Nach der Befüllung mit dem Körnchengemisch wird die obere Öffnung mit einem Teesieb verschlossen. Man schaltet den Föhn ein. | 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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