Experimente der Sammlung "Chemie fürs Leben (Chemiedidaktik Rostock)"
| Ausgabe | Name | Kurzbeschreibung | Beschreibung | Typ | Gefahrstoffe | |
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(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 |
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(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) |
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(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 |
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(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 | |
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(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 |
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(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) |
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(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) |
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(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) |
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(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) |
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(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 | |
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(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) |
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(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) |
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(E) KOC | CfL: Explosion eines Benzindampf-Luft-Gemisches | Brennstoff-Luft-Gemisch in der Pringles-Dose | Vorbereitung: Die Pringles-Dose muss unbeschädigt sein und der Deckel noch fest aufsitzen. Mit dem Stopfenbohrer bohrt man ein ca. 6 mm großes Loch 3 cm über den Boden der Dose und verschließt dieses mit einem passenden Stopfen. Durchführung: Zunächst gibt man zwei Korkstückchen in die entsprechende Dose. Nun werden mit der Pipette ungefähr 8 Tropfen Feuerzeugbenzin oder 10 Tropfen K2r-Fleckenwasser in die Dose gegeben und diese mit dem Deckel verschlossen. Man schüttelt die Dose, so dass die Flüssigkeit verdampft und sich die Dämpfe gut im Inneren verteilen. Nun entfernt man den Stopfen am Zündloch und zündet mit einem brennenden Span. | Lehrerversuch mit Schülerbeteiligung | Benzin (Sdb.: 50-70 °C) |
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(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) |
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(E) KOC | CfL: Verbrennen einer Kerze unter einem „Gasfang“ | Massezunahme bei einer Verbrennung auch bei nicht sichtbaren Reaktionsprodukten | Vorbereitend wird gemäß Anleitung ein "Gasfang" zusammengestellt. Man entzündet das Teelicht auf der Waage und stülpt den Gasfang darüber. Nun wird die Waage auf Null tariert und 3-4 min lang beobachtet. | Lehrer-/ Schülerversuch | |
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(G) EKF | CfL: Trennung durch Sieben | Trennverfahren des Siebens in drei Alltagsvarianten | Vorbereitend wird A) im Salzstreuer Salz mit Reis vermischt. B) Man gibt losen Tee in ein Becherglas und gießt ihn mit heißem Wasser auf. A) Im Salzstreuer befindet sich eine Salz-Reis-Mischung. Dies wird häufig gemacht, um ein Verklumpen des Salzes zu verhindern. Der Reis sollte jedoch regelmäßig ausgetauscht werden, dazu wird der alte Reis mit Hilfe eines Siebes vom Salz im Salzstreuer abgetrennt. Das Salz ist dabei aufzufangen. Anschließend kann der Salzstreuer wieder mit dem Salz und neuen, frischen Reiskörnern befüllt werden. B) Nachdem der Tee ausreichend gezogen hat, sind die Teeblätter aus dem Tee mit einem passenden Sieb zu entfernen. C) Für einen Kuchen soll man oft die Früchte gut abtropfen lassen. Für den Tortenguss wird aber auch der Fruchtsaft benötigt. Dazu gießt man den Inhalt des Konservenglases in ein Sieb, unter welchem sich eine Schüssel befindet. | Lehrer-/ Schülerversuch | |
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(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 | |
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(E) KOC | CfL: Löschen einer Kerze mit einer Kupferwendel | Methode: Abkühlung unter Entzündungstemperatur | Vorbereitend stellt man eine Kupferdrahtwendel her, indem man den Draht von einem Ende aus etwa 20-mal um den Glasstab wickelt. Man lässt am Ende ein mindestens noch 5 cm langes gerades Drahtstück zum Anfassen stehen. Anschließend nimmt man die Wendel vom Glasstab ab und zieht sie noch etwas auseinander. Durchführung: Die Kupferwendel wird waagerecht von oben in die Kerzenflamme bis zur Spitze des Dochtes bewegt. Nach dem Erlöschen der Flamme wartet man mindestens noch 10 sec und hebt dann die Kupferwendel wieder an. | Lehrer-/ Schülerversuch | |
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(E) KOC | CfL: Sauerstoffanteil im Gasgemisch, das aus Oxi-Reiniger freigesetzt wurde | Quantitative Bestimmung durch Oxidation von Kupferdraht | Vorbereitend reduziert man gemäß Anleitung eine Portion von Kupferoxid in Drahtform durch Erhitzen im Wasserstoffstrom (alternativ: Camping-Gas oder Erdgas), so dass man vollständig rosafarbenes Kupfer frisch erhält. Anschließend lässt man das Verbrennungsrohr im Gasstrom erkalten. Durchführung: Man füllt das Reagenzglas etwa zu einem Viertel mit dem zu untersuchenden Oxi-Reiniger und gewinnt gemäß Anleitung durch Erhitzen eine Kolbenprober-Portion Gas. Dieses leitet man wie beschrieben über die frisch gewonnene (s.o.) Portion Kupfer, die mit dem Gasbrenner stark erhitzt wird. Man lässt die Apparatur erkalten und liest das verbliebene Gasvolumen ab. Dieser Versuch wird mit allen zu untersuchenden Oxi-Reinigern wiederholt, dazu muss allerdings das Kupferoxid jeweils erst wieder reduziert werden. | Lehrerversuch mit Schülerbeteiligung | Kupfer(II)-oxid (Drahtstücke), Wasserstoff (Druckgas), Natriumpercarbonat (ca. 90%, enth. Na-carbonat und Na-peroxid) |
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(E) KOC | CfL: Explosion in der Filmdose | Brennstoff-Luft-Gemisch in Klein-Explosion | Vorbereitend präpariert man eine Filmdose mit dem Piezo-Zünder eines Feuerzeugs. erzeuge sind in fast jedem Supermarkt erhältlich). In unmittelbarer Nähe durchsticht man mit der erhitzten Nadel den Dosenboden, durch den der Draht des Zünders ins Doseninnere gesteckt wird. Betätigt man den Piezo- Zünder, so muss nun ein deutlich sichtbarer Funke zwischen Kabel und Metallsäule springen. Durchführung: Es werden einige Tropfen Benzin in die Dose gegeben, diese wird mit dem Deckel verschlossen. Mit Hilfe des Zünders bringt man das Benzin-Luft-Gemisch zur Explosion. Der Vorgang kann nach erneutem Aufsetzen des Deckels mehrere Male wiederholt werden. | Lehrerversuch mit Schülerbeteiligung | Benzin (Sdb.: 50-70 °C) |
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