Experimente

NameKurzbeschreibungBeschreibungTypGefahrstoffe
CfL: Elektrolyse von Kupfer(II)-chlorid-Lösung an Kupferelektroden Elektrolyse einer Kupfer(II)-chlorid-Lösung mit Kupferelektroden Die Leiterplatte kann durch einen Edding mit einem Schriftzug oder einer Zeichnung versehen werden. Sie wird an den Pluspol der Spannungsquelle angeschlossen und die Spannung auf 4,5 V eingeregelt. Nach etwa 5 Minuten wir die Elektrolyse beendet und die Edding-Farbe mit Spiritus entfernt. Lehrer-/ Schülerversuch Kupfer(II)-chlorid-Lösung (verdünnt, w=_____ % (<25%)), Ethanol (ca. 96 %ig)
CfL: Hittorf-Elektrolyse Elektrolyse einer Kupfersulfat-Lösung mit vertikalem Versuchsaufbau Zwei 23 cm lange Kupferkabel werden jeweils an beiden Enden 2 cm breit abisoliert. Anschließend wird je ein Ende der Kabel so halbkreisförmig umgebogen, dass es noch gerade in das 1er-Reagenzglas passt. Die gebogenen Enden werden um 90° nach oben geknickt. Eine der Elektroden wird so umgebogen, dass der abisolierte Teil 1 cm über dem Reagenzglasboden hängt. Die andere Elektrode soll ca. 3,5 cm über der unteren hängen. Anschließend wird so viel Kupfer(II)-sulfat-Lösung in das Reagenzglas gefüllt, dass die obere Elektrode gerade in die Lösung taucht. Die gesamte Konstruktion wird zur Kühlung in ein Becherglas mit Wasser gestellt und mit dem Gummi und der Wäscheklammer am Becherglas befestigt. Die Elektroden werden mit der Spannungsquelle verbunden und die Spannung auf mindestens 20 V hoch geregelt. Lehrer-/ Schülerversuch Kupfer(II)-sulfat-Lösung (verd., (w: <25%)), Wasserstoff (freies Gas)
CfL: Elektrolyse einer Natriumchlorid-Lösung (Demo) Elektrolyse einer Natriumchlorid-Lösung mit Kohleelektroden Die Natriumchlorid-Lösung wird in das U-Rohr gefüllt und der Versuch aufgebaut. Man schaltet die Spannungsquelle ein und regelt die Spannung so, dass eine lebhafte Gasentwicklung stattfindet (mindestens 20 V). Das an der Elektrode, die mit dem Minuspol verbunden ist, entwickelte Gas kann mittels Knallgasprobe auf Wasserstoff getestet werden. Das an der anderen Elektrode freiwerdende Gas wird im Erlenmeyerkolben auf feuchtes Indikatorpapier, feuchtes Kaliumiodid-Stärke-Papier oder Blütenblätter geleitet. Lehrerversuch Chlor (freies Gas), Wasserstoff (freies Gas)
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)
CfL: Umkehrung der Elektrolyse einer Natriumchlorid-Lösung Elektrolyse einer Natriumchlorid-Lösung und anschließende galvanische Reaktion Der Versuch wird gemäß Anleitung aufgebaut. Die Elektroden sollten einen Abstand von mindestens 3 cm haben, um nicht zu viel Gas zu entwickeln. Eine Spannung von 9 V wird eingestellt. Der Geruch der Gase wird vorsichtig geprüft. An beide Elektroden kann feuchtes Kaliumiodid-Stärke-Papier gehalten werden. Nach etwa einer Minute wird die Elektrolyse beendet und die Spannungsquelle durch einen Elektromotor ersetzt. Die Zuordnung der Motoranschlüsse zu den Elektroden sowie die Drehrichtung des Rotors werden notiert. Lehrerversuch mit Schülerbeteiligung Chlor (freies Gas), Wasserstoff (freies Gas)
CfL: Elektrolyse von Natriumsulfat-Lösung nach Obendrauf Elektrolyse einer Natriumsulfat-Lösung mit Nägel-Elektroden in Spritzen Die Nagelspitze muss einige Millimeter aus der Spritze herausragen. Die Nägel müssen fest in den Spritzen sitzen. Beide Spritzen mit Nagel werden in die Natriumsulfat-Lösung getaucht, um sie vollständig zu füllen und so am Becherglas befestigt, dass sie halb aus der Lösung ragen (Öffnung unten). Ist die mit dem Minuspol der Spannungsquelle verbundene Spritze mit 2 mL Gas gefüllt, werden die Füllstände beider Spritzen notiert. Anschließend wird weiter Gas entwickelt, bis beide Spritzen vollständig gefüllt sind. Die mit dem Minuspol der Spannungsuelle verbundene Spritze wird in der Lösung mit einem Finger verschlossen, aus der Lösung genommen und das enthaltene Gas mittels Knallgasprobe auf Wasserstoff getestet. Die mit dem Pluspol der Spannungsuelle verbundene Spritze wird auf die gleiche Weise entnommen und das enthaltene Gas mittels Spanprobe auf Sauerstoff getestet. Lehrer-/ Schülerversuch Wasserstoff (freies Gas), Sauerstoff (freies Gas)
CfL: Umkehrung der Elektrolyse einer Natriumsulfat-Lösung Elektrolyse einer Natriumsulfat-Lösung und anschließende Reaktion einer galvanischen Zelle Der Versuch wird gemäß Anleitung aufgebaut. Die Kohleelektroden sollten einen Abstand von 2-3 cm haben. Die Natriumsulfat-Lösung wird mit einigen Tropfen Universalindikator-Lösung kräftig gefärbt. Anschließend wird die Lösung elektrolysiert und die Veränderungen an den Elektroden notiert. Nach etwa einer Minute wird die Elektrolyse beendet und die Spannungsquelle durch einen Elektromotor ersetzt. Lehrer-/ Schülerversuch Sauerstoff (freies Gas), Wasserstoff (freies Gas), Universalindikator, flüssig (Skala pH 4-10; enth. Ethanol)
Zink und Iod freisetzen Elektrolyse einer Zinkiodid-Lösung U-Rohr-Versuch: In die Krümmung bringt man als Seitentrenner einen Bausch Glaswolle oder Watte ein. In beide Schenkel wird eine konz. Zinkiodid-Lösung (alternativ: Zinkbromid-Lösung) gefüllt. Zwei Kohleelektroden werden - ca. 3 cm eintauchend - in die Lösung eingebracht und mit einer Gleichstromquelle verbunden. Man elektrolysiert bei ca. 10 V wenige Minuten lang. Lehrer-/ Schülerversuch Zinkiodid, Zinkbromid, Iod
CfL: Umkehrung der Hittorf-Elektrolyse mit einer Zinksulfat-Lösung Elektrolyse einer Zinksulfat-Lösung und anschließende galvanische Reaktion In das mit Kupferdrähten präparierte Reagenzglas wird Zinksulfat-Lösung gefüllt, bis die obere Elektrode gerade bedeckt ist. Die Elektroden werden mit der Spannungsquelle und dem Elektromotor verbunden. Die Anschlüsse am Elektromotor werden markiert, um ihn später wieder genauso anschließen zu können. Anschließend wird die Spannung so hoch geregelt, dass die Drehrichtung des Rotors des Elektromotors beobachtet und notiert werden kann. Die Zinksulfat-Lösung und die Elektroden werden beobachtet. Ist die Lösung um die untere Elektrode deutlich gefärbt, wird die Spannungsquelle aus- und statt ihr der Kleinelektromotor wieder eingebaut. Die Drehrichtung des Rotors wird mit der des Vorversuches verglichen und notiert. Um zu untersuchen, welche Reaktion an der unteren Elektrode abläuft, kann diese Elektrode durch einen nicht kupferfarbenen Metallstab ersetzt werden. Lehrer-/ Schülerversuch Zinksulfat-Lösung (verdünnt, (1%<w<2,5%)), Kupfer(II)-sulfat-Lösung (verd., (w: <25%)), Zink (Pulver, phlegmatisiert)
CfL: Zerlegen von Wasser mit Hilfe des elektrischen Stroms Elektrolyse im HOFMANNschen Apparat Man befüllt den HOFMANNschen Apparat verdünnter Schwefelsäure, verbindet die Elektroden mit der Gleichspannungsquelle und regelt die Spannung so ein, dass eine deutliche Gasentwicklung zu erkennen ist (ca. 15V). Nach 3 min schließt man die oberen Hähne und beobachtet die Elektroden. Wenn sich ein Schenkel des HOFMANNschen Apparats zu zwei Dritteln mit Gas gefüllt hat, wird der Strom abgeschaltet und das Volumenverhältnis notiert. Die Gase werden nun über die Hähne abgelassen und in Reagenzgläsern aufgefangen. Mit Hilfe der Glimmspanprobe und der Knallgasprobe werden Sauerstoff und Wasserstoff nachgewiesen. Lehrerversuch mit Schülerbeteiligung Schwefelsäure (Maßlösung c= 0,5 mol/L), Wasserstoff (freies Gas)
CfL: Elektrolyse einer Zinksulfat-Lösung mit variablen Kathoden (Demo) Elektrolyse mit unterschiedlichen Kathodenmaterial Teil 1: Der Versuch wird aufgebaut und die Lösung angesetzt. Als erstes wird die Kupferelektrode eingesetzt und die Spannung langsam bis kurz unter den im Vorversuch ermittelten Spannungswert für die Gasabscheidung geregelt. Teil 2: Die Lehrkraft tauscht nun die Kupferelektrode gegen die Eisenelektrode aus und regelt den ermittelten Wert aus dem Vorversuch ein, bei dem eine Gasentwicklung ohne Zinkabscheidung eintritt. Lehrer-/ Schülerversuch Zinksulfat-Lösung (verdünnt, (1%<w<2,5%)), Kalilauge (Maßlösung c: 1 mol/L), Salzsäure (Maßlösung c= 1 mol/L), Sauerstoff (freies Gas), Wasserstoff (freies Gas), Zink (Pulver, phlegmatisiert)
Eloxalverfahren Elektrolyse von Aluminium – Eloxieren Vorbereitend wird gemäß Anleitung Aluminiumsulfat in 20%iger Schwefelsäure gelöst. Diesen Elektrolyt gibt man in ein Gefäß mit einer Aluminiumblech-Kathode. Das zu eloxierende Aluminiumwerkstück wird zunächst gründlich gereinigt und 30sec lang in erwärmter Natronlauge gemäß Anleitung gebeizt. Für einige sec taucht man das Werkstück danach in Salpetersäure und spült es gründlich ab. Dann wird es als Anode eingebracht. Bei konstanter Temperatur lässt man den elektrochemischen Prozess 30min lang mit gegebener Spannung laufen. Lehrer-/ Schülerversuch Schwefelsäure (konz. w: >15%), Aluminiumsulfat-Hydrat, Natronlauge (konz. w: ca. 20%), Salpetersäure (verd. w=____% (5-20%))
Modellexperiment zur elektrolytischen Raffination Elektrolyse von verd. Schwefelsäure mit Kohle- und Konstantanelektrode Eine Kohle- und eine Konstantanelektrode tauchen in einem geeigneten Gefäß in verdünnte Schwefelsäure. Man elektrolysiert mit einem 100..200 mA-Strom. Die Anwesenheit von Nickel-Ionen wird mittels Diacetyldioxim in ammoniakalischer Lösung vor und nach der Elektrolyse überprüft. Lehrerversuch / nicht für Lehrerinnen i.g.A. Nickel(II)-sulfat-Lösung (wässrig, (w= größer 1%)), Dimethylglyoxim, Ammoniak-Lösung (verd. w=____% (5-10%)), Schwefelsäure (verd. w=____% (5-15%))
Silberfraktale Elektrolytische Abscheidung von elementarem Silber Variante Petrischale: Man füllt stark verd. Silbernitrat-Lösung in eine Petrischale. Zwei Silberdrähte werden mit Abstand in die Lösung eingebracht und mit einer 9-V-Spannungsquelle verbunden. Variante Objektträger: Zur mikroskopischen Beobachtung der Fraktalbildung wird ein Objektträger mit Vertiefung mit wenigen Tropfen Silbernitrat-Lsg. befüllt. Zwei Silberdrähte, verbunden mit einer 9-V-Spannungsquelle, tauchen in die Lösung, die Drahtspitzen haben etwas Abstand. Lehrer-/ Schülerversuch Silbernitrat-Lösung (verdünnt, w=____% (<5%))
Silber im Nano-Format Elektrolytische Darstellung von Silber-Nanopartikeln Zwei Bechergläser werden hälftig mit stark verdünnter Silbernitrat-Lösung befüllt. In eines der Bechergläser montiert man mittels Krokodilklemmen zwei Silberdrähte, die tief in die Lösung eintauchen. (Die andere Portion dient als Vergleichslösung.) Die Silberdrähte werden über Kabel mit einer 9-V-Batterie verbunden. Man elektrolysiert unter Wechselspannung: Im 5-sec-Rhythmus wird 20mal die Polung batterieseitig getauscht. Anschließend werden zur Beobachtung des Tyndall-Effekts an einem dunklen Ort beide Gefäße mit einem Laserpointer seitlich durchstrahlt. Lehrer-/ Schülerversuch Silbernitrat-Lösung (verdünnt, w=____% (<5%))
El Ox Al Elektrolytische Oxidation von Aluminium Man füllt ein Becherglas mit halbkonz. Schwefelsäure und hängt auf den gegenüberliegenden Seiten je ein längliches durch Knick zurecht geformtes Aluminiumblech auf den Rand des Glases. Über ein Strommessgerät werden die Bleche mit einer Gleichspannungsquelle 0..12V verbunden. Man regelt einen 2A-Gleichstrom ein und elektrolysiert ca. 15 min lang. Lehrer-/ Schülerversuch Schwefelsäure (konz. w: >15%)
Bromierung von meso-Tetraphenylporphyrinatokupfer(II) Elektrophile aromatische Substitution mit Abscheidung von Bromwasserstoff Gemäß Anleitung und graphischer Darstellung baut man eine U-Rohr-Apparatur zusammen. Das U-Rohr selbst wird wie angegeben mit m-TPP-Kupfer-Komplex und einer Brom-Lösung in Dichlormethan befüllt, das angeschlossene Rggl. mit 40 ml salpetersaurer Silbernitrat-Lösung. Dann bläst man mit dem Handgebläse Luft durch die Apparatur. Lehrerversuch Brom, Dichlormethan, Silbernitrat, Salpetersäure (Maßlösung c= 1 mol/L), Bromwasserstoff, wasserfrei (freies Gas)
Wasser als Dipol (II) Elektrostatische Strahlablenkung bei Wasser Aus einem Tropftrichter oder aus der Wasserleitung lässt man in extrem dünnem Strahl Wasser auslaufen. Mit einem durch Reibung elektrostatisch aufgeladenen Kunststoff- oder Hartgummistab lenkt man den Wasserstrahl ab. Lehrer-/ Schülerversuch
Verdrängungsreaktion Halogen/ Halogenid Elementares Chlor reagiert mit Salzlösungen. Gemäß Beschreibung bringt man in die drei Kammern einer geteilten Petrischale die Lösungen von Natriumchlorid, Natriumiodid und Natriumbromid ein. Man gewinnt eine Portion Chlorgas in einer verschließbaren 20ml-Spritze (wie an anderer Stelle beschrieben) und düst in jede Kammer der Petrischale ein Drittel der Gasportion ein. Verdünnte Natronlauge zur Chlor-Entsorgung wird bereit gehalten. Lehrerversuch Chlor (freies Gas)
Pyrolyse von Kupferacetat Elementares Kupfer aus Kupferacetat-Hydrat Reagenzglasversuch: Beim Erhitzen von Kupferacetat bildet sich elementares Kupfer. Es entweicht zunächst das Kristallwasser, dann Essigsäure, die mit Indikatorpapier nachgewiesen wird. Lehrer-/ Schülerversuch Kupfer(II)-acetat-Monohydrat

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