Experimente der Kategorie "Stoffkreisläufe/ Ökologie/ Umweltchemie"
| Name | Kurzbeschreibung | Beschreibung | Typ | Gefahrstoffe | |
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Schwermetall-Ionen als Enzymgifte | Urease-Hemmung durch Kupferionen | Reagenzglasversuch: Gemäß Anleitung verteilt man die frisch angesetzte Harnstofflösung, der Phenolphthaleinlösung zugetropft wurde, auf zwei Rggl. Man setzt in zwei weiteren Gläsern wie beschrieben eine Urease-Suspension an, wobei eine mit Kupfer(II)-Lösung vermischt wird. Die Harnstoff-Lösungen werden jeweils zu den Urease-Ansätzen gegossen. | Lehrer-/ Schülerversuch | Phenolphthalein-Lösung (w<=0,9%; Lsm.: Ethanol 90 %ig), Kupfer(II)-sulfat-Lösung (verd., (w: <25%)), Ethanol (ca. 96 %ig) |
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Flockung einer Suspension durch Aluminiumsulfat | Versuch zur Wasseraufbereitung bzw. Abwasserbehandlung | Töpferton wird gemäß Anleitung in Wasser zu einer dünnen Suspension eingebracht. Man befüllt damit 8 Reagenzgläser, eines davon dient als Blindprobe. Zu den anderen sieben gibt man 2 Tropfen, 4 Tropfen, 6 Tropfen usw. steigende Portionen der Aluminiumsulfat-Lösung als Flockungsmittel. | Lehrer-/ Schülerversuch | Aluminiumsulfat-Hexadecahydrat |
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Entfernung von Phosphaten aus Abwässern mit Fe-Salzen | Modellversuch zur Abwasserreinigung | Vorbereitend setzt man die Phosphat-Lösung sowie die Lösungen der angegebenen Fällungsreagenzien an. Reagenzglasversuch: Man legt jeweils 2ml Phosphat-Lösung vor und fügt jeweils eine der Fällungsreagenzien-Lösungen hinzu. | Lehrer-/ Schülerversuch | tri-Natriumphosphat-12-Hydrat, Eisen(III)-chlorid-Hexahydrat, Eisen(II)-sulfat-Heptahydrat, Calciumchlorid (getrocknet), Aluminiumsulfat-Hydrat |
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Entfernung von Tensiden mit Adsorberharzen | Modellversuch zur Abwasserbehandlung | Man befüllt zwei Standzylinder mit Wasser und fügt etwas Tensid hinzu. Die eine Portion wird in ein Becherglas umgefüllt, mit Adsorberharz gemäß Anleitung versetzt, eine Stunde lang mit Magnetrührer gerührt und anschließend filtriert. Man vergleicht die Schaumbildung in beiden Flüssigkeiten. Zur Rückgewinnung des Tensids nimmt man das Harz wie angegeben mit Methanol auf, erwärmt im siedenden Wasserbad 30 sec lang und filtriert die Methanol-Lösung ab. Der Vorgang wird weitere drei Mal durchgeführt. Anschließend vereinigt man die gesammelten Filtrate und stellt sie im Abzug in das siedende Wasserbad um sie bis auf einen kleinen Rest einzuengen. Dieser Rest wird dann wie beschrieben mit Wasser verdünnt und geschüttelt. | Lehrer-/ Schülerversuch | Methanol, Amberlite XAD-4 |
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Kalksteinverfahren | Modellversuch zur Entfernung von Schwefeldioxid aus Abgasen | Gemäß Beschreibung und Versuchsskizze bringt man kleine Pyrit-Stücke in ein Verbrennungsrohr ein, spannt dieses in ein Stativ und verbindet es mit einem Zweihalskolben, der auf einem Magnetrührgerät steht. Der Kolben ist mit einer Kalksuspension gefüllt und trägt wie dargestellt ein die Glasaelektrode eines pH-Meter. Man schließt die Apparatur an eine Wasserstrahlpumpe an und sorgt für einen stetigen Saugstrom. Dann wird das Pyrit im Verbrennungsrohr mittels Gasbrenner stark erhitzt. Wenn der Kalk sich gelöst hat, beendet man den Röstprozess und zieht noch 15 min lang durch die Lösung. | Lehrer-/ Schülerversuch | Schwefeldioxid (freies Gas) |
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Chemisorption von Schwefeldioxid an Aktivkohle | Aktivkohle als Katalysator | Zwischen zwei Kolbenprober wird wie beschrieben ein mit Aktivkohle gefülltes Reaktionsrohr eingebaut. Einer der Kolbenprober wird mit gleichteiligen Volumina Schwefeldioxid und Sauerstoff befüllt. Die Mischung wird mehrfach durch die Aktivkohle gedrückt. A) Ein Teil der beladenen Aktivkohle wird danach in einem Rggl. erhitzt. Man hält feuchtes Iod-Stärke-Papier in die Öffnung. B) Ein anderer Teil der Aktivkohle wird mit Wasser extrahiert und filtriert. Das Filtrat testet man zum einen mit pH-Indikatorpapier, zum anderen durch Zugabe von Bariumchlorid-Lösung. | Lehrer-/ Schülerversuch | Schwefeldioxid (freies Gas), Schwefelsäure (konz. w: ca. 96%), Bariumchlorid-Lösung (wässrig (w: 3-25%)), Schwefeltrioxid, Natriumdisulfit |
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Kalk in Wasser lösen | Veränderung bei der elektrischen Leitfähigkeit | Gemäß Anleitung gibt man dest. Wasser in ein Becherglas und bestimmt mittels Sonde die elektrische Leitfähigkeit. Nach Zugabe einer Spsp. Kalkpulver rührt man um und bestimmt erneut den Leitfähigkeitswert. | Lehrer-/ Schülerversuch | |
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Kalk ausfällen mit Kohlendioxid | Reaktion einer Calciumhydroxid-Lösung (Kalkwasser) | Gemäß Anleitung gibt man eine Brausetablette in einen Erlenmeyerkolben mit Wasser, setzt sofort einen Stopfen mit gewinkeltem Gasableitungsrohr auf, welches das entstehende Kohlendioxid in ein Becherglas mit Calciumhydroxid-Lösung einleitet. | Lehrer-/ Schülerversuch | |
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Kalkfreisetzung aus Kalkwasser | Wirkung von Kohlenstoffdioxidentzug und Hydrogencarbonatzugabe | Gemäß Anleitung verteilt man Kalkwasser (Calciumhydroxid-Lösung) auf drei Präparate-Gläschen, wobei eines davon als Vergleichslösung dient. Ein zweites Gläschen wird wie angegeben auf eine heiße Heizplatte gestellt. Der dritten Probe setzt man eine zubereitete Natriumhydrogencarbonat-Lösung zu. Man beobachtet die Veränderung und vergleicht mit der Ursprungslösung. | Lehrer-/ Schülerversuch | |
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Kalkfreisetzung in Mineralwasser | Kohlendioxidentzug durch intensives Rühren | Gemäß Anleitung wird (sprudelndes) Mineralwasser im Becherglas mittels Rührfisch über dem Magnetrührer 5 min lang stark gerührt. Alle 25 sec misst man mit pH-Messsonde den sich verändernden pH-Wert der Lösung. | Lehrer-/ Schülerversuch | |
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Energie aus Zuckerrüben | Herstellung von "Biowasserstoff" | In einem Schraubdeckelglas vermengt man gemäß Anleitung getrocknete Zuckerrübenschnitzel mit Gartenerde und Kalk (1:1:1). Dieser "Bioreaktor" wird mittels Schlauchleitung über einen Dreiwegehahn mit einer 50ml-Spritze und mit einer Brennstoffzelle verbunden. Man lässt die Reaktion bei Raumtemperatur 36 Std. lang laufen (alternativ: im Wärmebad oder -schrank 45 °C 18 Std. lang) und fängt die entstehenden Gase in der Spritze auf. Mit der zweiten Gasportion (die erste wird verworfen) führt man eine gaschromatische Analyse durch und leitet sie und die Brennstoffzelle. | Lehrer-/ Schülerversuch | Wasserstoff (freies Gas) |
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Gewinnung von Goldsäure | Aufbereitung von abgelösten Goldpartikeln aus Elektronikschrott | Der bei der Aufbereitung von Platinenschrott gewonnene Filterrückstand wird gemäß Anleitung im Abzug mittels Pinzette und wenig demin. Wasser in ein Becherglas überführt. Man übergießt mit konz. Salzsäure und konz. Salpetersäure und löst das Gold auf diese Weise auf. Nach weiterer Filtration dampft man das Filtrat im Abzug vorsichtig ein und gewinnt Tetrachloridogold(III)-säure als festen Rückstand. | Lehrer-/ Schülerversuch | Salpetersäure (konz. w=____% (20-70%)), Salzsäure (rauchend (w= 37%)), Tetrachloridogold(III)-säure-Hydrat |
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Kupfer und Gold aus Elektronikschrott | Rückgewinnung wertvoller Metalle | Gemäß Anleitung wird der Elektronikschrott zerkleinert und nach dem Einwiegen in einem Becherglas mit Wasserstoffperoxid-Lösung und Salzsäure übergossen. Man lässt einen Tag lang einwirken. Durch Zugabe von Natriumcarbonat wird bis zur ausbleibenden Gasentwicklung neutralisiert. Man entnimmt die ungelösten Elektronikschrott-Stückchen mittels Pinzette und filtriert die Lösung mit den feinen suspendierten Goldpartikeln. Durch Eintauchen von etwas Eisenwolle in das Filtrat wird das metallische Kupfer gewonnen. Eventuelle Reste festen Eisens werden mittels Salzsäure gelöst. Das zementierte Kupfer wird gewaschen, getrocknet. | Lehrer-/ Schülerversuch | Wasserstoffperoxid-Lösung (wässrig, (w: 8-35%)), Salzsäure (konz. (w: >25%)), Natriumcarbonat-Decahydrat |
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Modellversuch zur Wirkung von Corexit (TM) | Vorgänge bei der Bindung von Rohöl-Verschmutzungen auf dem Wasser | Man bereitet wie angegeben aus Speiseöl und Flammenruß ein 'Modell-Rohöl'. Davon gibt man in zwei Bechergläsern mit Wasser jeweils ein Portion zur Bedeckung der Oberfläche. Einem der Bg. werden 5 Tropfen Triton X-100 (TM) zugesetzt. Dann werden beide Ansätze mit einem Milchaufschäumer intensiv verquirlt. | Lehrer-/ Schülerversuch | Triton X-100 (TM) |
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Ammoniak-Nachweis in Gartenerde | Färbung von Indikatorpapier in der Gasphase | Wie beschrieben wird eine Portion Gartenerde mit warmem Wasser aufgeschlämmt und auf zwei Erlenmeyerkolben aufgeteilt. Der einen Probe wird eine Spatelportion Harnstoff zugesetzt. Ein angefeuchteter Streifen Indikatorpapier wird jeweils in die Gasphase des abgedeckten Kolbens gehängt. Nach 5-minütiger Wartezeit setzt man wie angegeben Natronlauge hinzu. | Lehrer-/ Schülerversuch | Natronlauge (Maßlösung c= 1 mol/L) |
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Nitrate und Phosphate im Viehstallputz | Calciumnitrat und Calciumphosphate in ländlichen Stallungen | Wie beschrieben gewinnt man durch Übergießen mit Salzsäure und Filtration eine Lösung aus zermörsertem Viehstallputz. Man verteilt auf zwei Rggl., stellt für die Negativproben zwei weitere Rggl. mit demin. Wasser sowie für die Positivprobe Lösungen von Natriumnitrat und Natriumphosphat bereit. Man taucht drei Nitrat-Teststreifen in Blindprobe, Nitrat-Positivprobe und Filtrat ein. Für die Phosphatprobe versetzt man die entsprechenden Rggl. wie angegeben mit Phosphatreagenz und erhitzt über der Brennerflamme. | Lehrer-/ Schülerversuch | Salzsäure (w=____% (10-25%)), Ammoniumnitrat, Ammoniummolybdat-Lösung (ca. 8%ig, Lsm.: Salpetersäure, 25%ig), Natriumnitrat, tri-Natriumphosphat-12-Hydrat |
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Abgaskomponenten beim Auto I | Nachweis von Kohlenstoffdioxid | Vorbereitend stellt man sich wie beschrieben aus Calciumoxid oder Calciumhydroxid und demin. Wasser frisches Kalkwasser her. Man gibt die klare Lösung in eine Waschflasche und verbindet diese über einen Gummischlauch mit einem Trichter. Wenn die Lehrkraft den Motor gestartet hat, wird der Abgasstrom durch kurzzeitiges Aufdrücken des Trichter auf das Auspuffende in die Waschflasche mit dem Kalkwasser geleitet. Alternativ kann man mittels Kolbenprober Abgasportionen entnehmen und in die Gasflasche drücken. | Lehrer-/ Schülerversuch | Calciumoxid, Calciumhydroxid, Kalkwasser (wässrig w: <2%) |
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Abgaskomponenten beim Auto II | Nachweis von Wasser | Vorbereitend stellt man sich wie beschrieben eine Portion Kupfersulfat durch thermisches Entwässern von Kupfersulfat-Pentahydrat her und stellt sie in einer Schale mit Deckel für das Nachweis-Experiment bereit. Wenn die Lehrkraft den Motor gestartet hat, wird am Auspuffende entweder feines Kondensat auf das weiße Kupfersulfat geleitet, oder dort entstehende Tropfen in die Schale gegeben. | Lehrer-/ Schülerversuch | Kupfer(II)-sulfat-Pentahydrat, Kupfer(II)-sulfat (wasserfrei) |
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Recycling von PET-Flaschen durch Verseifung | Nachweis der Verseifungsprodukte | Vorbereitend wird gemäß Anleitung eine PET-Flasche über Nacht mit etwas Natronlauge befüllt und deren zersetzender Wirkung in einer geeigneten Schale ausgesetzt. Die darin gewonnene Suspension wird filtriert. Man bereitet aus Cer-Ammoniumnitrat durch Auflösen in 10-15%iger Salpetersäure (1g auf 2,5ml) eine Nachweislösung für Alkohole vor. Für die Nachweise der Verseifungsprodukte gibt man 2-ml-Portionen des Filtrats in zwei Rggl. (a und b) a) man säuert das Filtrat mit konz. Salzsäure an, prüft den pH-Wert und beobachtet die Ausfällung der Terephthalsäure, die durch anschließendes Alkalisieren mit Natronlauge wieder aufgelöst wird. b) man säuert das Filtrat mit konz. Salpetersäure an, filtriert die ausgefallene Terephthalsäure ab und weist den bei der Verseifung entstandenen Alkohol mittels Cer-Ammonium-Reagenz nach. | Lehrer-/ Schülerversuch | Natronlauge (w=____% (>5%)), Salzsäure (konz. (w: >25%)), Salpetersäure (konz. w=____% (20-70%)), Ammoniumcer(IV)-nitrat, Salpetersäure (verd. w=____% (5-20%)) |
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Erneuerbare Energie: Chemische Speicherung für Power-to-Gas | Speicherung von Wasserstoff in einer organischen Verbindung (LOHC) | Zwischen zwei Kolbenprober mit Drei-Wege-Hähnen wird ein Reaktionsrohr mit geträgertem Pt-C-Katalysator und Eisenwolle eingespannt. Es wird mittels Einmalspritze mit 0,1 ml H18-Dibenzyltoluol befüllt. Anschließend wird die zusammengebaute Apparatur gründlich mit Wasserstoff gespült. Man erhitzt das Reaktionsrohr mit einer Heißluftpistole stark, bis Gasentwicklung einsetzt. Der entstehende Wasserstoff wird in einem der Kolbenprober gesammelt und nach dem Ende des Versuchs einer Brennstoffzelle zugeleitet. | Lehrer-/ Schülerversuch SII | Wasserstoff (freies Gas), Ethylacetat |
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