Experimente der Kategorie "Stoffkreisläufe/ Ökologie/ Umweltchemie"
| Name | Kurzbeschreibung | Beschreibung | Typ | Gefahrstoffe | |
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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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Kalkbrennen auf dem Schulhof | Thermische Zersetzung von Calciumcarbonat | Mit verschiedenen Baumaterialien (keram. Schornsteininnenrohr, Stahlrohr o.ä., Ziegelsteinen und Drahtgitter) wird ein etwa kniehoher Schachtofen aufgebaut. Er wird lagenweise mit Kalkschotter und Grillkohle gefüllt und mittels Grillanzündern angezündet. Über 60 - 90 Minuten wird unter Einblasen von Luft (Föhn) das Brennen durchgeführt. Nach Beendigung des Versuchs und nach dem Abkühlen zieht man den Ofenschacht nach oben ab und nimmt die Branntkalk zur weiteren Verwendung auf. | Lehrerversuch mit Schülerbeteiligung | Calciumoxid |
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Wohin mit den Teelichtbechern? | Recycling von "Aluminiumschrott" aus dem Haushalt | Vorbereitend mischt man 45g Natriumchlorid mit 45g Kaliumchlorid und 10g Natriumfluorid und schmilzt das Gemisch zugedeckt in einem Porzellantiegel mit 2 TECLU-Brennern auf. Zerkleinerte Teelichtbecher gibt man Stück für Stück in die heiße Schmelze, wobei weiter mit den Brennern erhitzt wird. Nach dem Einschmelzen von 10-20 Teelichtbechern lässt man Abkühlen. Unter dem erstarrten Salz hat sich ein größerer Aluminiumregulus gebildet. | Lehrerversuch | Kaliumchlorid, Natriumfluorid |
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Pflanzen als Indikatoren für Umweltgifte | Schadstoffwirkungen auf junge Kressesaat | Fünf Erlenmeyerkolben werden vorbereitend mit feuchter Watte ausgelegt, auf der man Kressesamen zum Keimen bringt. Nach zwei Tagen bringt man in den ersten Ansatz etwas Kupfersulfat-Lösung ein. Die anderen Ansätze werden gemäß Anleitung jeweils 2 Minuten lang mit Hydrogenchlorid, mit Schwefeldioxid, mit reinem Stickstoffdioxid, mit Stickoxiden bzw. mit Kohlenstoffmonoxid begast. | Lehrerversuch | Kupfer(II)-sulfat-Lösung (verd., (w: <25%)), Chlorwasserstoff (wasserfrei), Stickstoffdioxid (freies Gas), Stickstoffmonoxid (freies Gas), Kohlenstoffmonoxid (freies Gas), Schwefeldioxid (freies Gas) |
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Modellversuch zur katalytischen Abgasreinigung | Reaktionen mit Methan, Kohlenstoffmonoxid und Stickoxiden | Vorbereitend wird das Platinnetz intensiv ausgeglüht. Gemäß Anleitung und Versuchsskizze platziert man ein schwer schmelzbares Verbrennungsrohr mit geringem Durchmesser zwischen zwei Kolbenprober, die in Stative eingespannt sind. Der eine Kolbenprober ist zunächst mit Kohlenstoffmonoxid und Stickstoffdioxid (im Folgeversuch mit Methangas und Stickstoffdioxid) wie angegeben befüllt, das Verbrennungsrohr mit dem Platinnetz ausgestattet. Man erhitzt das Rohr bis zur schwachen Glut und drückt das Gasgemisch mehrfach darüber in jeweils anderen Kolbenprober. Am Ende leitet man das Reaktionsprodukt in Barytwasser. | Lehrerversuch | Kohlenstoffmonoxid (freies Gas), Stickstoffdioxid (freies Gas), Methan (freies Gas), Bariumhydroxid-Lösung (wässrig, gesättigt (w: ca. 7%)) |
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Adsorption von Stickoxiden (NOx) an keramischem Material | Modellversuch zum Autoabgas-Katalysator | Gemäß Anleitung gibt man fein zerkleinertes keramisches Material in einen Erlenmeyerkolben und leitet Stickstoffdioxid ein. Man verschleißt mit Wattebausch und schüttelt das Material. Dann lässt man das überschüssige Stickoxid ausfließen. Dann verschließt man erneut mit Wattebausch und erwärmt den Erlenmeyerkolben über der Gasbrennerflamme. | Lehrerversuch | Stickstoffdioxid (freies Gas) |
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Modellversuch zur Entstickung mit Ammoniak | Denox-Verfahren bei Kraftwerkabgasen | Kurz vor dem Versuch wird gemäß Anleitung Ammoniak durch Auftropfen von Wasser auf eine Mischung aus Ammoniumchlorid und Natriumhydroxid gewonnen und in einem trockenen Rundkolben (Öffnung nach unten) gesammelt. Einen mit Stickstoffdioxid gefüllten Kolbenprober mit Hahn verbindet man mittels durchbohrtem Stopfen mit dem Ammoniak-Gefäß. Dann dreht man den Hahn langsam auf und drückt den Inhalt in den Rundkolben. | Lehrerversuch | Ammoniak (freies Gas), Stickstoffdioxid (freies Gas), Natriumhydroxid (Plätzchen), Ammoniumchlorid |
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