Experimente
| Name | Kurzbeschreibung | Beschreibung | Typ | Gefahrstoffe | |
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Gold-Nanopartikel aus der Mikrowelle II | Reduktion von Tetrachloro(III)-goldsäure mit Glucose bzw. mit Natriumborhydrid | Man löst jeweils 1 Spsp. Glucose bzw. Natriumborhydrid in 50ml Wasser und gibt nach Rezeptur wenig Tetrachlorogoldsäure hinzu. Die Reaktion mit Natriumborhydrid setzt unter Wasserstoffentwicklung unmittelbar ein und lässt eine zunächst dunkelbraune, dann schwarze Nano-Gold-Suspension entstehen. Die Reaktion mit Glucose wird erst im Mikrowellengerät (120W / 10min) ausgelöst. | Lehrer-/ Schülerversuch | Tetrachloridogold(III)-säure-Hydrat, Natriumborhydrid |
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Nanotechnologie: Funktionelle Beschichtungen | Eine Antireflexschicht durch Dip-Coating mit Objektträgern | Vorbereitend wird ein Sol aus Tetraethylorthosilicat (TEOS), 2-Propanol und 3-molarer Salpetersäure (6:13:1 Volumenteile) hergestellt. Die Lösung ist lange Zeit im Kühlschrank haltbar. Drei Raumteile des vorbereiteten Sols werden mit zwei Raumteilen 2-Propanol verdünnt und in eine schlankes Glasgefäß gegeben. Mit Hilfe eines Grillmotors wird eine maschinengespülter sauberer Objektträger periodisch in das Sol eingetaucht und herausgezogen. | Lehrer-/ Schülerversuch | 2-Propanol, Salpetersäure (verd. w=____% (5-20%)), Tetraethylorthosilikat |
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Kohlendioxid-Nachweis bei Ethanol- bzw. Aceton-Verbrennung | Qualitative Elementaranalyse: Kohlenstoff | Vorbereitend wird ein weites Becherglas mit Kalkwasser innen gut benetzt. In eine Porzellanschale mit Sand gibt man 10-15 Tropfen Ethanol bzw. Aceton, stellt das entspr. Vorratsgefäß weit beiseite und zündet die Substanz an. Sofort hält man das Becherglas mit der Öffnung über die Flamme und beobachtet. Variante: Man saugt über den brennenden Dämpfen mittels Wasserstrahlpumpe über Trichter und Schlauch ab und leitet durch eine Waschflasche mit Kalkwasser. | Lehrer-/ Schülerversuch | Ethanol (ca. 96 %ig), Aceton |
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Reinigung von Iod | Sublimation und Resublimation von Iod aus einem Gemisch | Ein Gemisch aus Iod, Calciumoxid und Kaliumiodid (5:2:1) wird im Becherglas auf einer Heizplatte erwärmt. Das Gefäß ist mit einem eisgefüllten Rundkolben geeigneter Größe verschlossen. Das reine Iod kristallisiert an der Unterseite des Rundkolbens. | Lehrer-/ Schülerversuch | Iod, Calciumoxid |
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Iod im Verteilungsgleichgewicht | Bestimmung der Iod-Konzentration mit Natriumthiosulfat und Stärke-Lösung als Indikator | Vorbereitend wird eine 0,01-molare Natriumthiosulfat-Lösung hergestellt (2,482g auf 1000ml demineralisiertes Wasser). Lösungen von Iod in Kaliumiodid-Löung und in Heptan mit definierter Konzentration (c: 0,01mol/L) werden in gleichen Portionen überschichtet und längere Zeit geschüttelt. Durch Titration bestimmt man dann den Iod-Gehalt in beiden Phasen: 1ml der zu untersuchenden Lösung wird mit 3 Tropfen einer 1%igen Stärke-Lösung versetzt. Man tropft Natriumthiosulfat-Maßlösung bis zur Entfärbung hinzu und berechnet aus dem Verbrauch an Maßlösung die Iod-Konzentration. | Lehrer-/ Schülerversuch | n-Heptan, Iod |
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Zinkoxid-Nanopartikel unter Leidenfrost-Bedingungen | Thermische Reaktion einer Zinkacetat-Lösung und Fluoreszenz der ZnO-Nanopartikel | Vorbereitend wird eine wässrige Zinkacetat-Lösung (c: 0,02 mol/L) hergestellt. Eine Aluminiumscheibe wird auf einer 300° heißen Magnetrührerplatte stark erhitzt. Das Erreichen der Leidenfrost-Temperatur - oberhalb 240°C - wird mit Tropfen von dest. Wasser überprüft. Nun trägt man mit einer Pipette 1-2 ml der Zinkacetat-Lösung in der Mitte der Aluminiumplatte auf und beobachtet den Reaktionsverlauf unter Bestrahlung mit UV-Licht. | Lehrer-/ Schülerversuch | Zinkacetat-Dihydrat |
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Komplexbildungen mit Kupfer- und Aluminiumionen | Kupfertetrammin- und Tetrahydroxoaluminat-Komplex | A Zu einer Kupfersulfat oder Kupfer(II)-hydroxid-Lösung wird unter Rühren Ammoniak-Lösung im Überschuss hinzugetropft. B Eine Aliminiumsulfat-Lösung wird tropfenweise mit einem Überschuss an verd. Natronlauge versetzt. | Lehrer-/ Schülerversuch | Kupfer(II)-sulfat-Pentahydrat, Kupfer(II)-hydroxidcarbonat, Ammoniak-Lösung (verd. w=____% (5-10%)), Aluminiumsulfat-Hexadecahydrat, Natronlauge (verd. w=____% (2-5%)) |
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Liganden in Konkurrenz | Einwirkung bestimmter Ionen auf Silber- und auf Eisen-Komplexe | A Zu einer Natriumchlorid-Lösung gibt man einige Tropfen Silbernitrat-Lösung hinzu und danach unter Schütteln Natriumthiosulfat-Lösung. B Zu einer Eisenchlorid-Lösung gibt man zunächst wenige Tropfen Ammoniumthiocyanat-Lösung und anschließend Natriumfluorid-Lösung. Vergleichsvarianten: Man wiederholt die Versuche mit vertauschter Reihenfolge der zugetropften Salz-Lösungen | Lehrer-/ Schülerversuch | Silbernitrat-Lösung (verdünnt, w=____% (<5%)), Eisen(III)-chlorid-Lösung (w = ca. 25%), Ammoniumthiocyanat, Natriumfluorid |
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Nachweis von Eisen(III)-Ionen und bzw. von Kupfer(II)-Ionen | Farbkomplexe durch Reaktion mit gelbem Blutlaugensalz | Zu einer verdünnten Eisen(III)-Chlorid-Lösung bzw. zu einer verdünnten Kupfer(II)-sulfat-Lösung werden jeweils wenige Tropfen von Kaliumhexacyanoferrat(II)-Lösung hinzugetropft. | Lehrer-/ Schülerversuch | Kupfer(II)-sulfat-Lösung (verd., (w: <25%)), Eisen(III)-chlorid-Lösung (w = ca. 25%) |
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Thermoplastizität von PVC u.a. Kunststoffen | Bestimmung der Erweichungstemperatur bei Polyvinylchlorid u.ä. | Ein kleines Becherglas mit trockenem Sand wird mit einem Streifen Hart-PVC bestückt. Es steckt in einem (ca.) 60°-Winkel darin und ragt zur Hälfte heraus. Direkt daneben ist ein geeignetes Laborthermometer angeordnet. Auf einem Dreifuß mit Drahtnetz wir das Glas langsam erhitzt. | Lehrer-/ Schülerversuch | |
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Kupfer(II)-chlorid-Elektrolyse mit Kohleelektroden | Nachweis der Elektrolyseprodukte | U-Rohr-Versuch: In eine ca. halbmolare Kupfer(II)-chlorid-Lösung tauchen in jeden Schenkel des U-Rohres jeweils eine Kohleelektrode. Sie sind mit einer 10V-Gleichspannungsquelle verbunden. Man elektrolysiert 5min lang mit 100..200mA Stromstärke. Danach überprüft man die Gasphase auf der Anodenseite mit angefeuchtetem Kaliumiodid-Stärke-Papier. Auf der Kathodenseite lässt sich von der herausgezogenen Elektrode ein Kupferbelag mit konz. Salpetersäure abwaschen. Die so gewonnene Lösung wird mit Ammoniak versetzt. | Lehrer-/ Schülerversuch | Kupfer(II)-chlorid-Lösung (verdünnt, w=_____ % (<25%)), Chlor (freies Gas), Salpetersäure (konz. w=____% (20-70%)), Ammoniak-Lösung (konz. w=_____ % (10-25%)) |
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Daniell-Element in Funktion | Halbzellen Zink/ Zinksalz und Kupfer/ Kupfersalz reagieren elektrochemisch miteinander. | In gleicher Füllhöhe gibt man in eine WH-Flasche Zinksulfat-Lösung und stellt einen zurecht gebogenen Zinkdraht hinein, in die andere Flasche gibt man Kupfer(II)-sulfat-Lösung und stellt entsprechend einen Kupferdraht hinein. Eine Baumwollkordel oder ein Docht, der mit den Enden in die Flüssigkeiten eintaucht, verbindet die beiden Halbzellen. Er wird mittels Pipette mit Kaliumchlorid-Lösung getränkt. Man misst die entstandene Zellspannung. | Lehrer-/ Schülerversuch | Kupfer(II)-sulfat-Lösung (verd., (w: <25%)), Zinksulfat-Lösung (verdünnt, (1%<w<2,5%)) |
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Verhalten von gepufferten Lösungen | Einfluss eines gleichionigen Zusatzes auf das Protolysegleichgewicht | Bei einer 1-molaren Essigsäure sowie einem Gemisch aus Essigsäure und 1-molarer Natriumacetat-Lösung (1:1) wird der pH-Wert bestimmt. Letztere Lösung wird in 2 Portionen aufgeteilt. Dem ersten Ansatz fügt man 1 Tropfen 1-molare Salzsäure hinzu und dem zweiten 1 Tropfen 1-molare Natronlauge. Man bestimmt jeweils den pH-Wert. Zum Vergleich versetzt man auch zwei entspechende Portionen Wasser mit Salzsäure- bzw. Natronlauge-Maßlösung und untersucht die Veränderung des pH-Werts. | Lehrer-/ Schülerversuch | Salzsäure (Maßlösung c= 1 mol/L), Natronlauge (Maßlösung c= 1 mol/L) |
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Titration einer Natronlauge unbekannter Konzentration | Maßanalytisches Standardverfahren mit 0,1-molarer Salzsäure | Die zu untersuchende Lösung wird mittels Vollpipette in einen Erlenmeyerkolben überführt und mit wenigen Tropfen Indikator-Lösung versetzt. Man tropft unter stetigem Schwenken des Kolbens aus einer Bürette 0,1-molare Salzsäure-Maßlösung hinzu, bis die Indikatorfarbe umschlägt. | Lehrer-/ Schülerversuch | Natronlauge (verd. w=____% (2-5%)), Salzsäure (Maßlösung c= 0,1 mol/L), Universalindikator, flüssig (Skala pH 4-10; enth. Ethanol) |
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Alkohol in Kosmetika | Nachweis mit Cer(IV)-ammoniumnitrat-Lösung | Vorbereitend wird eine Spsp. Cer(IV)-amminiumnitrat in wenig dest. Wasser gelöst. Reagenzgläser werden mit Wodka, mit Gesichtswasser und mit Wasser (Blindprobe) befüllt. Man setzt jeweils wenige Tropfen Reagenzlösung hinzu und beobachtet die Farbentwicklung. | Lehrer-/ Schülerversuch | Ammoniumcer(IV)-nitrat |
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Silikon-Dichtstoffe im Vergleich II | Alkohol-Nachweis bei Reaktion der Alkoxy-Dichtstoffe | Reagenzglasversuche: Vier Gläser werden zu einem Viertel mit Kaliumpermanganat-Lösung gefüllt. Man füllt bis zur Hälfte mit verd. Natromlauge auf und vermischt durch Schütteln. Das erste Glas dient als Blindprobe, in das zweite stellt man einen Glasstab, auf den frisch ein Acetoxy-Dichtstoff aufgetragen wurde, in das dritte desgleichen mit einem Alkoxy-Dichtstoff. In das vierte gibt man drei Tropfen Ethanol und schüttelt. Man vergleicht die Farbreaktionen. | Lehrer-/ Schülerversuch | Kaliumpermanganat-Lösung 0,01N (Maßlösung c=0,01N), Ethanol (ca. 96 %ig), Natronlauge (verd. w= 10%) |
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Silikon-Dichtstoffe im Vergleich III | Nachweis der Essigsäure bei der Reaktion eines Acetoxy-Dichtstoffes | Drei von vier Schnappdeckelgläschen werden bodenbedeckend mit wenig dest. Wasser befüllt. Dazu schneidet man passend vier kleine Kupferblechstreifen zu, die in die Gläschen gestellt werden. Glas 1: Kupferblech-Blindprobe / Glas 2: Kupferblech mit etwas aufgetragenem Acetoxy-Dichtstoff / Glas 3: Kupferblech mit etwas Alkoxy-Dichtstoff / Glas 4: Kupferblech in boddenbedeckender Portion Essigsäure. Man verschließt die vier Ansätze und lässt sie über 24h reagieren. | Lehrer-/ Schülerversuch | Essigsäure (w=____% (10-25%)) |
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Flammenfärbungen - klassisch | Metallionen mit charakteristischen Farben in der Brennerflamme | Vorbereitend werden kleine Portionen von den Chloriden des Natriums, Bariums, Calciums sowie des Kupfers, Lithiums und Strontiums bereit gestellt. Variante A: Ein ausgeglühtes, kurz in konz. Salzsäure eingetauchtes Magnesiastäbchen nimmt einige Salzkristalle auf. Man hält es in die entfeuchtete Brennerflamme und betrachtet das Farbspiel. Variante B: Man verwendet handelsübliche fertige Sprühlösungen dieser Salze und bringt sie durch Zerstäuben in die Flamme. Variante C: Man stellt gesättigte Lösungen der Salze her, mischt davon jeweils einen Teil mit neun Teilen Ethanol, fügt einige Tropfen Salzsäure hinzu und entzündet diese Gemische in kleinen Porzellanschälchen. | Lehrer-/ Schülerversuch | Bariumchlorid-Dihydrat, Ethanol (ca. 96 %ig), Kupfer(II)-chlorid-Dihydrat, Salzsäure (rauchend (w= 37%)), Calciumchlorid-Dihydrat, Strontiumchlorid-Hexahydrat, Lithiumchlorid-Monohydrat |
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Die Iod-Uhr | Ein zeitlich kalkulierter Reaktionsablauf | Variante A: Vorbereitend wird nach Rezeptur eine Kaliumiodat-Lösung hergestellt. Die zweite Lösung bereitet man aus Natriumsulfit, Zinkiodid-Stärke-Lösung und wenig Schwefelsäure. Man gießt beide Lösungen zueinander und erwartet die Reaktion nach 15sec. Variante B: Man bereitet gemäß Rezeptur eine verdünnte Kaliumiodat-Lösung, als zweites eine Löung von Natriumsulfit in Zinkiodid-Stärke-Lösung und als drittes eine Lösung von Salicylsäure in Ethanol, die die mit 1-molarer Schwefelsäure versetzt und mit Wasser stark verdünnt wird. Die Lösungen werden zusammengemischt - die Kaliumiodat-Lösung zum Schluss dazu gegeben. Die zeitverzögert einsetzende Reaktion lässt sich durch Variation der Anteile gut steuern. | Lehrer-/ Schülerversuch | Kaliumiodat, Natriumsulfit-Heptahydrat, Schwefelsäure (konz. w: >15%), Schwefelsäure (verd. w=____% (5-15%)), Zinkiodidstärke-Lösung, Salicylsäure, Ethanol (ca. 96 %ig) |
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Eisensalz-Geheimtinten | Farbreaktionen mit Eisen(III)-chlorid-Lösungen | Vorbereitend stellt man eine ca. 5%ige Eisen(III)-chlorid-Lösung im Zerstäuberfläschchen bereit. Als Tinten werden jeweils 10%ige Ammonium- oder Kaliumthiocyanat-Lösungen, 10%ige Kaliumhexacyanoferrat(II)-Lösung, 5%ige Sulfosalicylsäure sowie eine frisch bereitete gesättigte Tannin-Lösung verwendet. Man trägt auf weißes Papier Schriftzüge mit diesen Tinten auf, lässt sie trocknen und sprüht zum Sichtbarmachen die Eisen(III)-chlorid-Lösung darüber. | Lehrer-/ Schülerversuch | Eisen(III)-chlorid-Hexahydrat, Ammoniumthiocyanat, Kaliumthiocyanat, 5-Sulfosalicylsäure-Dihydrat |
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