Experimente
| Name | Kurzbeschreibung | Beschreibung | Typ | Gefahrstoffe | |
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Farbstoffbasierte Solarzelle | meso-Tetra(para-Hydroxy)Phenylporphyrin-Lösung im Sonnenlicht | Das leitfähige FTO-Glas aus dem Solarzellen-Kit wird für 24 h in die Lösung von mT(p-OH)PP in Aceton eingelegt. Anschließend wird mit Aceton gespült. Man baut die Zelle gemäß Anleitung zusammen und verklebt sie unter Einsatz eines Heizstempels. Durch Injizieren der ElektrolytLösung stellt man die Solarzelle fertig. Man testet ihre Funktion auf dem OHP. | Lehrer-/ Schülerversuch SII | Aceton, Acetonitril |
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Leerlaufspannung verschiedener galvanischer Elemente | Messreihe mit fünf Halbzellen | Jeweils einmolare Kupfer(II)-sulfat-, Zinksulfat- und Eisen(II)-sulfat-Lösungen sowie eine Kaliumiodid-Lösung und Bromwasser werden in Bechergläsern bereit gestellt. Die ersten drei Gefäße werden gemäß Anleitung mit den jeweiligen Plattenelektroden Kupfer, Zink und Eisen bestückt, die anderen beiden mit einer Graphitelektrode. Über Salzbrücken aus Filterpapierstreifen, die mit Kaliumnitrat-Lösung getränkt sind, werden nacheinander immer zwei Halbzellen kombiniert. Man misst die Leerlaufspannungen. | Lehrer-/ Schülerversuch | Eisen(II)-sulfat-Heptahydrat, Zinksulfat-Heptahydrat, Kupfer(II)-sulfat-Pentahydrat, Kaliumnitrat, Bromwasser (verd. (w: 1-5%)) |
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Schmelzpunktbestimmung - einfach | Messung bei Naphthalin, Phenol und Schwefel | Man bringt einige Naphthalin-Kristalle (alternativ: Phenol oder Schwefelpulver) in ein Schmelzpunktröhrchen und befestigt dieses parallel an einem Thermometer. Ein weites Reagenzglas, mit reichlich Glycerin gefüllt, wird mit einem durchbohrten Stopfen, der das Thermometer trägt und an der Seite eingekerbt ist, verschlossen. Dann wird das Glycerin unter Kontrolle der Temperatur vorsichtig aufgeheizt, bis die Substanz geschmolzen ist. | Lehrer-/ Schülerversuch | Naphthalin, Phenol, Schwefel |
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Siedetemperatur | Messung der DSiedetemperatur bei Wasser und bei Ethanol | Ein Erlenmeyerkolben wird gemäß Anleitung mit der zu untersuchenden Flüssigkeit gefüllt. Mit einem Stopfen verschlossen, der ein Gasableitungsrohr und ein Thermometer trägt, wird das Gefäß über der Gasbrennerflamme bis zum Sieden erhitzt. | Lehrer-/ Schülerversuch | Ethanol (ca. 96 %ig) |
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Verbrennungsenthalpie Holzkohle | Messung der Enthalpie bei der Verbrennung von Holzkohle | Kalorimeterversuch: Holzkohle wird zum Glühen erhitzt und im Luftstrom verbrannt. Die Verbrennungsenthalpie wird bestimmt. | Lehrer-/ Schülerversuch SII | |
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Konzentrationsabhängigkeit von Redoxpotenzialen | Messung des elektrochmischen Potentials einer Kupfer-Halbzelle bei Ammoniakzugabe | Zwei Bechergläser werden mit 1-molarer Kupfer(II)-sulfat-Lösung bzw. mit 1-molarer Salzsäure befüllt. Eine Cu-Elektrode taucht in die Kupfersalz-Lösung, eine Normal-Wasserstoffelektrode (HYDROFLEX [TM]) taucht in die Salzsäure. Die Bechergläser sind mit einem Stromschlüssel (Kaliumnitrat-Lösung) verbunden, die Elektroden über ein Spannungsmessgerät. Während der Messung wird dem Becherglas mit der Kupfersalz-Lösung konz. Ammoniak-Lösung zugetropft. | Lehrer-/ Schülerversuch | Ammoniak-Lösung (konz. w=_____ % (10-25%)) |
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Standardpotential bei Zink und bei Kupfer | Messung in einer dreiteiligen Petrischale | Die Kammern der Petrischale werden 1) mit 1-molarer Kupfersulfat-Lösung, 2) mit 1-molarer Zinksulfat-Lösung sowie 3) mit 1-molarer Salzsäure befüllt. Ein Stück Magnesiumband sorgt in der Salzsäure für stetige Wasserstoffentwicklung. Als Elektrode der Wasserstoffhalbzelle wird eine Platindraht, bei der Kupferhalbzelle ein Stück Kupferdraht und bei der Zinkhalbzelle ein Zinkdraht eingelegt. Mit Kaliumnitrat-Lösung getränkte Dochtstücke oder Filterpapierstreifen werden als Salzbrücke benutzt. Mit einem Digitalmultimeter misst man die jeweiligen Spannungen gegenüber der Wasserstoffelektrode. | Lehrer-/ Schülerversuch | Zinksulfat-Heptahydrat, Kupfer(II)-sulfat-Pentahydrat, Salzsäure (Maßlösung c= 1 mol/L) |
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Potentialdifferenz zwischen Kupfer und Zink | Messung mit galvanischen Halbzellen | Ein U-Rohr mit Fritte wird auf der einen Seite mit einer genau 1-molaren Kupfer(II)-sulfat-Lösung, auf der anderen Seite mit einer 1-molaren Zinksulfat-Lösung auf gleiche Füllhöhe befüllt. Ein blanker Kupferstab wird in die Kupfersalz-Lösung und eine blanker Zinkstab in die Zinksalzlösung gestellt. Man verbindet die Metalle mit einem Voltmeter (0-3 V). | Lehrer-/ Schülerversuch | Zinksulfat-Heptahydrat, Kupfer(II)-sulfat-Pentahydrat |
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Bestimmung der Einzelpotentiale der ionenintercalierten Graphitelektroden | Messung mit Hilfe einer Silber/Silberchlorid-Elektrode | Vorbereitend wird die Elektrolytlösung wie angegeben angemischt. Gemäß Anleitung und Darstellung wird eine TIC-TAC(TM)-Dose mit der Elektrolytlösung befüllt und eine weitere mit Kaliumchlorid-Maßlösung. Die Gefäße sind über eine Elektrolytbrücke miteinander verbunden und mit den Elektroden bestückt. Die beiden Graphitelektroden werden zur Aufladung des Systems für 5 min mit 4,3V-Gleichspannung beschaltet. Danach misst man die Spannung zwischen der Silber/Silberchlorid-Elektrode und der mit Lithium-Ionen intercalierten Graphitelektrode. Nach erneutem 1-minütigem Ladevorgang wird das Einzelpotential der mit Perchlorat-Ionen intercalierten Graphitelektrode bestimmt. | Lehrer-/ Schülerversuch | Propylencarbonat, Lithiumperchlorat |
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Verdunsten | Messung thermischer Effekte | A Zwei zurecht geschnittene Stücke aus saugfähigem Papier werden gemäß Anleitung mit einer kleinen Portion Wasser bzw. Ethanol (Brennspiritus) beträufelt. Man hängt sie auf und beobachtet jeweils die Veränderung am feuchten Fleck. B Man wickelt und bindet bei zwei Thermometern wie angegeben jeweils ein Papierstück um die Messspitze. Nach Ablesen der Ausgangstemperatur taucht man die Papiere kurz in Wasser bzw. in Ethanol. Dann nimmt man die Temperaturmessung im Zeitschema vor. | Lehrer-/ Schülerversuch | Ethanol (Brennspiritus) (mit 2-Butanon u.a. vergällt) |
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Glucose-selektive Enzymelektrode | Messung von Glucose-Oxidase-Aktivität zur Ermittlung von Glucosegehalten | Vorbereitend werden gemäß Anleitung aus Natronlauge- und Essigsäure-Maßlösungen ein Acetat-Puffer pH5 und aus Kaliumdihydrogenphosphat- und Dinatriumhydrogenphosphat ein Phosphat-Puffer pH6,9 hergestellt. Zur Untersuchung stehen Glucose-Lösungen 6 verschiedener Konzentrationen (c= 0,1 - 2,0 mmol/l) bereit. Das gemäß Beschreibung durch Benetzung mit Glucose-Oxidase präparierte Leinentuchstück wird 60min lang in einer Propan-2-ol/Pentandial/Wasser-Lösung geschüttelt und nach dem Abspülen auf der Sauerstoffelektrode befestigt. In einem acetat-gepuffertem Gemisch aus Glycerin, Flüssigsorbit und Tetramethylammoniumchlorid wird die präparierte Elektrode aufbewahrt. 100ml der zu prüfenden Glucose-Lösung werden jeweils unter Rühren mit Sauerstoff gesättigt. Dann wird mit der eingetauchten Enzymelektrode der Sauerstoffgehalt und seine Veränderung in 10-sec-Abständen gemessen. | Lehrer-/ Schülerversuch | Isobutanol, Glutardialdehyd-Lösung (wässrig, w=25%), Natronlauge (Maßlösung c= 0,1 mol/L), Tetramethylammoniumchlorid |
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Arbeiten mit der Wasserstoffreferenzelektrode | Messung von Standardpotenzialen | Zwei Bechergläser werden mit 1-molarer Kupfer(II)-sulfat-Lösung bzw. mit 1-molarer Salzsäure befüllt. Eine Cu-Elektrode taucht in die Kupfersalz-Lösung, eine Normal-Wasserstoffelektrode (HYDROFLEX [TM]) taucht in die Salzsäure. Die Bechergläser sind mit einem Stromschlüssel (Kaliumnitrat-Lösung) verbunden, die Elektroden über ein Spannungsmessgerät. | Lehrer-/ Schülerversuch | Kupfer(II)-sulfat-Lösung (verd., (w: <25%)), Salzsäure (Maßlösung c= 1 mol/L), Kaliumnitrat |
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Schmelz- und Abkühlungswärme von Natriumthiosulfat | Messwerterfassung bei Kristallisationswärme | Heißes und kaltes Leitungswasser wird in Bechergläsern bereit gehalten. Man befüllt gemäß Beschreibung ein Rggl. mit Natriumthiosulfat, ein zweites mit Wasser und befestigt beide Gläser an einem Stativ. Mit Temperaturfühler und dem geeigneten PC-Programm nimmt man die Messwerterfassung wie angegeben vor, indem man beide Rggl. in das 90° heiße Wasser eintaucht und unter Rühren mit der Messsonde das Natriumthiosulfat aufschmilzt. Man tauscht danach das heiße Wasser gegen das Becherglas mit kaltem Wasser aus und erfasst den Temperaturverlauf beim Erstarren des Salzes, das durch Zugabe eines Impfkristalls initiiert wird. | Lehrer-/ Schülerversuch | |
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pH-Wert-Leitwert-Volumen-Messung | Messwerterfassung zu pH-Wert, Leitwert und Volumen | Mit geeigneter Apparatur wird eine Neutralisationstitration durch digitale Messwerterfassung und -auswertung durchgeführt. | Lehrer-/ Schülerversuch | Natronlauge (verd. w: <2%) |
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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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Sichtbarmachen von Fingerabdrücken mit Einstaubpulvern | Metallpulver und Graphit bei der professionellen Spurensuche | Auf einer glatten sauberen Oberfläche werden Fingerabdrücke aufgebracht. Mit Hilfe eines Pinsels trägt man die verschiedenen Metallpulver bzw. Graphit auf und bläst das überschüssige nicht haftende Material ab. | Lehrer-/ Schülerversuch | Aluminium, Pulver (phlegmatisiert), Eisen (Pulver) |
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Pappröhren-Kanone | Methanol-Luft-Gemisch explodiert. | In eine große dickwandige Pappröhre mit kleinem Zündloch an der Seite werden ca. 10 ml Methanol eingebracht. Durch Hin- und Herschwenken verteilt man die Methanoldämpfe. Das explosionsfähige Gemisch in der mit einem Stoffballen, Klemmdeckel oder Ball verschlossenen Röhre wird dann mit Piezozünder oder langem Holzspan gezündet. | Lehrerversuch | Methanol |
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Herstellung von "Holzgeist" | Methanolgewinnung durch trockene Destillation von Holzspänen | Gemäß Anleitung wird ein Rggl. mit Holzspänen befüllt und waagerecht in ein Stativ eingespannt. Man erhitzt es mit dem Gasbrenner. Über einen Stopfen mit Winkelrohr wird das entstehende Gas ausgeleitet, in ein Rggl. mit seitlichem Ansatz geführt, das in einem Becherglasd mit Kältemischung steht. Der seitlich Ansatz trägt wie beschrieben ein Winkelrohr mit nach oben gerichteter und mit Eisenwolle bestückten Düse. Hier wird - nach Knallgasprobe - das entweichende Gas entzündet. | Lehrer-/ Schülerversuch | Methanol |
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CfL: Brandbekämpfung mit Wasser | Methode: Abkühlung unter Entzündungstemperatur | In einer feuerfesten Schale entfacht man einen kleinen Brand (Papier, Pappe oder Holz). Wenn die Flammen deutlich zu beobachten sind, spritzt man kontrolliert Wasser in den Brandherd, so dass der Brand gelöscht. | Lehrer-/ Schülerversuch | |
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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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