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experimentieren - aber sicher!

Experimente der Kategorie "Gebrauchsmetalle"

	Name	Kurzbeschreibung	Beschreibung	Typ	Gefahrstoffe
	Darstellung von Kupfer aus Kupferoxid	Reduktion mittels Aktivkohle in der Mikrowelle	Kupfer(II)-oxid und gekörnte Aktivkohle werden gemäß Anleitung gemischt und in den Porzellantiegel im AST-Element eingebracht. Man deckt mit Ofenmörtel ab, platziert das Element mittig in die Mikrowelle und glüht 10min lang bei 700 W. Der Inhalt des Porzellantiegels wird auf eine feuerfeste Unterlage entleert. Man gibt den noch heißen Kupferregulus in Ethanol.	Lehrer-/ Schülerversuch	Kupfer(II)-oxid (Drahtstücke), Ethanol (Brennspiritus) (mit 2-Butanon u.a. vergällt)
	CfL: Verbrennen von Eisenwolle an der Balkenwaage	Massenzunahme während der Verbrennungsreaktion	An beiden Seiten der Balkenwaage wird jeweils ein gleich schweres, lockeres Knäuel Eisenwolle befestigt. Wenn nötig, tariert man die Waage mit Sand aus. Nun streicht man mit der entleuchteten Flamme des Brenners kurz über die Eisenwolle auf der einen Seite und beobachtet den Zeigerausschlag. Anschließend verfährt man auf der zweiten Seite genauso.	Lehrer-/ Schülerversuch
	CfL: Verbrennen von Eisenwolle	Abhängigkeit einer Verbrennungsreaktion von der Oberfläche /vom Zerteilungsgrad	Die Eisenwolle wird kurz in die Brennerflamme gehalten.	Lehrer-/ Schülerversuch
	CfL: Verbrennen von Eisenpulver	Abhängigkeit einer Verbrennungsreaktion vom Zerteilungsgrad	Man lässt Eisenpulver von oben (beispielsweise aus einem Salzstreuer) durch die Flamme des schräg in ein Stativ eingespannten Brenners auf die feuerfeste Unterlage rieseln.	Lehrer-/ Schülerversuch	Eisen (Pulver)
	CfL: Thermitverfahren (Indoor-Variante)	Aluminothermische Reduktion von Eisenoxid	Vorbereitung: Der Schamottetiegel wird zunächst mit einem Uhrglas bedeckt und in die Blechbüchse gestellt, in welcher sich schon eine ca. 2 cm dicke Sandschicht befindet. Nun füllt man die Büchse mit so viel Sand, dass nur noch 1 cm des Tiegels herausragt. Anschließend wird der Tiegel zur Hälfte mit Thermitgemisch gefüllt und dieses festgedrückt. Durchführung: Man zündet den Spezialzünder mit einem Brenner und hält ihn ca. 3 s in das Thermitgemisch. Nach dessen Zündung entfernt man den Zünder zügig, wirft ihn ins Wasser und bedeckt die Blechbüchse mit der Eisenschale. Nachdem die Reaktion beendet ist, wartet man etwa 1 min, entfernt die Eisenschale, hebt den Schamottetiegel vorsichtig aus der Büchse und kühlt ihn unter fließendem Wasser ab. Der ohnehin beschädigte Tiegel wird mit dem Hammer unter fließendem Wasser zerstört. Der Eisenregulus wird von der Schlacke getrennt und mit dem Magneten geprüft. Um die Härte der Schlacke zu demonstrieren, ritzt man ein Glasrohr oder eine Glasscheibe.	Lehrerversuch	Thermit-Gemisch (enth. Aluminium, nicht stabilisiert)
	CfL: Redoxreihe der Metalle	In diesem Versuch können die SuS den Ablauf verschiedener Redoxreaktionen beobachten.	Im Rggl. mischt man ein Metallpulver mit dem Oxid eines anderen Metalls stöchiometrisch. Dann wird das Rggl. schräg in ein Stativ eingespannt. Man erhitzt jeweils das Gemisch kräftig mit dem Brenner.	Lehrerversuch mit Schülerbeteiligung	Eisen (Pulver), Zink (Pulver, phlegmatisiert), Kupfer(II)-oxid (Pulver), Eisen(II,III)-oxid, Zinkoxid, Aluminium-Gries (Gries, Späne), Magnesium-Späne (nach GRINARD)
	CfL: Reaktion zwischen einem Anspitzer aus Magnesium und Salzsäure	Wasserstoffentwicklung mit einem unedlen Metallwerkstoff	Vom Anspitzer wird ein kleines Stückchen abgeschnitten und in ein Reagenzglas gegeben. Anschließend fügt man 5 mL Salzsäure hinzu. Nach Beendigung der Reaktion kann ein Teil der Lösung vorsichtig eingedampft werden.	Lehrer-/ Schülerversuch	Salzsäure (Maßlösung c= 1 mol/L), Magnesium (Band, Stücke)
	CfL: Reaktion von Säuren mit Metallen	Reaktion von verschiedenen Metallen verschieden starken sauren Lösungen	Jeweils 4 Reagenzgläser werden mit den zu untersuchenden sauren Lösungen etwa zu zwei Dritteln gefüllt. Dann gibt man einige Tropfen Indikator hinzu und in die erste Lösung eine Metallprobe. Man verschließt das Reagenzglas mit dem Stopfen mit Ableitungsrohr, fängt das entstehende Gas mit einem weiteren Reagenzglas auf und führt die Knallgasprobe durch. Anschließend wird mit den anderen Proben analog verfahren. Abschließend kann man einige Tropfen der Lösungen auf einem Uhrglas eindampfen.	Lehrer-/ Schülerversuch	Magnesium (Band, Stücke)
	CfL: Reaktion verschiedener Metalle mit Luftsauerstoff	Reaktionsfähigkeit mit Sauerstoff bei Magnesium, Eisen und Kupfer	Nacheinander werden der Magnesiumanspitzer, der Eisennagel und das Kupferblech in die entleuchtete Flamme des Brenners gehalten. Bei einsetzender Reaktion wird das Metall aus der Flamme entfernt und über die feuerfeste Unterlage gehalten.	Lehrer-/ Schülerversuch
	CfL: Herstellung von Namensschildern durch Tiefätzen von Metall	Modellversuch zu einer Druck- bzw. Graviertechnik	Das Aluminiumblech wird auf die gewünschte Größe zugeschnitten und auf beiden Seiten mit flüssigem Wachs bestrichen oder darin eingetaucht. Die Wachsschicht sollte das Blech überall gut abdecken. Mit dem Kunststoffspatel oder dem Pinselstiel wird der Name in die Wachsschicht eingeritzt. Dabei ist darauf zu achten, dass der Schriftzug die Wachsschicht ganz durchdringt und das Metall an diesen Stellen völlig frei von Wachs wird. Man legt das Blech mit der Pinzette für ca. 20 Minuten in die mit Salzsäure gefüllte Petrischale (Blech herausnehmen, bevor Löcher entstehen!). Anschließend wird das Blech unter fließendem Wasser abgespült und in eine zweite Petrischale mit heißem Wasser gelegt, damit sich das Wachs wieder ablöst.	Lehrer-/ Schülerversuch	Salzsäure (Maßlösung c= 1 mol/L)
	CfL: Erhitzen eines „Kupferbriefes“ in der Brennerflamme	Kupfer im Kontakt mit dem Luftsauerstoff vs. Kupfer ohne Luftkontakt	Man faltet ein Stück Kupferblech einmal zusammen und schlägt nun die noch offenen Ränder so um, dass keine Luft in den Innenraum des „Briefes“ gelangen kann. Jetzt wird der „Brief“ so lange in die Flamme des Brenners gehalten, bis er völlig durchgeglüht ist. Nach dem Abkühlen faltet man das Blech wieder auf.	Lehrer-/ Schülerversuch
	CfL: Der Hochofenprozess	Vorgänge beim Hochofenprozess modellhaft betrachtet	Man füllt das Reagenzglas zunächst ca. 5 – 6 cm hoch mit Oxi-Reiniger und überschichtet diesen ca. 1 cm hoch mit kleinen Tonscherben. Dann gibt man eine etwa 1 cm dicke Schicht Aktivkohle in das Glas und schichtet darüber 5-10 Eisenoxid-Bröckchen. Nun füllt man das Reagenzglas bis ca. 2 cm unter den oberen Rand mit Aktivkohle und fixiert das Gemisch oben mit etwas Glaswolle. Nun erhitzt man mit einem Brenner zunächst das Kohle-Eisenoxid-Gemisch bis zur schwachen Rotglut. Dann richtet man den Brenner auf den Oxi-Reiniger, die oben aus dem Reagenzglas austretenden gasförmigen Stoffe werden mit einem zweiten Brenner oder einem brennenden Holzspan entzündet. Bei Bedarf klopft man während der Reaktion gelegentlich vorsichtig gegen den oberen Teil des Reagenzglases, damit das Gemisch nach unten in die Verbrennungszone nachrutscht. Bei nachlassender Sauerstoffentwicklung (Glühen wird schwächer, Flamme am oberen Rand des Reagenzglases erlischt) stellt man das Erhitzen des Reinigers ein und lässt das Reagenzglas erkalten. Dann gibt man die Reste des eingesetzten Eisenoxid-Kohle-Gemisches in eine Porzellanschale und prüft mit einem Magneten.	Lehrerversuch / nicht für Lehrerinnen i.g.A.	Kohlenstoffmonoxid (freies Gas)
	CfL: Das Thermitverfahren (Outdoor-Variante)	Aluminothermische Reduktion von Eisenoxid	Vorbereitung: Gemäß Anleitung wird zunächst das im Blumentopf befindliche Loch mit einem Filterpapier abgedeckt. Anschließend rollt man sich aus dem etwa 10x20 cm großen Filterpapierstück ein Rohr, welches über das mit dem Filterpapier abgedeckte Loch gestellt wird. Das Rohrinnere füllt man mit Thermitgemisch und das Restvolumen des Blumentopfes mit Sand. Dabei ist so vorzugehen, dass die Füllstände innerhalb und außerhalb des Filterpapiers immer ungefähr gleich sind. Nun steckt man den pyrotechnischen Spezialzünder so weit in das Thermitgemisch, dass er sich noch mit Hilfe des Brenners entzünden lässt. Durchführung: Man stellt nun den präparierten Blumentopf in den passenden Dreifuß, der auf einer Sand-gefüllten Eisenschale ruht. Anschließend wird der Spezialzünder mit dem Brenner entzündet. Wenn die Reaktion beendet ist, lässt man den Aufbau ca. 5 min abkühlen, holt die Reaktionsprodukte mit Hilfe der Tiegelzange aus dem Sand und untersucht sie mit einem Magneten. Mit der Schlacke versucht man, das Uhrglas anzuritzen.	Lehrerversuch	Thermit-Gemisch (enth. Aluminium, nicht stabilisiert)
	CfL: Bestimmung der Dichte ausgewählter Metalle	Volumenermittlung durch Wasserverdrängung	Die Metallproben sind trocken zu wiegen. Der Messzylinder ist so weit mit Wasser zu füllen, dass die gesamte Metallprobe eintauchen kann. Die Wasserstände vor und nach dem Eintauchen werden notiert. Aus der Differenz und der Masse ist die Dichte der Stoffprobe zu berechnen.	Lehrer-/ Schülerversuch
	Bunsenbrennerflamme und Drahtnetz	Wärmeentzug durch Eisen- bzw. Kupferdrahtnetz	Auf ein Dreibein über einem Bunsenbrenner wird ein Eisendrahtnetz (alternativ: Kupferdrahtnetz) aufgelegt. Man lässt das Gas ausströmen und entzündet oberhalb des Netzes.	Lehrer-/ Schülerversuch	i-Butan, Propan, Methan (freies Gas)
	Bromreaktion mit Metallen	Entfärbung von Bromwasser durch Magnesium, Zink und Aluminium	Reagenzglasversuche: Zu jeweils einer Portion Bromwasser gibt man Magnesiumpulver, Zinkspäne und Aluminiumgries. Man schüttelt und beobachtet.	Lehrer-/ Schülerversuch	Magnesium (Pulver, nicht stabilisiert), Zink (Pulver, nicht stabilisiert), Aluminium-Gries (Gries, Späne)
	Blei und die Säuren	Reaktion von Blei mit Salpeter-, Salz- und Schwefelsäure	Reagenzglasversuche: Man gibt in drei Gläser jeweils ein Stückchen Blei. Dem ersten Ansatz werden wenige ml Salpetersäure, dem zweiten Salzsäure und dem dritten Schwefelsäure zugesetzt. Man beobachtet die unterschiedlichen Reaktionen.	Lehrerversuch / nicht für Lehrerinnen i.g.A.	Blei(II)-nitrat, Blei(II)-chlorid, Salpetersäure (konz. w=____% (20-70%)), Salzsäure (konz. (w: >25%)), Schwefelsäure (konz. w: >15%)
	Bestimmung des Sauerstoffgehalts der Luft durch rostendes Eisen	Sauerstoffverbrauch - quantitativ - durch Oxidation von Eisenpulver	Ein innen befeuchteter Messzylinder wird mit Eisenpulver ausgestreut und umgekehrt in eine Wanne mit Wasser gestellt. Binnen 24 Stunden verzehrt die Oxidation den Sauerstoff nahezu vollständig. Am Anstieg des Wassers im Zylinder ist der Sauerstoffanteil der Luft abschätzbar.	Lehrer-/ Schülerversuch	Eisen (Pulver)
	Bedeutung der Luft für die Oxidation	Vollständige, partielle und ausbleibende Oxidation von Kupfer	Ein dünnes Kupferblech wird zu einem Briefchen gefalten, so dass keine Luft an den Innenbereich gelangen kann. Man erhitzt das Kupfer kräftig in der Gasbrennerflamme. Nach dem Abkühlen wird das Briefchen aufgefaltet.	Lehrer-/ Schülerversuch	Kupfer(I)-oxid, Kupfer(II)-oxid (Drahtstücke)
	Auch Metalle verbrennen	Verhalten von Metallen in der Gasbrennerflamme	Ein Gummigebläse wird gemäß Anleitung mit einem Glasrohr verbunden. Man gibt jeweils eine Portion Metallpulver in die freie Öffnung des Glasrohres und bläst das Pulver direkt in die nicht leuchtende Flamme des Gasbrenners. So verfährt man nacheinander nach jeweiliger Reinigung des Glasrohres mit allen Metallen	Lehrer-/ Schülerversuch	Magnesium (Pulver, nicht stabilisiert), Zink (Pulver, nicht stabilisiert), Aluminium, Pulver (nicht stabilisiert), Eisen (Pulver)

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