Experimente der Kategorie "Gebrauchsmetalle"
| Name | Kurzbeschreibung | Beschreibung | Typ | Gefahrstoffe | |
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Reduktion von Kupferoxid mit Wasserstoff | Experiment im Quarzrohr | Gemäß Anleitung und Darstellung wird die Quarzrohr-Apparatur gefüllt und zusammen gebaut und im Stativ oder auf der Magnettafel befestigt. Eine Portion Wasserstoff wird im Luftballon bereit gehalten. Man erhitzt die Kupferdrahtstücke im Quarzrohr mit dem Gasbrenner und leitet Luft aus einer 50-ml-Spritze über den Dreiwegehahn über das heiße Kupfer, so dass eine Kupferoxidoberfläche entsteht. Man lässt das Rohr und die Substanz auskühlen und leitet im zweiten Schritt nun Wasserstoff über das Kupferoxid strömen. Am Ende austretender Wasserstoff wird entzündet und permanent verbrannt. Nun erhitzt man das Quarzrohr erneut bis zum Aufglühen des Kupferoxids. Dann entfernt man den Brenner. | Lehrerversuch | Kupfer(II)-oxid (Drahtstücke), Wasserstoff (freies Gas) |
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Thermitverfahren | Reaktion im Blumentopf mit Zündmischung | Gemäß Beschreibung und Skizze baut man die Vorrichtung aus zwei Blumentöpfen im Stativ zusammen und positioniert eine derbe Eisenschale mit viel Sand darunter. Das Thermitgemisch wird in eine Papprolle gefüllt. Man bringt gemäß Anleitung oben das Zündgemisch ein und platziert die Rolle in den unteren Blumentopf. Über ein langes Stück Magnesiumband als Zündschnur startet man den Versuch. | Lehrerversuch | Thermit-Gemisch (enth. Aluminium, nicht stabilisiert), Kaliumpermanganat, Eisen (Pulver) |
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Sauerstoffkonzentrationszelle | "Belüftungselement" nach Evans | Gemäß Anleitung bestückt man ein 2-Kammer-Glasgefäß, das durch eine Schaumstoffplatte oder anderes Diaphragma geteilt ist, mit Salzwasser, dem etwas rotes Blutlaugensalz zugefügt wurde. Man setzt 2 gleiche blanke Eisenelektroden ein, die mit einem Digitalmultimeter verbunden sind. Der eine Eisenstift einfach taucht in die Lösung, der andere wird über ein Glasrohr mit Fritte ständig von Sauerstoff aus der Gasdruckflasche umspült. | Lehrerversuch | Sauerstoff (Druckgas) |
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Entzünden eines Magnesiumbandes | Beispiel einer stark exothermen Reaktion | Mit einer Tiegelzange wird ein Stück Magnesiumband gehalten und mittels Brennerflamme entzündet. Die Lernenden betrachten die Flamme durch ein Kobaltglas. | Lehrerversuch | Magnesium (Band, Stücke) |
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Vor- und Aufbereitung goldhaltiger Platinen | Gewinnung von Edelmetallen aus Elektronikschrott | Vorbereitend gewinnt man wie beschrieben durch Zerkleinern und Herauslöten kleinere Stücke von Platinenschrott und goldüberzogenen PC-Bauteilen. Im Abzug gibt man diese Stücke in ein Becherglas und übergießt sie gemäß Anleitung mit konz. Salzsäure und Wassertsoffperoxid-Lösung. Nach Einwirken über Nacht entnimmt man die Platinenteile und filtriert die gewonnene Lösung ab. | Lehrerversuch | Salzsäure (konz. (w: >25%)), Wasserstoffperoxid-Lösung (wässrig, (w: 8-35%)) |
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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) |
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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) |
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Gewinnung von Garkupfer aus Elektroschrott (Hochofen-Modellversuch) | Oxi-Reiniger (Percarbonat) als Sauerstoffquelle | Das Rggl. wird gemäß Anleitung befüllt und an einem Stativ befestigt. Mit einem Gasbrenner erhitzt man das Aktivkohle-Elektroschrott-Gemenge, bis das Glas leicht zu glühen beginnt. Mit einem zweiten Brenner erhitzt man den Oxi-Reiniger, wobei das Kohle-Schrott-Gemisch weiter erwärmt wird. Sobald Gase aus dem Rggl. strömen, wird versucht, diese zu entzünden. Wenn die Reaktion beendet ist, lässt man die Apparatur abkühlen. | Lehrerversuch | Natriumpercarbonat (ca. 90%, enth. Na-carbonat und Na-peroxid), Kohlenstoffmonoxid (freies Gas) |
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