Experimente

NameKurzbeschreibungBeschreibungTypGefahrstoffe
CfL: Elektrolyse von Kupfer(II)-chlorid-Lösung (Demo) Elektrolyse einer Kupfer(II)-chlorid-Lösung mit Kohleelektroden Die Kupfer(II)-chlorid-Lösung wird in das U-Rohr gefüllt. Feuchtes Kaliumiodid-Stärke-Papier wird auf der Anodenseite entweder in den seitlichen Ansatz gelegt oder direkt über der Lösung an die Glaswand geklebt. Man schaltet die Spannungsquelle ein und regelt die Spannung so, dass eine lebhafte Gasentwicklung stattfindet (mindestens 20 V). Lehrerversuch mit Schülerbeteiligung Chlor (freies Gas), Kupfer(II)-chlorid-Lösung (verdünnt, w=_____ % (<25%))
CfL: Elektrolyse von Kupfer(II)-chlorid-Lösung Elektrolyse einer Kupfer(II)-chlorid-Lösung mit Eisennagel-Elektroden Beide Elektroden werden an gegenüberliegenden Stellen am Rand der Petrischale in die Lösung getaucht und beobachtet. Anschließend werden die Elektroden auf einen Abstand von 1 cm angenähert. Dicht über die Lösung an die Elektroden wird feuchtes Kaliumiodid-Stärke-Papier gehalten. Lehrerversuch mit Schülerbeteiligung Kupfer(II)-chlorid-Lösung (verdünnt, w=_____ % (<25%)), Chlor (freies Gas)
CfL: Umkehrung der Elektrolyse einer Kupfer(II)-chlorid-Lösung Elektrolyse einer Kupfer(II)-chlorid-Lösung mit anschließender galvanischen Reaktion Der Versuch wird gemäß Anleitung aufgebaut (4,5 V). Beide Elektroden werden an gegenüber liegenden Stellen am Rand der Petrischale in die Lösung getaucht. Anschließend werden die Elektroden auf einen Abstand von 1 cm angenähert. Dicht über die Lösung wird feuchtes Kaliumiodid-Stärke-Papier an die Elektroden gehalten. Nach etwa einer Minute wird die Elektrolyse beendet und die Spannungsquelle durch einen Elektromotor ersetzt. Lehrer-/ Schülerversuch Chlor (freies Gas), Kupfer(II)-chlorid-Lösung (verdünnt, w=_____ % (<25%))
CfL: Elektrolyse in einer Kartoffel Elektrolyse einer Kartoffel als Elektrolytmedium mit Kupferelektroden Zwei Kupferdrähte werden im Abstand von ca. 1 cm, mindestens 2 cm tief in die Kartoffelhälfte gesteckt. Die Drähte und die Spannungsquelle werden miteinander verbunden. Die Spannung wird auf mindestens 20 V hoch geregelt. Nun beobachtet man die Einstichstellen der Kupferdrähte. Um eine eventuell auftretende Gasentwicklung besser beobachten und untersuchen zu können, kann ein Tropfen Spülmittel-Lösung um den mit dem Minuspol der Spannungsquelle verbundenen Kupferdraht auf die Kartoffel gegeben werden. An die Schaumblasen kann ein brennender Holzspan gehalten werden. Zusätzlich sollte der pH-Wert um diese Elektrode mit Indikatorpapier oder sehr wenig Phenolphthalein-Lösung geprüft werden. An dem Kupferdraht in der Kartoffel, der mit dem Pluspol der Spannungsquelle verbunden ist, ist eine Farbveränderung beobachtbar. Der Kupferdraht wird aus der Kartoffel gezogen. In das Loch kann mit einem Magnesiastäbchen eingestochen und eine Flammenfärbeprobe durchgeführt werden. Lehrer-/ Schülerversuch Kupfer(II)-oxid (Pulver), Wasserstoff (freies Gas)
CfL: Elektrolyse von Kaliumhydroxid-Lösung im 'Spritzen-Hofmann' Elektrolyse einer Kaliumhydroxid-Lösung in einer Spritzenkonstruktion Der Versuch soll viermal durchgeführt werden, um alle zur Auswertung notwendigen Daten zu erhalten (bei Stromstärke von 0,070 A, 0,100 A, 0,130 A und 0,160 A). Der Spritzen-Hofmann wird so in ein Stativ eingespannt, dass der Kolben der 100-mL-Spritze die Tischplatte berührt und so nicht versehentlich aus der Spritze gezogen werden kann. Die Apparatur wird durch das obere Loch der 100-mL-Spritze langsam mit Kaliumhydroxid-Lösung gefüllt. Sind beide 10-mL-Spritzen vollständig gefüllt, werden sie mit je einem Luer-Kombi-Stopfen verschlossen. Auf die 100-mL-Spritze wird der durchbohrte Stopfen wieder aufgesetzt und der Spritzen-Hofmann in eine Reihenschaltung integriert. Mit der Spannungsquelle wird schnell die beabsichtigte Stromstärke eingeregelt und die Zeitmessung gestartet. Der Versuch ist beendet, wenn eine Spritze mit 10 mL Gas gefüllt ist. Anschließend können die Nachweisreaktionen durchgeführt werden. Lehrer-/ Schülerversuch Kalilauge (Maßlösung c: 1 mol/L), Wasserstoff (freies Gas), Sauerstoff (freies Gas)
Eine einfache Spannungsquelle Elektrochemisches Element aus Eisen-Aluminium Ein Eisennnagel und ein Stück Alu-Folie werden mit Abstand zueinander in etwas Wasser gegeben, dem Kochsalz und wenig Phenolphthalein-Lösung zugesetzt wird. Die elektrische Spannung an den Metallstücken wird gemessen. Lehrer-/ Schülerversuch Phenolphthalein-Lösung (w<=0,9%; Lsm.: Ethanol 90 %ig)
Hofmann'scher Wasserzersetzungsapparat Elektrochemische Zerlegung von Wasser Gemäß Anleitung wird Wasser mit etwas verd. Schwefelsäure angesäuert und in den Hofmann'schen Wasserzersetzungsapparat eingefüllt. Man legt eine 12V-Gleichspannung an und lässt die Elektrolyse 10 min lang laufen. Nach Ablesen der Gasvolumina weist man Wasserstoff mittels Knallgasprobe und Sauerstoff mittels Glimmspanprobe nach. Lehrerversuch Wasserstoff (freies Gas), Sauerstoff (freies Gas), Schwefelsäure (verd. w=____% (5-15%))
Knallgas in der kleinen Ampullenflasche Elektrochemische Wasserzersetzung Gemäß Anleitung und Skizze wird die Ampullenflasche mit Natriumsulfat- oder -Carbonat-Lösung befüllt. Man setzt den Stopfen mit den Kanülen-Elektroden auf und montiert die kleine Ampullenflasche mit der Öffnung nach unten auf eine größere Ampullenflasche und klemmt wie beschrieben die Gleichspannungsquelle an. Man elektrolysiert mit 4,5V oder 9V bis das entstandene Knallgas die Lösung nach unten verdrängt hat. Dann hält man die kleine Ampullenflasche mit dem Knallgas an die Seite einer Teelichtflamme. Lehrer-/ Schülerversuch Wasserstoff (freies Gas), Sauerstoff (freies Gas)
Konzentrationszelle Elektrochemische Vorgänge in Kupfersalz-Lösungen A Man füllt eine zweigeteilte Petrischale (alternativ: U-Rohr mit Diaphragma) mit Kupfer(II)-sulfat-Lösung gleicher Konzentration. Ein mit Kaliumnitrat-Lösung getränkter Filterpapierstreifen oder Kerzendocht dient als Salzbrücke. Ein Spannungsmessgerät wird an zwei Kupferdrahtstücke angeschlossen, die jeweils in eine gefüllte Kammer des Gefäßes eintauchen. Nun setzt man der einen Kammer etwas Ammoniak-Lösung (alternativ: etwas Natronlauge) zu. B In einer zweigeteilten Petrischale befüllt man eine Kammer mit einer 1-molaren Kupfer(II)-sulfat-Lösung, die andere Kammer mit stark verdünnter Lösung. Wie oben beschrieben misst man die Spannung zwischen beiden Halbzellen. Lehrer-/ Schülerversuch Kupfer(II)-sulfat-Pentahydrat, Kupfer(II)-sulfat-Lösung (verd., (w: <25%)), Natronlauge (w=____% (>5%)), Ammoniak-Lösung (verd. w=____% (5-10%))
Ionenleiter Elektrochemische Vorgänge in einer schwefelsauren Kupfer(II)-sulfat-Lösung Der Stromkreis und die Messanordnung werden gemäß Anleitung zusammen gebaut. In das U-Rohr pipettiert man zunächst verd. Schwefelsäure und befüllt es dann wie angegeben mit Kupfersulfat-Lösung. Wenn die beiden Graphitelektroden aufgesteckt sind, wird für 1min eine 12-V-Spannung angelegt. Lehrer-/ Schülerversuch Schwefelsäure (verd. w=____% (5-15%)), Kupfer(II)-sulfat-Lösung (verd., (w: <25%)), Salpetersäure (konz. w=____% (20-70%))
Reaktionen mit metallischen Bleistiftspitzern Elektrochemische Vorgänge an Bleistiftspitzern in div. wässrigen Lösungen Bleistiftspitzer aus Magnesium mit Stahlklinge bilden in wässrigen Lösungen ein galvanische Element und zeigen unterschiedliche Reaktionen bei Natriumchlorid- bzw. Ammoniumchlorid-Zugabe. Lehrer-/ Schülerversuch Ammoniumchlorid, Phenolphthalein-Lösung (w<=0,9%; Lsm.: Ethanol 90 %ig)
Der Blei-Akkumulator (Modellversuch) Elektrochemische Vorgänge an Bleiplatten Gemäß Anleitung stellt man zwei Bleiplatten in einen Rillentrog mit verdünnter Schwefelsäure, bindet sie in einen Stromkreis mit Netzteil und Messgerät ein und startet den Ladevorgang für 30 sec mit einer Spannung, die einen 200mA-Stromfluss ermöglicht. Der Entladevorgang eines Bleiakkumulators wird danach durch Umschalten ausgelöst, man bringt eine Glühbirne zum Leuchten und misst die Spannung. Lehrer-/ Schülerversuch Blei(II)-sulfat, Blei(II)-oxid, Schwefelsäure (verd. w=____% (5-15%))
CfL: Die Frucht-Reihe elektrochemische Versuche mit Früchten Die Früchte werden halbiert und mit Elektroden versehen. Die Elektroden sollten vor dem Gebrauch mit Stahlwolle gereinigt werden. Zwei verschiedene „Halbfrüchte“ können an den Schnittstellen in Kontakt gebracht werden. Die Elektroden werden mit dem Messmotor und anschließend dem Voltmeter verbunden. Lehrer-/ Schülerversuch
Anreibeversilberung Elektrochemische Silberabscheidung auf 10ct-Münze Gemäß Anleitung bereitet man aus Silbernitrat, Ammoniumchlorid und Natriumthiosulfat die Verreibe-Lösung mit den komplexierten Silberionen zu. Diese Lösung wird mittels Wattestäbchen auf polierte und entfettete 10ct-Münzen aufgerieben. Lehrer-/ Schülerversuch Silbernitrat, Ammoniumchlorid, Ethanol (Brennspiritus) (mit 2-Butanon u.a. vergällt)
Eisenchlorid ätzt Kupfer Elektrochemische Reaktion zwischen Kupfer und Eisen(III)-Salz Auf ein gesäubertes Kupferblechstück (Eintauchen in verd. Salzsäure) werden Tropfen von Eisenchlorid-Lösung gegeben. Nach 10 min Einwirkzeit wird die Flüssigkeit abgespült. Lehrer-/ Schülerversuch Eisen(III)-chlorid-Hexahydrat, Eisen(III)-chlorid-Lösung (w = ca. 25%), Salzsäure (verd. w=____% (<10%))
Lokalelement Zink und Kupfer (Platin) Elektrochemische Reaktion von edlem mit unedlem Metall Zinkgranalien werden mit 10%iger Schwefelsäure übergossen. Man berührt mit einem Kupferdraht (alternativ: Platindraht) ein Zinkstückchen. Die mäßige Wasserstoffentwicklung wird dadurch erheblich verstärkt. Lehrer-/ Schülerversuch Schwefelsäure (verd. w=____% (5-15%)), Wasserstoff (freies Gas)
Konzentrationszelle Elektrochemische Prozesse mit Silbernitrat-Lösung Vorbereitend stellt man eine 1-molare Silbernitrat-Lösung und durch entsprechende Verdünnung eine 0,1-molare, eine 0,01-molare und eine 0,001-molare Silbernitrat-Lösung her. Gemäß angegebenem Schema befüllt man vier Mulden einer Zellkulturplatte und stellt jeweils einen Streifen Silberblech hinein. Über Filterpapierstreifen bzw. Kerzendochtstücke, die mit Kaliumnitrat-Lösung getränkt sind bildet man wie beschrieben die Salzbrücken. Nun misst man die auftretenden Spannungen zwischen den jeweiligen Donator- und Akzeptor-Halbzellen. Lehrer-/ Schülerversuch Silbernitrat
Magnesium-Iod-Batterie // Zink-Iod-Batterie Elektrochemische Prozesse im Minimaßstab Eine Magnesium-Metallspitzer wird von der Stahlklinge befreit, alternativ ein kleines Stück Zinkblech wird wie beschrieben mit einer Krokodilklemme gehalten, die über ein Kabel mit einem Propellermotor verbunden ist. Man tränkt ein Filterpapierstück mit Konz. Kaliumnitrat-Lösung und legt es auf eine freie Stelle des Metalls. Nun zerdrückt man einen größeren Iodkristall auf dem Papier und drückt den Stecker des zweiten Kabels vom Motor direkt auf das Iod. Lehrer-/ Schülerversuch Iod
Korrosion von Kupfer in einer Chlorid-Ionen-Lösung Elektrochemische Prozesse bei der Kupferkorrosion In 2 Vorversuchen wird in Porzellanschalen das Verhalten von sauberen Kupferblechstücken im 1-molarer Natriumchlorid-Lösung und in Meerwasser beobachtet. Beim Elektrolyse-Experiment wird gemäß Anleitung und Abbildung ein Tonzylinder bzw. ein Blumentopf mit Plastikrohr mit Natriumperoxodisulfat-Lösung befüllt und mit einer Kohleelektrode versehen. Er wird in ein Becherglas gestellt, das mit Natriumchlorid-Lösung gefüllt und mit einer Kupferblechelektrode ausgestattet ist. Dieses Becherglas ist über eine Salzbrücke mit einem zweiten Becherglas verbunden, in dem eine Silber-/ Silberchlorid-Elektrode in einer Kaliumchlorid-Lösung steht. Für die elektrochemische Untersuchung werden die Elektroden über Spannungsmessgeräte miteinander verschaltet. Lehrer-/ Schülerversuch Natriumperoxodisulfat
Zinkbaum in der Petrischale Elektrochemische Metallabscheidung Eine Petrischale wird mit Zinkiodid-Lösung gefüllt. Zwei Büroklammern werden wie beschrieben aufgebogen und als Elektroden links und rechts in die Lösung gebracht, wobei deren zwei Enden gemäß Anleitung und Skizze mit einer 4,5V-Fachbatterie verbunden werden. Lehrer-/ Schülerversuch Zinkiodid, Iod

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