Experimente der Kategorie "Stoffkreisläufe/ Ökologie/ Umweltchemie"
| Name | Kurzbeschreibung | Beschreibung | Typ | Gefahrstoffe | |
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Kupfer und Gold aus Elektronikschrott | Rückgewinnung wertvoller Metalle | Gemäß Anleitung wird der Elektronikschrott zerkleinert und nach dem Einwiegen in einem Becherglas mit Wasserstoffperoxid-Lösung und Salzsäure übergossen. Man lässt einen Tag lang einwirken. Durch Zugabe von Natriumcarbonat wird bis zur ausbleibenden Gasentwicklung neutralisiert. Man entnimmt die ungelösten Elektronikschrott-Stückchen mittels Pinzette und filtriert die Lösung mit den feinen suspendierten Goldpartikeln. Durch Eintauchen von etwas Eisenwolle in das Filtrat wird das metallische Kupfer gewonnen. Eventuelle Reste festen Eisens werden mittels Salzsäure gelöst. Das zementierte Kupfer wird gewaschen, getrocknet. | Lehrer-/ Schülerversuch | Wasserstoffperoxid-Lösung (wässrig, (w: 8-35%)), Salzsäure (konz. (w: >25%)), Natriumcarbonat-Decahydrat |
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Kalksteinverfahren | Modellversuch zur Entfernung von Schwefeldioxid aus Abgasen | Gemäß Beschreibung und Versuchsskizze bringt man kleine Pyrit-Stücke in ein Verbrennungsrohr ein, spannt dieses in ein Stativ und verbindet es mit einem Zweihalskolben, der auf einem Magnetrührgerät steht. Der Kolben ist mit einer Kalksuspension gefüllt und trägt wie dargestellt ein die Glasaelektrode eines pH-Meter. Man schließt die Apparatur an eine Wasserstrahlpumpe an und sorgt für einen stetigen Saugstrom. Dann wird das Pyrit im Verbrennungsrohr mittels Gasbrenner stark erhitzt. Wenn der Kalk sich gelöst hat, beendet man den Röstprozess und zieht noch 15 min lang durch die Lösung. | Lehrer-/ Schülerversuch | Schwefeldioxid (freies Gas) |
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Nachweis von Schwefeldioxid | Reaktionen des freigesetzten Gases | Gemäß der Anleitung wird die bezeichnete Küvette oder eine entsprechende Anordnung von Rggl. mit seitlichem Ansatz zur Gasdurchleitung genutzt. Durch Betätigung des Gummigebläses wird das Schwefeldioxid aus der schwefligen Säure ausgetrieben und durch die Universalindikatorlösung bzw. auf Jod-Stärke-Papier geleitet. Zusätzlich wird die Veränderung der elektr. Leitfähigkeit mit einem Leitfähigkeitsprüfer gemessen. | Lehrer-/ Schülerversuch | Schweflige Säure (0,5 - 5% Schwefeldioxid), Universalindikator, flüssig (Skala pH 4-10; enth. Ethanol) |
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Energie aus Zuckerrüben | Herstellung von "Biowasserstoff" | In einem Schraubdeckelglas vermengt man gemäß Anleitung getrocknete Zuckerrübenschnitzel mit Gartenerde und Kalk (1:1:1). Dieser "Bioreaktor" wird mittels Schlauchleitung über einen Dreiwegehahn mit einer 50ml-Spritze und mit einer Brennstoffzelle verbunden. Man lässt die Reaktion bei Raumtemperatur 36 Std. lang laufen (alternativ: im Wärmebad oder -schrank 45 °C 18 Std. lang) und fängt die entstehenden Gase in der Spritze auf. Mit der zweiten Gasportion (die erste wird verworfen) führt man eine gaschromatische Analyse durch und leitet sie und die Brennstoffzelle. | Lehrer-/ Schülerversuch | Wasserstoff (freies Gas) |
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Kalkbrennen (kleiner Modellversuch) | Umwandlung von Marmor zu Branntkalk | In einem schwer schmelzbaren Reagenzglas wird eine Portion Marmorpulver mit dem Brenner stark erhitzt. Das ausströmende Gas wird in eine Waschflasche mit Kalkwasser eingeleitet. | Lehrer-/ Schülerversuch | Calciumoxid |
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Schweflige Säure - Umweltgefährdung durch Verbrennung fossiler Brennstoffe | Nachweis von Schwefeldioxid im Verbrennungsgas von Erdöl | In einem Vorversuch erhitzt man wenig schweflige Säure im Rggl. und prüft die entweichenden Dämpfe mittels angefeuchtetem Kaliumiodid-Stärke-Papier. In einer Abdampfschale entzündet man gemäß Anleitung eine kleine Portion Erdöl, die über dem Gasbrenner erwärmt wurde. In die Abgase der Flamme hält man einen Streifen angefeuchtetes Kaliumiodid-Stärke-Papier. | Lehrer-/ Schülerversuch | Erdöl, künstlich, Schwefeldioxid (freies Gas) |
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Kalk löschen (Variante 'Einsumpfen') | Reaktion von Branntkalk mit Wasser | In einer Abdampfschale werden kleine Stücke Branntkalk mit reichlich Wasser übergossen. Man misst die Temperatur und prüft den Charakter der Lösung mit pH-Indikatorpapier. Alternativ kann man gebrannte Stücke von Kalkschotter (Schulhofversuch) einzeln in ein gut gefülltes Becherglas mit Wasser geben und die Vorgänge bei der chemischen Reaktion beobachten. | Lehrer-/ Schülerversuch | Calciumoxid, Calciumhydroxid |
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Verhalten von Stärkefolie und von PE-Folie in feuchter Erde | Rotteversuch mit Verpackungsfolien | In einer Schale werden Stücke von Stärkefolie und Polyethylen-Folie mit Blumen- oder Komposterde bedeckt. Während der Einwirkzeit von einer Woche wird die Erde feucht gehalten. Man vergleicht die Veränderungen im Langzeitexperiment. | Lehrer-/ Schülerversuch | |
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Modellversuch zur Entstickung mit Ammoniak | Denox-Verfahren bei Kraftwerkabgasen | Kurz vor dem Versuch wird gemäß Anleitung Ammoniak durch Auftropfen von Wasser auf eine Mischung aus Ammoniumchlorid und Natriumhydroxid gewonnen und in einem trockenen Rundkolben (Öffnung nach unten) gesammelt. Einen mit Stickstoffdioxid gefüllten Kolbenprober mit Hahn verbindet man mittels durchbohrtem Stopfen mit dem Ammoniak-Gefäß. Dann dreht man den Hahn langsam auf und drückt den Inhalt in den Rundkolben. | Lehrerversuch | Ammoniak (freies Gas), Stickstoffdioxid (freies Gas), Natriumhydroxid (Plätzchen), Ammoniumchlorid |
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Entfernung von Tensiden mit Adsorberharzen | Modellversuch zur Abwasserbehandlung | Man befüllt zwei Standzylinder mit Wasser und fügt etwas Tensid hinzu. Die eine Portion wird in ein Becherglas umgefüllt, mit Adsorberharz gemäß Anleitung versetzt, eine Stunde lang mit Magnetrührer gerührt und anschließend filtriert. Man vergleicht die Schaumbildung in beiden Flüssigkeiten. Zur Rückgewinnung des Tensids nimmt man das Harz wie angegeben mit Methanol auf, erwärmt im siedenden Wasserbad 30 sec lang und filtriert die Methanol-Lösung ab. Der Vorgang wird weitere drei Mal durchgeführt. Anschließend vereinigt man die gesammelten Filtrate und stellt sie im Abzug in das siedende Wasserbad um sie bis auf einen kleinen Rest einzuengen. Dieser Rest wird dann wie beschrieben mit Wasser verdünnt und geschüttelt. | Lehrer-/ Schülerversuch | Methanol, Amberlite XAD-4 |
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Modellversuch zur Wirkung von Corexit (TM) | Vorgänge bei der Bindung von Rohöl-Verschmutzungen auf dem Wasser | Man bereitet wie angegeben aus Speiseöl und Flammenruß ein 'Modell-Rohöl'. Davon gibt man in zwei Bechergläsern mit Wasser jeweils ein Portion zur Bedeckung der Oberfläche. Einem der Bg. werden 5 Tropfen Triton X-100 (TM) zugesetzt. Dann werden beide Ansätze mit einem Milchaufschäumer intensiv verquirlt. | Lehrer-/ Schülerversuch | Triton X-100 (TM) |
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Ein Nachweispapier für Stickoxide | SALTZMANN-Reagenz auf Filterpapier | Man löst 0,5g Sulfanilsäure und 0,01g N-(1-Naphthyl-)ethylendiamin-HCl in 5ml Eisessig und füllt mit 50ml dest. Wasser auf. Mit dieser Lösung tränkt man Stücke oder Streifen von Filterpapier, die man noch feucht einschweißt oder in Schnappdeckelgläschen aufbewahrt. Diese Indikatorpapiere werden für Luft- und/oder Abgasuntersuchungen verwendet. | Lehrer-/ Schülerversuch | Essigsäure (100 %ig, Eisessig), Sulfanilsäure, N-(1-Naphthyl)ethylendiamindihydrochlorid |
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Kalk fällen und lösen in Kalkwasser | Leitfähigkeitsverhalten bei Reaktionen in einer Calciumhydroxid-Lösung | Man stellt eine gesättigte Calciumhydroxid-Lösung (Kalkwasser) her und verdünnt sie mit der dreifachen Wassermenge. Die elektrische Leitfähigkeit wird kontinuierlich gemessen, wenn man nun Kohlendioxid einleitet. Nach der Eintrübung durch ausgefällten Kalk wird weiter Kohlendioxid eingeleitet, bis sich der Niederschlag wieder auflöst. | Lehrer-/ Schülerversuch | Calciumhydroxid |
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Schwimm-Sink-Trennung bei Kunststoffen | Nutzung der Dichteunterschiede beim KS-Recycling-Technologien | Man stellt vorbereitend ein Gemisch aus zerkleinertem KS-Material bereit. In einem größeren Becherglas wird dem Gemisch Wasser zugestzt, so dass die erste Komponente PE 'aufrahmt'. Sie wird abgeschöpft. Man dekantiert vorsichtig das Wasser, setz eine konzentrierte Kochsalz-Lösung (w=23%) zu und rührt um. Man schöpft von der Oberfläche die zweite 'aufgerahmte' Komponente PS ab, dekantiert die Salzlösung und gibt danach eine Natriumthiosulfat-Lösung (w=40%) hinzu. Nach dem Umrühren trennt sich die dritte Komponente Weich PVC ab. Durch Dekantieren erhält man auch die vierte Komponente Hart-PVC. | Lehrer-/ Schülerversuch | |
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Salze und Waschmittel wirken auf Bodenpartikel. | Aggregation- und Dispergierungswirkung auf Tonpartikel in Wasser | Man verteilt eine tonreiche Bodenprobe gleichmäßig auf vier Gefäße, gibt die gleiche Menge Wasser hinzu und schlämmt jeweils zu einer homogenen Suspension auf. Nun gibt man zum ersten Ansatz drei Spatelportionen Calciumchlorid, zum zweiten eine vergleichbare Portion Natriumchlorid und zum dritten eine Portion Waschmittel. Der vierte Ansatz dient dem Vergleich. Man schüttelt jeweils gut durch und beobachtet. | Lehrer-/ Schülerversuch | |
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BERLESE-Versuch mit Spiritus | Kleinstlebewesen aus der Bodenschicht sammeln und abtöten | Mit einer BERLESE-Apparatur lässt man lichtflüchtende Kleinstlebewesen aus einer Streuschichtprobe in eine Auffangvorrichtung entweichen, die etwas Spiritus enthält. | Lehrer-/ Schülerversuch | Ethanol (Brennspiritus) (mit 2-Butanon u.a. vergällt) |
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Kalkbrennen auf dem Schulhof | Thermische Zersetzung von Calciumcarbonat | Mit verschiedenen Baumaterialien (keram. Schornsteininnenrohr, Stahlrohr o.ä., Ziegelsteinen und Drahtgitter) wird ein etwa kniehoher Schachtofen aufgebaut. Er wird lagenweise mit Kalkschotter und Grillkohle gefüllt und mittels Grillanzündern angezündet. Über 60 - 90 Minuten wird unter Einblasen von Luft (Föhn) das Brennen durchgeführt. Nach Beendigung des Versuchs und nach dem Abkühlen zieht man den Ofenschacht nach oben ab und nimmt die Branntkalk zur weiteren Verwendung auf. | Lehrerversuch mit Schülerbeteiligung | Calciumoxid |
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Qualitative Untersuchung von Wasserproben | Nachweise von Chlorid-, Sulfat-, Nitrat-, Phosphat-, Carbonat- und Eisen(III)-Ionen sowie pH-Wertbestimmung | Proben von Leitungswasser, Brunnenwasser, Wasser aus Teichen, Flüssen und Bächen, Mineralwasser u.ä. werden nach Anleitung in einer Reihenuntersuchung mit den entsprechenden Reagenzien auf den Gehalt bestimmter Ionen untersucht. Für den Chorid- und den Phosphat-Nachweis werden die Proben zuvor mit Salpetersäure, für den Sulfat- und den Carbonat-Nachweis mit Salzsäure angesäuert. | Lehrer-/ Schülerversuch | Silbernitrat-Lösung (verdünnt, w=____% (<5%)), Bariumchlorid-Lösung (wässrig (w: 3-25%)), Eisen(II)-sulfat-Heptahydrat, Schwefelsäure (Maßlösung c= 0,5 mol/L), Schwefelsäure (konz. w: ca. 96%), Salpetersäure (verd. w=____% (1-5%)), Salzsäure (verd. w=____% (<10%)) |
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Schwermetall-Ionen als Enzymgifte | Urease-Hemmung durch Kupferionen | Reagenzglasversuch: Gemäß Anleitung verteilt man die frisch angesetzte Harnstofflösung, der Phenolphthaleinlösung zugetropft wurde, auf zwei Rggl. Man setzt in zwei weiteren Gläsern wie beschrieben eine Urease-Suspension an, wobei eine mit Kupfer(II)-Lösung vermischt wird. Die Harnstoff-Lösungen werden jeweils zu den Urease-Ansätzen gegossen. | Lehrer-/ Schülerversuch | Phenolphthalein-Lösung (w<=0,9%; Lsm.: Ethanol 90 %ig), Kupfer(II)-sulfat-Lösung (verd., (w: <25%)), Ethanol (ca. 96 %ig) |
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Auflösung von Schwermetallsalz-Niederschlägen | Komplexbildung mit EDTA | Reagenzglasversuch: Zwei Portionen verd. Kupfer(II)-sulfat-Lösung werden bereit gestellt. Zu der einen gibt man eine Spatelspitze EDTA oder wenig EDTA-Lösung sowie einige Tropfen verd. Natronlauge. Der zweiten Lösung setzt man nur etwas Natronlauge zu. | Lehrer-/ Schülerversuch | Ethylendiamintetraessigsäure, Kupfer(II)-sulfat-Pentahydrat, Natronlauge (verd. w=____% (2-5%)) |
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