Experimente der Kategorie "Gebrauchsmetalle"
| Name | Kurzbeschreibung | Beschreibung | Typ | Gefahrstoffe | |
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Eloxalverfahren | Elektrolyse von Aluminium – Eloxieren | Vorbereitend wird gemäß Anleitung Aluminiumsulfat in 20%iger Schwefelsäure gelöst. Diesen Elektrolyt gibt man in ein Gefäß mit einer Aluminiumblech-Kathode. Das zu eloxierende Aluminiumwerkstück wird zunächst gründlich gereinigt und 30sec lang in erwärmter Natronlauge gemäß Anleitung gebeizt. Für einige sec taucht man das Werkstück danach in Salpetersäure und spült es gründlich ab. Dann wird es als Anode eingebracht. Bei konstanter Temperatur lässt man den elektrochemischen Prozess 30min lang mit gegebener Spannung laufen. | Lehrer-/ Schülerversuch | Schwefelsäure (konz. w: >15%), Aluminiumsulfat-Hydrat, Natronlauge (konz. w: ca. 20%), Salpetersäure (verd. w=____% (5-20%)) |
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Lötrohrprobe | Reaktion von Kupfer(II)- und von Eisen(III)-oxid mit Holzkohle | Vorbereitend wird in ein Stück Holzkohle oder Lötrohrkohle mit dem Spatel eine Vertiefung eingekratzt. Man mischt etwas Kupfer(II)-oxid mit der doppelten Portion Natriumcarbonat, feuchtet die Masse etwas an und bringt sie in die Vertiefung auf der Holzkohle. Während man das Kohlestück schräg neben die Gasbrennerflamme hält, bläst man mit dem Lötrohr in die Brennerflamme und erzeugt so einen Flammenkegel, den man direkt auf die Oxidmasse richtet. Nach 2-3min beendet man das Blasen und lässt das Reaktionsprodukt auskühlen. Ebenso verfährt man später mit Eisen(III)-oxid. | Lehrer-/ Schülerversuch | Kupfer(II)-oxid (Pulver), Natriumcarbonat (wasserfrei) |
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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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Kathodischer Korrosionsschutz | Sauerstoffkorrosion und ihre Verhinderung in der Projektion | Wasser wird wie beschrieben mit Kochsalz und etwas rotem Blutlaugensalz versetzt und in eine Küvette für die Projektion mittels Diaprojektor oder OHP gefüllt. Man sättigt die Lösung mit Sauerstoff durch Besprudeln aus der Gasdruckflasche. A Man stellt einen Eisennagel hinein. B Man stellt einen Eisennagel und einen Zinkstab hinein, die außerhalb des Gefäßes mittels Kabel und Klemmen leitend verbunden werden. C Der Nagel in der Lösung wird mit dem Minuspol und ein Platindraht, der in die Lösung taucht, mit dem Pluspol einer Spannungsquelle (3-9 V) verbunden. Das Geschehen wird jeweils mit Lichtquelle (s.o.) projeziert. | Lehrer-/ Schülerversuch | Sauerstoff (Druckgas) |
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Silberbesteck mit Soda reinigen | Redoxchemie in der Küche | Wie angegeben stellt man mit warmen Wasser eine Soda-Lösung her und gibt davon so viel in eine Wanne, dass die zu reinigenden Besteckteile vollständig bedeckt sind. Unter die Besteckteile legt man ein Stück Aluminiumfolie angemessener Größe. Dann lässt man die Reaktion laufen. | Lehrer-/ Schülerversuch | Natriumcarbonat-Decahydrat |
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Eigenschaften von Magneteisenstein | Lösen von Magnetit; Nachweis von Eisen(II) und Eisen(III) | Zerkleinerter Magnetit wird in halbkonz. Salzsäure aufgekocht. Man lässt das Filtrat abkühlen, filtriert und weist im gelblichen Filtrat mit Amminiumthiocyanat-Lösung gelöstes Eisen nach. Sowohl mit rotem als auch mit gelbem Blutlaugensalz stellt man eine wässrige Lösung her und untersucht damit das Filtrat auf zweiwertiges und dreiwertiges Eisen. Man prüft bei zerkleinertem Magnetit die magnetische Eigenschaft, erhitzt ihn im Porzellantiegel bis zur Rotglut und prüft erneut. | Lehrer-/ Schülerversuch | Ammoniumthiocyanat, Salzsäure (w=____% (10-25%)) |
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Gewinnung von Zinkoxid | Verbrennung von Zinkwolle | Zinkwolle wird an der Luft verbrannt. Das entstehende Zinkoxid wird in einer Schale aufgefangen. | Lehrer-/ Schülerversuch | Zink (Pulver, nicht stabilisiert), Zinkoxid |
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