Experimente der Kategorie "Redoxreaktionen"
| Name | Kurzbeschreibung | Beschreibung | Typ | Gefahrstoffe | |
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Bleiakkumulator (Modell) | Redoxreaktionen beim Laden und Entladen | Zwei Bleiplatten bzw. -bleche tauchen in einem Gefäß in etwa 30%ige Schwefelsäure. An der Oberfläche entsteht sofort eine Bleisulfat-Schicht. Die Platten sind für den Ladevorgang mit einer Gleichstromquelle (4,5 V) verbunden, zum Entladen mit einem Glühlämpchen oder Motor/ Rotor. Beim etwa 3-5-minütigen Ladevorgang wird das Bleisulfat zu Blei(IV)-oxid bzw. zu elementarem Blei umgesetzt. | Lehrerversuch / nicht für Lehrerinnen i.g.A. | Blei(II)-sulfat, Blei(IV)-oxid, Schwefelsäure (konz. w: >15%) |
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Daniell-Element mit zwei Halbzellen | Elektrochemie mit Zink und Kupfer in ihren jeweiligen Salz-Lösungen | Zwei Bechergläser, das eine mit 1-molarer Kupfer(II)-sulfat-Lösung, das andere mit Zink(II)-sulfat-Lösung, werden gemäß Beschreibung mit Elektrodenhaltern bestückt, die die jeweiligen Metallplatten tragen. Die beiden Buchsen werden über Kabel mit einem Propellermotor verbunden. Ein mit Kaliumnitrat-Lösung getränkter Papierstreifen dient als Salzbrücke zwischen den Bechergläsern. | Lehrer-/ Schülerversuch | Kupfer(II)-sulfat-Pentahydrat, Zinksulfat-Heptahydrat, Kaliumnitrat |
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Redoxpotenzial und Konzentration | Einwirkung von Ammoniak in einer galvanischen Kupfer-Halbzelle | Zwei Bechergläser, das eine mit 1-molarer Kupfer(II)-sulfat-Lösung, das andere bei gleicher Füllhöhe mit 1-molarer Schwefelsäure befüllt, werden über ein U-förmiges mit gesättigter Kaliumnitrat-Lösung befülltes Glasrohr als Stromschlüssel verbunden. Eine Kupfer-Elektrode taucht in das eine Becherglas, die Wasserstoffreferenzelektrode in das andere. Die Potentialveränderung der Kupfer-Halbzelle wird gemessen, während kontinuierlich Ammoniak-Lösung in die magnetgerührte Kupferionen-Lösung eingetropft wird. | Lehrer-/ Schülerversuch | Kupfer(II)-sulfat-Pentahydrat, Schwefelsäure (verd. w=____% (5-15%)), Kaliumnitrat, Ammoniak-Lösung (konz. w=_____ % (10-25%)) |
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Messung von Standardpotenzialen | Experimente mit der Wasserstoffreferenzelektrode | Zwei Bechergläser, das eine mit 1-molarer Kupfer(II)-sulfat-Lösung, das andere bei gleicher Füllhöhe mit 1-molarer Salzsäure befüllt, werden über ein U-förmiges mit Kaliumnitrat-Lösung befülltes Glasrohr als Stromschlüssel verbunden. Eine Kupfer-Elektrode taucht in das eine Becherglas, die Wasserstoffreferenzelektrode in das andere. Das Standardpotential der Kupfer-Halbzelle wird gemessen. In gleicher Weise verfährt man mit einer Silber-, einer Zinn- und einer Zink-Halbzelle, wobei jeweils 1-molare Lösungen der jeweiligen Salze und entsprechende Metallelektroden verwendet werden. | Lehrer-/ Schülerversuch | Salzsäure (Maßlösung c= 1 mol/L), Kupfer(II)-sulfat-Pentahydrat, Silbernitrat, Zinn(II)-chlorid-Dihydrat, Zinksulfat-Monohydrat, Kaliumnitrat |
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Konzentrationsabhängigkeit von Redoxpotenzialen | Messung des elektrochmischen Potentials einer Kupfer-Halbzelle bei Ammoniakzugabe | Zwei Bechergläser werden mit 1-molarer Kupfer(II)-sulfat-Lösung bzw. mit 1-molarer Salzsäure befüllt. Eine Cu-Elektrode taucht in die Kupfersalz-Lösung, eine Normal-Wasserstoffelektrode (HYDROFLEX [TM]) taucht in die Salzsäure. Die Bechergläser sind mit einem Stromschlüssel (Kaliumnitrat-Lösung) verbunden, die Elektroden über ein Spannungsmessgerät. Während der Messung wird dem Becherglas mit der Kupfersalz-Lösung konz. Ammoniak-Lösung zugetropft. | Lehrer-/ Schülerversuch | Ammoniak-Lösung (konz. w=_____ % (10-25%)) |
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Silber im Nano-Format | Elektrolytische Darstellung von Silber-Nanopartikeln | Zwei Bechergläser werden hälftig mit stark verdünnter Silbernitrat-Lösung befüllt. In eines der Bechergläser montiert man mittels Krokodilklemmen zwei Silberdrähte, die tief in die Lösung eintauchen. (Die andere Portion dient als Vergleichslösung.) Die Silberdrähte werden über Kabel mit einer 9-V-Batterie verbunden. Man elektrolysiert unter Wechselspannung: Im 5-sec-Rhythmus wird 20mal die Polung batterieseitig getauscht. Anschließend werden zur Beobachtung des Tyndall-Effekts an einem dunklen Ort beide Gefäße mit einem Laserpointer seitlich durchstrahlt. | Lehrer-/ Schülerversuch | Silbernitrat-Lösung (verdünnt, w=____% (<5%)) |
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Gehaltsbestimmung von Chlorbleichlauge | Titration mit Natriumthiosulfat-Lösung in 1-mL-Tuberkulin-Spritzen | Zur Vorbereitung der Probe wird die Chlorbleichlauge (Natriumhypochlorit-Lösung) wie angegeben mit Wasser stark verdünnt. Man gibt gemäß Anleitung zu vorgelegtem Wasser im Erlenmeyerkolben a) die Probe, b) Kaliumiodid-Lösung und c) Schwefelsäure-Lösung. Dann titriert man mit Natriumthiosulfat-Lösung bis zur Gelbfärbung, setzt Zinkiodid-Stärke-Lösung hinzu und titriert die schwarzblaue Lösung bis zur Entfärbung. | Lehrer-/ Schülerversuch | Schwefelsäure (konz. w: >15%), Natriumhypochlorit-Lösung (wässrig, aktives Chlor: unter 10%), Zinkiodidstärke-Lösung |
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CfL: Oxidation von Kohlenstoffmonoxid | Verbrennung von Kohlenstoffmonoxid aus der Reaktion von Kohlenstoffdioxid mit Zink | Zunächst wird versucht, ein wenig Gas aus dem Kolbenprober auf seine Brennbarkeit zu überprüfen (auf Versuch: "CfL: Reaktion von Zink mit Kohlenstoffdioxid" bezogen). Dazu drückt man das Gas über ein abgewinkeltes Glasrohr aus dem Kolbenprober heraus und versucht, es an der Mündung zu entzünden. Anschließend kann man es, wie in Versuch "CfL: Reduktion eines Kupferoxidblechs durch Campinggas" beschrieben, über ein erhitztes Kupferoxidblech strömen lassen. | Lehrerversuch / nicht für Lehrerinnen i.g.A. | Kohlenstoffmonoxid (freies Gas), Kupfer(II)-oxid (Drahtstücke) |
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CfL: Redoxreaktionen am Kupferblech in der Brennerflamme | In diesem Versuch können die SuS die Reaktionen eines Kupferblechs in der Brennerflamme aufgrund der Färbungen beobachten. | Zunächst wird ein mindestens 8 x 5 cm großes Kupferblech in der Brennerflamme erhitzt und an der Luft abgekühlt, so dass es gleichmäßig mit Kupferoxid belegt ist. Anschließend bewegt man es angeschrägt horizontal und vertikal durch die Flamme des Brenners und beobachtet die farbliche Veränderung. | Lehrer-/ Schülerversuch | Propan, n-Butan, i-Butan |
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CfL: Die Zink-Iod-Batterie | Wirkungsweise einer "sauerstofffreien" Batterie | Zunächst schmirgelt man das Zinkblech an zwei Stellen blank. An einer wird das Kabel mit der Krokodilklemme angeschlossen, auf die andere das mit Kaliumnitrat getränkte und dreifach gefaltete Filterpapier gelegt. Nun gibt man ein Iodkristall mit einer Größe von ca. 5 x 5 mm auf das Filterpapier, verbindet das Zinkblech mit dem Minuspol und das Iod mit dem Pluspol des Mikromotors. | Lehrer-/ Schülerversuch | Iod |
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CfL: Kontrollierte Reaktion von Magnesium mit Wasser | In diesem Versuch können die SuS eine einfache Reduktion mitverfolgen. | Zunächst füllt man mit Hilfe der Pipette etwa 2 cm hoch Wasser in das Reagenzglas und gibt einige Siedesteinchen dazu. Dann wird eine Magnesiumband-Spirale, die durch Aufwickeln des Magnesiumbandes auf den Glasstab hergestellt wurde, so in das Reagenzglas geschoben, dass ihr Abstand zur Wasseroberfläche etwa 3 cm beträgt. Das Reagenzglas wird über der feuerfesten Unterlage schräg in ein Stativ eingespannt, (Klemme nahe an der Öffnung), Anschließend verschließt man das Glas mit einem durchbohrten Stopfen mit Glasrohr, das in der Spitze etwas Eisen- oder Kupferwolle als Rückschlagsicherung trägt. Das Magnesiumband wird von außen erst langsam, dann kräftig erhitzt. Sobald eine Reaktion einsetzt, erhitzt man das Wasser bis zum Sieden und hält es so auf Temperatur, dass es durchgängig siedet. Nun wird der brennende Holzspan an die Öffnung des Glases gehalten. | Lehrerversuch mit Schülerbeteiligung | Magnesium (Band, Stücke), Wasserstoff (freies Gas) |
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CfL: Zerlegen und Untersuchen einer frischen unbenutzten Zink-Luft-Knopfzelle | Aufbau und die Inhaltsstoffe einer Zink-Luft-Knopfzelle | Zunächst entfernt man den Aufkleber, der sich auf dem Pluspol befindet. Die schon bei der Zink-Silberoxid-Knopfzelle wird der Metallmantel der Zelle an der Überlappung aufgekniffen und die beiden ineinander gepackten Becher werden voneinander getrennt. Die Flüssigkeit, die beim Öffnen der Zelle austritt, prüft man mit Unitest-Papier auf ihren pH-Wert. | Lehrer-/ Schülerversuch | |
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Stickstoff aus Ammonium- und Nitrit-Ionen | Ammoniumchlorid-Natriumnitrit-Reaktion | Zu einer Natriumnitrit-Lösung wird unter Rühren eine Ammoniumchlorid-Lösung gegeben. Es wird Stickstoff freigesetzt. | Lehrerversuch | Kaliumnitrit, Ammoniumchlorid |
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Iodid-Iod-Iodid-Kreislauf | Iod: Oxidation und Reduktion im Wechsel | Zu einer Lösung von Kaliumiodid wird mit etwas Eisen(III)-nitrat-Lösung hinzugetropft. Das entsthende Iod (Braunfärbung) wird durch Hinzutropfen von etwas Natriumthiosulfat-Lösung zu farblosem Iodid zurückgeführt (reduziert). | Lehrer-/ Schülerversuch | Eisen(III)-nitrat-Nonahydrat, Iod |
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Vom Iodat über Iod zum Iodid | Zweistufige Reduktion von Iodat mittels Sulfit | Zu einer Lösung von Iodat wird eine mäßig konzentrierte Natriumhydrogensulfit-Lösung mittels Tropfpipette gegeben. Nach einer Braunfärbung (Iod-Bildung) wird die Lösung wieder farblos (Iodid-Bildung). | Lehrer-/ Schülerversuch | Natriumiodat, Natriumhydrogensulfit-Lösung (wässrig, w=39%), Iod |
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Zink reagiert mit Kupfersalz-Lösung. | Zinkpulver wird in Kupferionen-Lösung in exothermer Reaktion reduziert. | Zu einer Kupfer(II)-sulfat-Lösung wird unter Temperaturkontrolle Zinkpulver gegeben. | Lehrer-/ Schülerversuch | Kupfer(II)-sulfat-Lösung (verd., (w: <25%)), Zink (Pulver, phlegmatisiert) |
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Sauerstoffdarstellung und Glimmspanprobe | Darstellung von Sauerstoff aus Kaliumpermanganat-Wasserstoffperoxid-Reaktion | Zu einer Kaliumpermanganatlösung, die mit verd. Schwefelsäure angesäuert wurde, setzt man portionsweise Wasserstoffperoxid-Lösung hinzu. Die heftige Sauerstofffreisetzung wird mit dem Glimmspan nachgewiesen. | Lehrer-/ Schülerversuch | Kaliumpermanganat, Schwefelsäure (verd. w=____% (5-15%)), Wasserstoffperoxid-Lösung (wässrig (w=3%)) |
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Reaktion von Eisen(II)- mit Cer(IV)-Ionen | Reduktion zu Cer(III) | Zu einer Eisen(II)-sulfat-Lösung tropft man wie angegeben solange Cer(IV)-sulfat-Lösung, bis eine sichtbare Reaktion (Umfärbung) einsetzt. | Lehrer-/ Schülerversuch | Eisen(II)-sulfat-Heptahydrat, Cer(IV)-sulfat-Tetrahydrat |
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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) |
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Reaktion von Zink und Schwefel | Zink reagiert exotherm mit Schwefel. | Zink- und Schwefelpulver werden vermischt. Das Gemisch wird auf feuerfester Unterlage mit einem glühenden Draht gezündet. | Lehrerversuch | Zink (Pulver, phlegmatisiert), Schwefel, Schwefeldioxid (freies Gas), Zinkoxid |
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