Experimente der Kategorie "Gebrauchsmetalle"
| Name | Kurzbeschreibung | Beschreibung | Typ | Gefahrstoffe | |
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Ursachen für die Veränderung der Metalle beim Erhitzen | Die Rolle des Luftsauerstoffs | Gemäß Anleitung wird ein Kupferblechstück zusammengefaltet. Ein anderes Stück Kupferblech wird in ein leeres Rggl., ein weiteres in ein Rggl. mit Paraffinöl gegeben. Man erhitzt die Objekte jeweils in der heißen Gasbrennerflamme, wobei das Paraffinöl bis zum Sieden erwärmt wird. | Lehrer-/ Schülerversuch | |
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Reduktion von Kupferoxid | Kupfergewinnung mittels Holzkohle | Gemäß Anleitung wird ein DURAN-Rggl. mit einem Kupferoxid-Holzkohlepulver-Gemisch (40:3) befüllt und für Vergleichszwecke ein weiteres Rggl. mit Kupferoxid. Ein drittes Reagenzglas mit Kalkwasser wird bereit gehalten. Man prüft durch starkes Erhitzen über der Brennerflamme, ob sich das Kupferoxid verändert. Anschließend erhitzt man das Gemisch bis zum Einsetzen der Reaktion und löscht den Brenner. Über das aufgesteckte Winkelrohr wird das aus dem Rggl. entwechende Gas in Kalkwasser eingeleitet. | Lehrer-/ Schülerversuch | Kupfer(II)-oxid (Pulver) |
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Spannungsreihe | Spannungsmessung bei Verwendung unterschiedlicher Metallelektroden | Gemäß Anleitung wird der Stromkreis zusammengebaut und der Glasbecher mit Natriumchlorid-Lösung befüllt. Man taucht das erste Elektrodenpaar in die Lösung und misst die Spannung. Das Experiment wird mit allen anderen Elektrodenkombinationen wiederholt. | Lehrer-/ Schülerversuch | |
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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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Reaktion von Laugen mit Aluminium | Unterschiedlich starke Laugen | Gemäß Anleitung werden kleine Aluminium-Blechstücke in drei Abdampfschalen gegeben. Man stellt in Messzylindern die notwendigen Portionen an konz. Natronlauge und konz. Barytwasser bereit, ebenso konzentrierte Ammoniak-Lösung. Man gießt die beiden ersten Laugen jeweils zum Aluminium und misst die Reaktionsdauer. Der dritte Versuch, die Reaktion von Aluminium mit Ammoniak-Lösung, wird im Abzug durchgeführt. | Lehrer-/ Schülerversuch | Natronlauge (konz. w= 32%), Ammoniak-Lösung (konz. w=_____ % (10-25%)), Bariumhydroxid-Lösung (wässrig, gesättigt (w: ca. 7%)) |
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Modellexperiment Hochofen | Reduktion von Eisen(III)-oxid durch Kohlenmonoxid | Gemäß Anleitung werden in einem schwer schmelzbaren Rggl. nacheinander in den angegebenen Mengen Natriumpercarbonat oder entsprechende Haushaltschemikalie, Tongranulat und das Eisenoxid-Aktivkohle-Gemisch eingebracht und oben mit etwas Glaswolle fixiert. Das Rggl wird schräg in ein Stativ eingespannt. Man erhitzt zunächst das Eisenoxid-Kohle-Gemisch bis zur schwachen Rotglut und richtet dann die Brennerflamme auf das Natriumpercarbonat. Mittels Holzspan oder Brennerflamme wird immer wieder geprüft, ob sich die an der Rggl.-öffnung austretenden Gase abfackeln lassen. Wenn das Glühen schwächer wird, beendet man die Erhitzung , lässt abkühlen, gibt das Reaktionsgemisch in eine Porzellanschale und prüft mittels Magnet wir beschrieben auf metallisches Eisen. | Lehrerversuch / nicht für Lehrerinnen i.g.A. | Kohlenstoffmonoxid (freies Gas), Natriumpercarbonat (ca. 90%, enth. Na-carbonat und Na-peroxid) |
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Zündsteine in verdünnter Salpetersäure auflösen | Gewinnung einer Cer(III)-Ionen-Lösung | Gemäß Anleitung werden im Rundkolben mehrere Cereisen-Zündsteine mit Salpetersäure bedeckt. Der Ansatz wird leicht erwärmt. Wenn sich die Zündsteine unter Gasentwicklung zersetzt haben, filtriert man in eine Rggl. ab und neutralisiert das Filtrat tropfenweise mit verd. Natronlauge. | Lehrer-/ Schülerversuch | Salpetersäure (verd. w=____% (5-20%)), Natronlauge (verd. w=____% (2-5%)) |
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Löten | Kupferbleche miteinander verbinden. | Gemäß Anleitung werden 2 Kupferbleche aufeinander fixiert. Man erhitzt den Überlappungsbereich in der Brennerflamme, bringt wie beschrieben Lötzinn auf und lässt die Legierung schmelzen. Die Materialprobe wird zum Abkühlen beiseite gelegt. Ein zweites Paar Kupferbleche wird wie zuvor erhitzt. Man streut Ammoniumchlorid auf die Überlappungsstelle, bringt Lötzinn auf und erhitzt wieder bis zum Schmelzen des Zinns. Nach dem Abkühlen prüft und vergleicht man die Festigkeit der Lötverbindung. | Lehrer-/ Schülerversuch | Ammoniumchlorid |
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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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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%)) |
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Redoxreaktion (Verkupfern eines Eisennagels) | Realversuch und Computersimulation | Gemäß Anleitung stellt man einen Eisennagel in ein Becherglas, das mit Kupfer(II)-sulfat-Lösung gefüllt ist und beobachtet die Reaktion. Parallel zum Experiment nutzt man eine FLASH-animierte PC-Simulation der elektrochemischen Reaktion auf Teilchenebene. | Lehrer-/ Schülerversuch | Kupfer(II)-sulfat-Lösung (verd., (w: <25%)) |
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Grünspanbildung | Essigsäure - Kupfer - Reaktion | Gemäß Anleitung legt man in zwei Bechergläsern halbkonzentriete Essigsäure vor. Ein zugeschnittenes Kupferblech wird sofort in die Lösung gestellt, ein zweites zunächst in der Brennerflamme kräftig durchgeglüht und anschließend in die zweite Lösung gestellt. Man lässt die Ansätze an einem gut belüfteten Ort zwei Wochen lang stehen. | Lehrer-/ Schülerversuch | Essigsäure (w=____% (25-90%)), Kupfer(II)-acetat-Monohydrat |
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Kupfer aus Malachit | Herstellung und anschl. Reduktion von Kupfer(II)-oxid | Gemäß Anleitung gibt man Malachitbröckchen (alternativ: Kupfer(II)-hydroxidcarbonat) in eine Rggl. und erhitzt über der Brennerflamme bis die Umfärbung von grün nach schwarz vollständig ist. Man gibt gemäß Anleitung Holzkohlepulver hinzu, rührt gut um und erhitzt erneut bis zum Glühen. Die el. Leitfähigkeit der entstandenen rötlichen Bröckchen (alternativ: des rötlichen Pulvers) wir geprüft. | Lehrer-/ Schülerversuch | Kupfer(II)-hydroxidcarbonat, Kupfer(II)-oxid (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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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) |
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Säurestärke | Untersuchung der Reaktiongeschwindigkeit | Gemäß Angaben werden 0,5-molare Lösungen von Schwefelsäure, Phosphorsäure und Weinsäure hergestellt. Reagenzglasversuche: In einige ml der jeweiligen Säure wird gleichzeitig ein kurzes blankes Stück Magnesiumband gegeben. Man misst die Zeit bis zur völligen Auflösung der Metallstücke in der Säure. | Lehrer-/ Schülerversuch | Schwefelsäure (konz. w: ca. 96%), ortho-Phosphorsäure (ca. 85 %ig), L(+)-Weinsäure, Magnesium (Band, Stücke) |
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Kupferschrift | Kupferionen-Lösung reagiert mit blankem Eisen. | Geeignet große Eisenbleche werden wie beschrieben gründlich gereinigt und mehrfach - am Ende fein - geschmirgelt. Mit einem Wattestäbchen nimmt man im Becherglas bereit gehaltene Kupfer(II)-sulfat-Lösung auf und setzt einen beliebigen Schriftzug auf die Eisenplatte. | Lehrer-/ Schülerversuch | Kupfer(II)-sulfat-Lösung (verd., (w: <25%)) |
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Magnesium reagiert mit Sand | Darstellung von elementarem Silicium | Etwas Magnesiumpulver wird mit der eineinhalbfachen Menge Seesand im Rggl. gut vermischt. Man erhitzt mit kleiner Brennerflamme, bis die heftige Reaktion einsetzt. Nach dem Abkühlen gibt man Salzsäure hinzu und löst Magnesiumoxid und Magnesiumsilicid auf. Der entstehende Siliciumwasserstoff (Silan) entzündet sich an der Luft. | Lehrer-/ Schülerversuch | Magnesium (Pulver, phlegmatisiert), Salzsäure (verd. w=____% (<10%)) |
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Metalle in Metallsalz-Lösungen | Unterschiede im elektrochemischen Reaktionsverhalten: edle und unedle Metalle | Es werden wässrige Lösungen von Kupfersulfat, Eisensulfat, Silbernitrat und Bleinitrat bereit gestellt. Für 1 Minute wird ein blanker Eisennagel jeweils in die Lösungen gehalten. Danach verfährt man ebenso mit einem Stück Magnesiumband, mit einem Kupfer- und Silberblechstreifen und mit einem Zinkstab. | Lehrerversuch / nicht für Lehrerinnen i.g.A. | Kupfer(II)-sulfat-Pentahydrat, Eisen(II)-sulfat-Heptahydrat, Silbernitrat, Blei(II)-nitrat |
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Magnesium als Reduktionsmittel | Eisen-, Kupfer- und Zink-Gewinnung aus ihren Oxiden | Entsprechend der stöchiometrischen Rezeptur mischt man grobes Magnesiumpulver mit Kupfer(II)-oxid bzw. mit Eisen(III)-oxid bzw. mit Zinkoxid. Drei Rggl. werden mit drei Spatelportionen des jeweiligen Gemisches gefüllt. Man spannt die Rggl. schräg in ein Stativ und erhitzt mit dem Gasbrenner vorsichtig bis zum Einsetzen der Reaktion. | Lehrer-/ Schülerversuch | Magnesium (Pulver, phlegmatisiert), Kupfer(II)-oxid (Pulver), Zinkoxid |
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