Experimente der Kategorie "Stoffkreisläufe/ Ökologie/ Umweltchemie"
| Name | Kurzbeschreibung | Beschreibung | Typ | Gefahrstoffe | |
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Wohin mit den Teelichtbechern? | Recycling von "Aluminiumschrott" aus dem Haushalt | Vorbereitend mischt man 45g Natriumchlorid mit 45g Kaliumchlorid und 10g Natriumfluorid und schmilzt das Gemisch zugedeckt in einem Porzellantiegel mit 2 TECLU-Brennern auf. Zerkleinerte Teelichtbecher gibt man Stück für Stück in die heiße Schmelze, wobei weiter mit den Brennern erhitzt wird. Nach dem Einschmelzen von 10-20 Teelichtbechern lässt man Abkühlen. Unter dem erstarrten Salz hat sich ein größerer Aluminiumregulus gebildet. | Lehrerversuch | Kaliumchlorid, Natriumfluorid |
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Pflanzen als Indikatoren für Umweltgifte | Schadstoffwirkungen auf junge Kressesaat | Fünf Erlenmeyerkolben werden vorbereitend mit feuchter Watte ausgelegt, auf der man Kressesamen zum Keimen bringt. Nach zwei Tagen bringt man in den ersten Ansatz etwas Kupfersulfat-Lösung ein. Die anderen Ansätze werden gemäß Anleitung jeweils 2 Minuten lang mit Hydrogenchlorid, mit Schwefeldioxid, mit reinem Stickstoffdioxid, mit Stickoxiden bzw. mit Kohlenstoffmonoxid begast. | Lehrerversuch | Kupfer(II)-sulfat-Lösung (verd., (w: <25%)), Chlorwasserstoff (wasserfrei), Stickstoffdioxid (freies Gas), Stickstoffmonoxid (freies Gas), Kohlenstoffmonoxid (freies Gas), Schwefeldioxid (freies Gas) |
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Modellversuch zur katalytischen Abgasreinigung | Reaktionen mit Methan, Kohlenstoffmonoxid und Stickoxiden | Vorbereitend wird das Platinnetz intensiv ausgeglüht. Gemäß Anleitung und Versuchsskizze platziert man ein schwer schmelzbares Verbrennungsrohr mit geringem Durchmesser zwischen zwei Kolbenprober, die in Stative eingespannt sind. Der eine Kolbenprober ist zunächst mit Kohlenstoffmonoxid und Stickstoffdioxid (im Folgeversuch mit Methangas und Stickstoffdioxid) wie angegeben befüllt, das Verbrennungsrohr mit dem Platinnetz ausgestattet. Man erhitzt das Rohr bis zur schwachen Glut und drückt das Gasgemisch mehrfach darüber in jeweils anderen Kolbenprober. Am Ende leitet man das Reaktionsprodukt in Barytwasser. | Lehrerversuch | Kohlenstoffmonoxid (freies Gas), Stickstoffdioxid (freies Gas), Methan (freies Gas), Bariumhydroxid-Lösung (wässrig, gesättigt (w: ca. 7%)) |
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Adsorption von Stickoxiden (NOx) an keramischem Material | Modellversuch zum Autoabgas-Katalysator | Gemäß Anleitung gibt man fein zerkleinertes keramisches Material in einen Erlenmeyerkolben und leitet Stickstoffdioxid ein. Man verschleißt mit Wattebausch und schüttelt das Material. Dann lässt man das überschüssige Stickoxid ausfließen. Dann verschließt man erneut mit Wattebausch und erwärmt den Erlenmeyerkolben über der Gasbrennerflamme. | Lehrerversuch | Stickstoffdioxid (freies Gas) |
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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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Vor- und Aufbereitung goldhaltiger Platinen | Gewinnung von Edelmetallen aus Elektronikschrott | Vorbereitend gewinnt man wie beschrieben durch Zerkleinern und Herauslöten kleinere Stücke von Platinenschrott und goldüberzogenen PC-Bauteilen. Im Abzug gibt man diese Stücke in ein Becherglas und übergießt sie gemäß Anleitung mit konz. Salzsäure und Wassertsoffperoxid-Lösung. Nach Einwirken über Nacht entnimmt man die Platinenteile und filtriert die gewonnene Lösung ab. | Lehrerversuch | Salzsäure (konz. (w: >25%)), Wasserstoffperoxid-Lösung (wässrig, (w: 8-35%)) |
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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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Recycling von Aluminium | Wiedergewinnung von metallischem Aluminium in einer Salzschmelze | Durch Einbringen von Alu-Abfällen in eine Salzschmelze (Natriumchlorid:Kaliumchlorid:Natriumfluorid = 9:9:2) wird metallisches Aluminium zurückgewonnen. Die Salzschmelze verhindert die Oxidbildung. | Lehrer-/ Schülerversuch | Natriumfluorid |
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Kalkverwitterung (Modellversuch) | Kohlensäure-Angriff auf Marmor | Eine Spatelportion gepulverter Marmor wird mit reichlich Wasser zur Suspension gemischt. Dann leitet man längere Zeit Kohlendioxid ein. Man filtriert und erhitzt das Filtrat. Der gelöste Kalk bildet sich als Trübung zurück. | Lehrer-/ Schülerversuch | |
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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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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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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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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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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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Bodenacidität auf dem Messtäfelchen (pH-Meter) | Standardisierte Messung des Boden-pH | Aus ca. 10 cm Tiefe wird eine Bodenprobe genommen, zerkleinert und homogenisiert. Davon gibt man eine Löffelportion auf die Vertiefung im Messtäfelchen. Man tropft Indikatorlösung hinzu, lässt einwirken und neigt das Täfelchen, so dass die Flüssigkeit zum Farbvergleich in die vorgesehen Rinne fließt. | Lehrer-/ Schülerversuch | |
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Bodenverunreinigung mit Mineralölen (Modellversuch) | Eintrag von Petrochemikalien in die Bodenlösung | Ein senkrecht eingespanntes weites Glasrohr, unten mit einem Stopfen und Auslass bestückt, wird senkrecht eingespannt. Man füllt auf eine dicke Watteschicht am Boden eine hohe Sandschicht auf (alternativ: sandiger Lehmboden) und gibt dann 10 Tropfen Diesel- oder Heizöl auf die Oberfläche. Anschließend lässt man einen halben Liter Wasser langsam durch die Säule sickern und fängt die Flüssigkeit unten auf. Man beurteilt Aussehen und Geruch. | Lehrer-/ Schülerversuch | Heizöl EL |
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Nitrat im Wasser, in Lebensmitteln und im Boden | Schneller Nachweis mit Nitrat-Teststäbchen | 1) Wasserproben in Glasgefäßen werden untersucht, indem man das Teststäbchen eine Sekunde lang hineinhält und nach zwei Minuten die gefärbte Testzone mit der Farbskala auf der Packung vergleicht. 2) Bei Lebensmitteln presst man die Testzone auf die Probe (z.B. angeschnittene Kartoffel). 3) Bodenproben werden mit der gleichen Menge dest. Wasser aufgeschlämmt und sedimentiert. Der Nitrat-Test erfolgt in der überstehenden Lösung. | Lehrer-/ Schülerversuch | |
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Sauerstoff im Wasser | Halbquantitativer Nachweis von gelöstem Sauerstoff | Vorbereitend stellt man eine Mangan(II)-chlorid-Lösung (20g auf 25ml dest. Wasser) sowie eine Natriumhydroxid-Lösung (15g auf 30ml) her. Man füllt eine 100-ml-Klarglasflasche vollständig mit einer Probe aus einem Gewässer und verschließt sie sofort. Dann bringt man mit einer Pipette je 0,5ml der vorbereiteten Lösungen ein - tief auf den Boden der Flasche. Man verschließt wieder blasenfrei und schüttelt mehrmals. Nach 10 min schließt man aus der Farbe des Niederschlags auf den Sauerstoffgehalt: weiß=<1mg/l, elfenbein=1-3mg/l, schwach braun=5-10mg/l, rostbraun=>10mg/l | Lehrer-/ Schülerversuch | Natriumhydroxid (Plätzchen), Mangan(II)-chlorid-Tetrahydrat |
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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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