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experimentieren - aber sicher!

Experimente der Kategorie "Energetik/ Katalyse/ Kinetik"

	Name	Kurzbeschreibung	Beschreibung	Typ	Gefahrstoffe
	Reaktionsgeschwindigkeit und Oberfläche	Mg-Band bzw. Mg-Pulver reagieren mit Salzsäure	Man baut gemäß Anleitung die Messwerterfassung mit Temperatur-Sensor auf. In ein Kalorimeter gibt man die Salzsäure und taucht den Temperatur-Ssensor hinein. Dann fügt man die genau eingewogene Menge Magnesiumband hinzu und rührt. Anfangs- und Endtemperatur werden erfasst. Das Experiment wird anschließend mit Magnesiumpulver wiederholt.	Lehrer-/ Schülerversuch	Salzsäure (verd. w=____% (<10%)), Magnesium (Pulver, nicht stabilisiert), Magnesium (Band, Stücke), Wasserstoff (freies Gas)
	Schmutzentfernung mit Enzymen in Waschmitteln	Wirkung von Lipase, Protease und Amylase	A Ein mit Salatöl benetzter Stofflappen wird in drei kleine Stücke geteilt. Das erste Stück wird mit Biozym-F-Lösung bestrichen und das zweite mit angefeuchteter Gallseife - das dritte dient zum Vergleich. nach 5 min Einwirkzeit wäscht man einzeln unter fließendem kalten Wasser aus und vergleicht die Wirkung. B Man verschmutzt wie angegeben einen weißen Stofflappen mit Milchkakao, Pudding o.ä., lässt trocknen. Man zerteilt das Textilstück in drei Teile, die jeweils in ein Rggl. mit warmem Wasser gegeben werden. Einem Ansatz wird Biozym-SE-Lösung zugesetzt und dem zweiten eine Spsp. Vollwaschmittel - der dritte Ansatz dient zum Vergleich. Mach 10 min Einwirkzeit wäscht man einzeln unter fließendem kalten Wasser aus und vergleicht die Wirkung.	Lehrer-/ Schülerversuch	Vollwaschmittel (PERSIL (TM) Megaperls)
	Autokatalyse beschleunigt	Ablauf der Permanganat/Oxalsäure - Reaktion	Fünf Rggl. werden gemäß Anleitung mit Oxalsäurelösung und halbkonz. Schwefelsäure befüllt. Man setzt - wie beschrieben - steigende Volumina einer Mangan(II)-sulfat-Lösungen zu. Danach gibt man jeweils die Kaliumpermanganat-Lösung hinzu und misst jeweils die Zeit bis zur völligen Entfernung des Ansatzes.	Lehrer-/ Schülerversuch	Mangan(II)-sulfat-Monohydrat
	Reaktionswärme: Zink mit Kupfer-Ionen	Reaktionswärme bei der Reaktion von Zn mit Cu(II)-Salz-Lsg.	Kalorimeterversuch: Unter Kontrolle der Temperatur wird Zinkpulver mit einer verdünnten Kupfer(II)-Salzlösung zur Reaktion gebracht.	Lehrer-/ Schülerversuch SII	Kupfer(II)-sulfat-Pentahydrat, Kupfer(II)-sulfat-Lösung (verd., (w: <25%)), Zink (Pulver, nicht stabilisiert), Zink (Pulver, phlegmatisiert)
	Verbrennungsenthalpie Holzkohle	Messung der Enthalpie bei der Verbrennung von Holzkohle	Kalorimeterversuch: Holzkohle wird zum Glühen erhitzt und im Luftstrom verbrannt. Die Verbrennungsenthalpie wird bestimmt.	Lehrer-/ Schülerversuch SII
	Methanisierung von Wasserstoff aus reg. Energie	Platinkatalysierte Reduktion von Kohlenstoffdioxid mit Wasserstoff	Vorbereitend wird ein Quarzrohr mit Platinkatalysator-Perlen befüllt und mit Widerstandsdraht eng umwickelt, der mit einer geeigneten Spannungsquelle verbunden ist. Das Reaktionsrohr ist zwischen zwei Gasspritzen eingebaut, von denen die eine leer und die andere mit Wasserstoff und Kohlendioxid befüllt ist. Man heizt das Quarzrohr auf ca. 400 C auf und drückt langsam die Gasportion über einen 8-Minuten-Zeitraum hin und her. Der Nachweis von umgesetzten Kohlendioxid lässt sich mit der Kalkwasserreaktion durch Vergleich mit einer vorbereiteten Trübungsreihe halb quantitativ durchführen. Durch Vergleich der Flammenfarbe vor und nach dem Experiment, die man mittels kanülenbestückter Spritze erzeugt, wird untersucht, ob Waserstoff oder Methan das brennende Gas ist. Die quantitative Untersuchung der Methanisierung ist auch sehr gut mit dem Low-Cost-GC von Kappenberg möglich.	Lehrer-/ Schülerversuch SII	Methan (freies Gas), Wasserstoff (freies Gas)
	Biologische Wasserstoffgewinnung	Photoproduktion von Wasserstoff durch Purpurbakterien	Gemäß der ausführlichen Anleitung werden die Puffer- und Nährlösungen angesetzt sowie das Bakterienmedium vorbereitet. Die biochemische Gasproduktion erfolgt über 3-6 Tage in der zusammengestellten Apparatur. Zum Wasserstoffnachweis wird das in der Einwegspritze gewonnene Gas an der Kanülenspitze mittels Pt-Quarzwolle entzündet. Kohlendioxid wird mit Barytwasser nachgewiesen.	Lehrer-/ Schülerversuch SII	Eisen(II)-sulfat-Heptahydrat, Bariumhydroxid-Lösung (wässrig, gesättigt (w: ca. 7%)), Wasserstoff (freies Gas), Ethanol (ca. 96 %ig)
	Biochemische Brennstoffzelle mit Glucose-Oxidase	Stromproduktion aus elektrochemischer Reaktion von Glucose mit Wasserstoffperoxid	Man zeigt in zwei Vorversuchen ('Blue Bottle') die Eignung von Methylenblau als Redox-Mediator: Zum einen die Wirkung von Glucose auf alkalische Methylenblau-Lösung, zum anderen die Wirkung von Glucose-Oxidase auf eine pH7-gepufferte Methylenblau-Lösung. Im Hauptversuch befüllt man die vorgesehene Brennstoffzelle entsprechend der ausführlichen Anleitung kathodenseitig mit salzsaurer Wasserstoffperoxid-Lösung und anodenseitig mit der zubereiteten gepufferten Glucose-Oxidase-Methylenblau-Lösung, die mit einer Glucose-Methylenblau-Lösung vermischt wurde. Als Elektroden kommen ein Graphitstab und ein versilberte Kohlestab, alternativ ein Titan-Strecknetz zum Einsatz.	Lehrer-/ Schülerversuch SII	Methylenblau, Natriumhydroxid (Plätzchen), Wasserstoffperoxid-Lösung (wässrig, (w: 8-35%)), Salzsäure (verd. w=____% (<10%)), Silbernitrat-Lösung (verdünnt, w=____% (<5%))
	Biochemische Brennstoffzelle mit Trockenhefe	Stromproduktion aus elektrochemischer Reaktion von Glucose mit Wasserstoffperoxid	Vorbereitend setzt man nach Anleitung eine gepufferte Lösung von 2-Hydroxy-1,4-naphthochinon an. Man zeigt in einem Vorversuch die Reaktion einer alkalische Glucose-Lösung mit gepufferter HNQ-Lösung. Im Hauptversuch befüllt man die vorgesehene Brennstoffzelle entsprechend der ausführlichen Anleitung kathodenseitig mit salzsaurer Wasserstoffperoxid-Lösung und anodenseitig mit der zubereiteten Suspension von Trockenhefe in gepufferter HNQ-Lösung, die mit einer Glucose-HNQ-Lösung vermischt wurde. Als Elektroden kommen ein Graphitstab und ein versilberte Kohlestab, alternativ ein Titan-Strecknetz zum Einsatz.	Lehrer-/ Schülerversuch SII	Natriumhydroxid (Plätzchen), Wasserstoffperoxid-Lösung (wässrig, (w: 8-35%)), Salzsäure (verd. w=____% (<10%)), Silbernitrat-Lösung (verdünnt, w=____% (<5%)), 2-Hydroxy-1,4-naphthochinon
	Produkthemmung bei der Urease-Reaktion	Reaktionskinetik der Harnstoff-Hydrolyse	Eine 10%ige und eine 1%ige Harnstoff-Lösung werden gemäß Anleitung mit Urease-Suspension zur Reaktion gebracht. 5min lang misst man in Zeitabständen von 20sec die elektrische Leitfähigkeit.	Lehrer-/ Schülerversuch SII
	Hydrolyse von p-Nitrophenylacetat - visuell-kolorimetrisch	Modellreaktion einer Esterasewirkung (z.B. Papain)	Gemäß Anleitung wird eine Phosphat-Pufferlösung pH8 zubereitet. Mit diesem Phosphatpuffer werden wiederum 0,001-molare Imidazol-, Cystein- und Cysteamin-Lösungen angesetzt. Eine 0,01-molare ethanolische p-Nitrophenylacetat-Lösung wird bereitgestellt. Die Imidazol-, die Cystein- und die Cysteamin-Lösungen werden jeweil in einem Rggl. vorgelegt, ebenso eine reine Phosphat-Pufferlösung. Möglichst zeitgleich startet man die Reaktion durch Zugabe von jeweils 0,5ml p-NPA-Lösung und schüttelt gut durch. Die Farbreaktionen werden verglichen.	Lehrer-/ Schülerversuch SII	Ethanol (absolut), Imidazol, L-Cystein, Cysteamin, Papain
	Bestimmung des Katalasegehalts durch Titration	(Praktikumsversuch) Quantitative Katalase-Bestimmung bei Neutralisationstabletten eines Kontaktlinsenreinigungssystems	Vorbereitend werden für die Kalibrierung eine Katalase-Lösung sowie eine Wasserstoffperoxid-Lösung, eine 10%ige Kaliumiodid-Lösung, eine Phosphat-Pufferlösung pH6,8 und eine Neutralisationstabletten-Lösung gemäß Beschreibung angesetzt. Für die Nullwertbestimmung und das Anlegen der Kalibriergeraden legt man nach Anleitung die Mischung aus Pufferlösung, Wasserstoffperoxid-Lösung, Schwefelsäure, Kaliumiodid-Lösung und Molybdat-Lösung sowie einigen Tropfen Stärke-Lösung im Erlenmeyerkolben vor und titriert mit der Natriumthiosulfat-Lösung bis zur Entfärbung. Zur Bestimmung des Katalase-Gehalts wird dann mit der Neutralisationstabletten-Lösung in gleicher Weise verfahren.	Lehrer-/ Schülerversuch SII	Wasserstoffperoxid-Lösung (wässrig, (w: 8-35%)), Natronlauge (Maßlösung c= 0,1 mol/L), Schwefelsäure (konz. w: >15%)
	Koval. Immobilisierung von Invertase an Glas	Anlagerung eines Enzyms an eine dotierte Deckgläschen-Oberfläche	Aus Natronlauge- und Essigsäure-Maßlösung wird gemäß Anleitung eine Acetat-Pufferlösung pH=4,6 bereitgestellt, ebenso die benötigten Reagenzlösungen. 3 Deckgläschen (DG) werden wie beschrieben vorbehandelt und auf der Oberflächen mit 1 Tropfen 3-Aminopropyl-trimethoxysilan benetzt. Das Vorhandensein der Aminogruppen auf der Glasoberfläche wird mittels TNBS-Lösung nachgewiesen, nachdem man ein DG mit kalt gesättigter Borax-Lösung behandelt hat. Die beiden anderen DG werden 15 min lang mit Glutardialdeyd-Lösung überdeckt, danach dreimal mit Pufferlösung abgespült. Der Nachweis der Aldehydgruppen wird an einem DG mittelös SCHIFFs Reagenz durchgeführt. Das verbleibende DG wird gemäß Anleitung in eine gepufferte Saccharose-Lösung und dann in Invertase-Lösung gebracht. Der Nachweis der Enzymaktivität erfolgt nach 5 min mittels 3,5-Dinitrosalicylsäure-Lösung.	Lehrer-/ Schülerversuch SII	Natronlauge (Maßlösung c= 1 mol/L), Glutardialdehyd-Lösung (wässrig, w=25%), 3-Aminopropyl-trimethoxysilan, Schwefelsäure (konz. w: >15%), di-Natriumtetraborat (wasserfrei), 3,5-Dinitrosalicylsäure, 2,4,6-Trinitrobenzolsulfonsäure-Lösung (wässrig, ca. 1-molar)
	Farbstoffbasierte Solarzelle	meso-Tetra(para-Hydroxy)Phenylporphyrin-Lösung im Sonnenlicht	Das leitfähige FTO-Glas aus dem Solarzellen-Kit wird für 24 h in die Lösung von mT(p-OH)PP in Aceton eingelegt. Anschließend wird mit Aceton gespült. Man baut die Zelle gemäß Anleitung zusammen und verklebt sie unter Einsatz eines Heizstempels. Durch Injizieren der ElektrolytLösung stellt man die Solarzelle fertig. Man testet ihre Funktion auf dem OHP.	Lehrer-/ Schülerversuch SII	Aceton, Acetonitril
	Nucleophile Substitution an Halogenalkanen	Einfluss von Reaktionsparametern (variable Edukte)	Gemäß Anleitung bringt man in einem Rundkolben unter andauernder Leitfähigkeitsmessung (alternativ: Kontrolle mittels Chemophon) 1-Chlorbutan mit Ethanol zur Reaktion. Die Leitfähigkeit der eingesetzten Edukte wird ebenfalls gemessen. Nach Ende der Reaktion prüft man das Reaktionsgemisch im Rggl. mit Universalindikator-Lösung. In gleicher Weise verfährt man wie beschrieben mit den anderen Halogenalkanen.	Lehrer-/ Schülerversuch SII	Butylchlorid, Ethanol (absolut), 2-Iod-2-methylpropan, Universalindikator, flüssig (Skala pH 4-10; enth. Ethanol), tert. Butylethylether, n-Butylethylether
	OSTWALD-Verfahren (Modellversuch)	Oxidation von Ammoniak am Katalysator	keine Anleitung	tabu

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