Experimente der Kategorie "Innovative Materialien"
| Name | Kurzbeschreibung | Beschreibung | Typ | Gefahrstoffe | |
|---|---|---|---|---|---|
 |
Superhydrophobe Glasoberfläche | Funktionalisierung durch Reaktion mit Chlorsilanen | Die Oberfläche eines maschinengespült sauberen Objekträgers wird im linken Viertel mit Tesafilm abgeklebt. In ein Zentrifugenröhrchen PP (50 ml) mit Stehrand gibt man im Abzug einen Tropfen Trichlormethylsilan. Dann stellt man den Objetträger - mit der Tesafilmseite nach oben - hinein, verschraubt und lässt ca. 20min lang einwirken. Nun nimmt man den Objektträger heraus, entfernt den Tesastreifen. Zur Prüfung der Funktionalität setzt man einen Tropfen dest. Wasser auf die hydrophobierte Fläche und lässt ihn langsam Richtung unbehandelte Fläche rollen. | Lehrerversuch | Trichlormethylsilan |
|
Bromierung von meso-Tetraphenylporphyrinatokupfer(II) | Elektrophile aromatische Substitution mit Abscheidung von Bromwasserstoff | Gemäß Anleitung und graphischer Darstellung baut man eine U-Rohr-Apparatur zusammen. Das U-Rohr selbst wird wie angegeben mit m-TPP-Kupfer-Komplex und einer Brom-Lösung in Dichlormethan befüllt, das angeschlossene Rggl. mit 40 ml salpetersaurer Silbernitrat-Lösung. Dann bläst man mit dem Handgebläse Luft durch die Apparatur. | Lehrerversuch | Brom, Dichlormethan, Silbernitrat, Salpetersäure (Maßlösung c= 1 mol/L), Bromwasserstoff, wasserfrei (freies Gas) |
|
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%)) |
|
Nanosilber als Bakterienkiller | Vergleichende mikrobiologische Untersuchung mit Silber-Nanopartikeln | Dest. Wasser, stark verd. Silbernitrat-Lsg. und eine Nanosilber-Suspension werden mit einigen Tropfen einer Bakterienlösung (Mikroorganismenkultur Micrococcus luteus) gut durchmischt. Die drei Lösungen werden jeweils mit sterilem Glasspatel auf Agarplatten aufgebracht und bei 37 °C über Nacht inkubiert. | Lehrer-/ Schülerversuch | Ethanol (ca. 96 %ig), Silbernitrat-Lösung (verdünnt, w=____% (<5%)) |
|
Zinkoxid - fluoreszierend | Herstellung von Zinkoxid-Nanopartikeln | Vorbereitend werden Natriumhydroxid-Plätzchen unter ständigem Rühren bei 40 °C in Ethanol gelöst. In einem Zweihals-Rundkolben löst man Zinkacetat in Ethanol auf und erhitzt auf 90 °C unter Rückflusskühlung 10 min lang. Man lässt auf 60 °C abkühlen und setzt die vorbereitete ehtanolische NaOH-Lösung zu. Mit UV-Licht wird danach die Fluoreszenz der klaren Lösung beobachtet. Zur Kristallisation der ZnO-Nanopartikel bleibt die Lösung über mehrere Tage stehen. | Lehrer-/ Schülerversuch | Ethanol (absolut), Natriumhydroxid (Plätzchen), Zinkacetat-Dihydrat, Zinkoxid |
|
Zinkoxid-Nanopartikel als Farbkiller | Photokatalytische Zersetzung von Rote-Beete-Fabstoff | In vier Schnappdeckelgläsern gibt man stark verdünnten Rote-Beete-Saft. Zwei Ansätze werden mit einer Zinkoxid-Nanopartikel-Suspension versetzt. Man beobachtet die Farbveränderung. Dann wird eine Ansatz mit und ein Ansatz ohne Nano-ZnO 30 min lang einer UV-Bestrahlung ausgesetzt. Man vegleicht die vier Proben. | Lehrer-/ Schülerversuch | Zinkoxid, Ethanol (ca. 96 %ig) |
|
Modellversuch: Nano-ZnO durchdringt Zellmembran | Diffusion von Zinkoxid-Nanopartikeln im Wasser/n-Octanol-System | Reagenzglasversuch: Eine ethanolische Zinkoxid-Nanopartikel-Suspension wird vorsichtig mit n-Octanol unterschichtet. 15 min lang beobachtet man die Verteilung der Nanopartikel unter Bestrahlung mit UV-Licht. | Lehrer-/ Schülerversuch | Ethanol (ca. 96 %ig), 1-Octanol |
|
Nanopartikel in Sonnencreme | Isolierung mineralischer UV-Filter aus Sonnencreme | Eine Portion Sonnencreme wird bei 120 °C getrocknet (Trockenschrank o. Ofen). Danach erhitzt man 5 min lang das Material mit der Brennerflamme in einen Porzellantiegel stark von oben und von der Seite. Das calcinierte Pulver nimmt man nach dem Abkühlen mit wenig verd. Salzsäure auf und filtriert. Sowohl das Filtrat als auch der Filterrückstand stehen für weitere Versuche zur Verfügung. | Lehrer-/ Schülerversuch | Salzsäure (verd. w=____% (<10%)) |
|
Nano-Titandioxid in Sonnencreme | Indirekter Nachweis von Titandioxid-Nanopartikeln | Reagenzglasversuch: Die durch Calzinieren gewonnene Pigmentmasse aus Sonnencreme wird sauer aufgeschlossen: Dazu erhitzt man sie im Abzug mit der fünffachen Portion Kaliumhydrogensulfat kräftig mit dem Gasbrenner, bis die Masse schmilzt und weiße Dämpfe entweichen. Nach dem Erstarren und Abkühlen setzt man verd. Schwefelsäure hinzu und erhitzt erneut zum Sieden, bis sich die Masse auflöst. Zum Nachweis der Titanionen als gelb-orangenen Titanperoxo-Komplex tropft man eine 3%ige Wasserstoffperoxid-Lösung hinzu. | Lehrer-/ Schülerversuch | Kaliumhydrogensulfat, Schwefelsäure (verd. w=____% (5-15%)), Titanylsulfat-Hydrat, Wasserstoffperoxid-Lösung (wässrig (w=3%)) |
|
Nano-ZnO aus der Sonnencreme | Indirekter Nachweis von Zinkoxid-Nanopartikeln | Reagenzglasversuch: Vorbereitend wird je eine Spsp. von Natriumacetat und rotem Blutlaugensalz in etwas demineralisiertem Wasser aufgelöst. Das salzsaure Filtrat einer calcinierten Portion Sonnencreme wird nun auf vorhandene Zinkionen untersucht, indem man diese Lösung hinzugibt. Es entsteht der gelb-braune Zinkhexacyanidoferrat(III)-Komplex. | Lehrer-/ Schülerversuch | Salzsäure (verd. w=____% (<10%)) |
|
Gold-Nanopartikel aus der Mikrowelle I | Reduktion von Goldsäure mit Citrat | Vorbereitend werden mittels demin. Wasser jeweils Lösungen (w: 1%) von Tetrachlorgoldsäure und tri-Natriumcitrat-Dihydrat hergestellt. Die Natriumcitrat-Lösung wird gemäß Rezeptur mit dem ca. 10-fachen Volumen der Goldsäure-Lösung versetzt und dann auf das gut 30fache Volumen mit Wasser aufgefüllt. In einem größeren Glaskolben wird das Gemisch in einem haushaltsüblichen Mikrowellengerät zur Reaktion gebracht (120W / 15min oder 230W / 8min). Es entsteht eine rötliche Suspension mit Nanopartikeln des Edelmetalls. Bei einer Filtration der Suspension passieren die Nanopartikel das Filterpapier. | Lehrer-/ Schülerversuch | Tetrachloridogold(III)-säure-Hydrat |
|
Versuche mit einer Nano-Gold-Suspension | Änderung der kolloidalen Dispergierung von Gold-Nanopartikeln | A Einer Nano-Gold-Suspension wird mittels Pipette etwas Natriumchloridlösung zugefügt. Es kommt zur Agglomeration der Partikel, die mit einer Farbveränderung verbunden ist. Beim Filtrieren werden die meisten Agglomerate am Filterpapier adsorbiert. B Zu einer frisch bereiteten Nano-Gold-Suspension wird etwas verdünnte Salzsäure gegeben. Es kommt zur Agglomeration und zu einer Farbveränderung. Der Vorgang kann durch Verwendung einer Mikrowelle (120W / 1 min) beschleunigt werden. Die Agglomerate können durch Filtration abgetrennt werden. | Lehrer-/ Schülerversuch | Salzsäure (Maßlösung c= 0,1 mol/L) |
|
Gold-Nanopartikel aus der Mikrowelle II | Reduktion von Tetrachloro(III)-goldsäure mit Glucose bzw. mit Natriumborhydrid | Man löst jeweils 1 Spsp. Glucose bzw. Natriumborhydrid in 50ml Wasser und gibt nach Rezeptur wenig Tetrachlorogoldsäure hinzu. Die Reaktion mit Natriumborhydrid setzt unter Wasserstoffentwicklung unmittelbar ein und lässt eine zunächst dunkelbraune, dann schwarze Nano-Gold-Suspension entstehen. Die Reaktion mit Glucose wird erst im Mikrowellengerät (120W / 10min) ausgelöst. | Lehrer-/ Schülerversuch | Tetrachloridogold(III)-säure-Hydrat, Natriumborhydrid |
|
Nanotechnologie: Funktionelle Beschichtungen | Eine Antireflexschicht durch Dip-Coating mit Objektträgern | Vorbereitend wird ein Sol aus Tetraethylorthosilicat (TEOS), 2-Propanol und 3-molarer Salpetersäure (6:13:1 Volumenteile) hergestellt. Die Lösung ist lange Zeit im Kühlschrank haltbar. Drei Raumteile des vorbereiteten Sols werden mit zwei Raumteilen 2-Propanol verdünnt und in eine schlankes Glasgefäß gegeben. Mit Hilfe eines Grillmotors wird eine maschinengespülter sauberer Objektträger periodisch in das Sol eingetaucht und herausgezogen. | Lehrer-/ Schülerversuch | 2-Propanol, Salpetersäure (verd. w=____% (5-20%)), Tetraethylorthosilikat |
|
Zinkoxid-Nanopartikel unter Leidenfrost-Bedingungen | Thermische Reaktion einer Zinkacetat-Lösung und Fluoreszenz der ZnO-Nanopartikel | Vorbereitend wird eine wässrige Zinkacetat-Lösung (c: 0,02 mol/L) hergestellt. Eine Aluminiumscheibe wird auf einer 300° heißen Magnetrührerplatte stark erhitzt. Das Erreichen der Leidenfrost-Temperatur - oberhalb 240°C - wird mit Tropfen von dest. Wasser überprüft. Nun trägt man mit einer Pipette 1-2 ml der Zinkacetat-Lösung in der Mitte der Aluminiumplatte auf und beobachtet den Reaktionsverlauf unter Bestrahlung mit UV-Licht. | Lehrer-/ Schülerversuch | Zinkacetat-Dihydrat |
|
Ein leitfähiger Kunststoff | Oxidative Bildung von Polypyrrol | Vorbereitend löst man in einem Rggl. Eisen(III)-chlorid gemäß Rezeptur in Wasser. In einem anderen Rggl. gibt man zu wenig 2-Propanol das gleiche Volumen Pyrrol und schüttelt. Man legt drei Kristallisierschalen mit Rundfilterpapier aus. Das 1. Papier bleibt zum Vergleich trocken. Das 2. Papier benetzt man vollständig mit der Eisen(III)-chlorid-Lösung und trocknet es mit dem Föhn. Das 3. Papier wird ebenfalls zunächst mit der Eisensalz-Lösung vollständig benetzt. Dann tropft man wenig Pyrrol-Lösung auf und beobachtet die Farbveränderung. Nach ca. 1min wird das Papier mit Pinzette aufgenommen und mit dem Föhn getrocknet. Dann misst man die elektrische Leitfähigkeit auf allen drei Papieren. | Lehrer-/ Schülerversuch | Eisen(III)-chlorid-Hexahydrat, 2-Propanol, Pyrrol |
|
Windeln als High-Tech-Produkt | Quellfähigkeit des Superabsorbers aus Natriumpolyacrylat | A Probestücke von Papiertaschentuch und Windel werden in einer Schale mit einer definierten Portion Wasser begossen. Man Versucht, das aufgenommene Wasser aus beiden Materialien herauszudrücken. B In einem trockenen Rggl. gibt man zu einer kleinen Portion Superabsorber nach und nach soviel Wasser, wie das Material unter Gelbildung aufnehmen kann. C In vier Rggl. werden jeweils 2 Spatelportionen Superabsorber mit Wasser, mit Spiritus, mit Salzsäure und mit Natronlauge versetzt. Das Quellverhalten wird verglichen. | Lehrer-/ Schülerversuch | Ethanol (Brennspiritus) (mit 2-Butanon u.a. vergällt), Salzsäure (w=____% (10-25%)), Natronlauge (Maßlösung c= 1 mol/L) |
|
Bau eines Natrium-Ionen-Akkumulators | Energiespeicher in der TIC-TAC-Dose | Vorbereitend reiniget man ein FTO-Glas mit Aceton und versieht es gemäß Anleitung mit einer Titandioxidschicht die man trocknen lässt. Auf einer Heizplatte (350°C) wird die Titandioxidschicht eingebacken. Die Elektrolytlösung wird gemäß Rezeptur aus Natriumperchlorat, Dimethylcarbonat und Propylencarbonat zubereitet. In eine TIC-TAC-Dose oder entsprechendes Gefäß gibt man nun die Elektrolytlösung und stellt die vorbereitete Titandioxidelektrode (-Pol) sowie die Graphitfolie (+Pol) hinein. Man lädt 3min lang mit ca. 4,6V Spannung und nutzt dann den Energiespeicher. | Lehrer-/ Schülerversuch | Natriumperchlorat-Monohydrat, Dimethylcarbonat, Propylencarbonat, Aceton |
|
Slime mit Titanverbindungen | Wirkung organischer Titan(IV)-Komplexe | Vorbereitend wird eine 1%ige Guarmehl-Lösung hergestellt. Diese versetzt man unter kräftigem Rühren gemäß Anleitung mit der Organo-Titan(IV)-Komplex-Lösung und färbt mit Lebensmittelfarbe ein. | Lehrer-/ Schülerversuch | 2-Propanol, Titandiisopropoxid Bis(acetylacetonat) (Lsg., 75%ig in 2-Propanol) |
|
Herstellung von Chitosan aus Chitin | Stickstoffbestimmung im Chitosan | Chitinflocken werden im Zweihals-Rundkolben gemäß Anleitung mit Wasser zum Quellen gebracht. Anschließend setzt man die Natronlauge hinzu, verdrängt die Luft im Kolben mit Stickstoff und verschließt den Kolben wie angegeben luftdicht. Dann kocht man unter Rückfluss eine Stunde lang, lässt abkühlen, setzt die angegebene Menge Wasser hinzu und lässt über Nacht im Abzug stehen. Dann wird mittels Büchnertrichter abgesaugt, gewaschen und wie beschrieben getrocknet. Zur Stickstoffbestimmung im trockenen Chitosan, löst man dieses gemäß Anleitung in Essigsäure, säuert mit Salzsäure weiter an und gibt zügig die vorbereitete Natriumnitrit-Lösung hinzu. Das sich bildende Gas wird pneumatisch im Messzylinder aufgefangen. | Lehrer-/ Schülerversuch | Natronlauge (konz. w= 32%), Natriumnitrit, Salzsäure (konz. (w: >25%)), Essigsäure (w=____% (10-25%)) |
Seite 1 von 2, zeige 20 Einträge von insgesamt 35 , beginnend mit Eintrag 1, endend mit 20
