Experimente der Sammlung "Experimente zu Makromolekülen (KÖLNER MODELL)"
| Ausgabe | Name | Kurzbeschreibung | Beschreibung | Typ | Gefahrstoffe | |
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Flüssigkeit wird zum Feststoff. | Radikalische Polymerisation von Styrol | Reagenzglasversuch: Zu 5 ml Styrol rührt man mit dem Glasstab etwa 0,5 ml Härtepaste. Man erhitzt im siedenden Wasserbad ca. 10 Minuten lang. Nach dem Erkalten hat sich ein rötlicher trüber Kunststoff gebildet. | Lehrerversuch | Styrol, Benzoylperoxid (25% Wasser als Stabilisator) | |
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PMMA-Synthese mit Härterpaste | Radikalische Polymerisation von Methacrylsäuremethylester | Reagenzglasversuch: Mittels Glasstab rührt man ca. 0,5 g Härterpaste in die zehnfache Menge Methacrylsäuremethylester ein und erhitzt im Wasserbad für 10min auf ca. 80 °C. Danach lässt man abkühlen. | Lehrer-/ Schülerversuch | Methylmethacrylat, Benzoylperoxid (25% Wasser als Stabilisator) | |
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PMMA ausfällen | Redox-Polymerisation von Methacrylsäuremethylester | Im Becherglas löst man Methacrylsäuremethylester (stabilisiert) in der zwanzigfachen Menge Ethanol (60%ig) auf. Da setzt man unter Rühren gemäß Rezeptur 10%ige Kaliumperoxodisulfat-Lösung und 10%ige Natriumdisulfit-Lösung hinzu. Durch Erwärmen im Wasserbad (50°C) wird die Reaktion beschleunigt. Der entstehende Niederschlag wird abfiltriert, mit Ethanol-Wasser-Gemisch gewaschen und getrocknet. Das krümelige Produkt kann man mit etwas erwärmtem Aceton lösen. | Lehrer-/ Schülerversuch | Methylmethacrylat, Kaliumperoxodisulfat, Natriumdisulfit, Ethanol (ca. 96 %ig), Aceton | |
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Polystyrol-Synthese mittels Eisen(III)-chlorid | Kationische Polymerisation von PS | Vorbereitend gewinnt man frisch kristallisiertes Eisen(III)-chlorid durch Sublimation. Man erhitzt vorsichtig eine Spatelportion Eisen(III)-chlorid, wasserfrei oder als Hexahydrat im schwer schmelzbaren Rggl. bis sich in der Mitte des Glases dunkle glänzende Kristalle abscheiden. Diese werden mit trockenem Spatel entnommen, in ein Rggl. überführt und mit Styrol gemäß Rezeptur übergossen. Man erwärmt mehrfach kurz in der Brennerflamme und beobachtet die Reaktion. Der entstehende harzartige Feststoff wird auf thermoplastische Eigenschaften untersucht. | Lehrer-/ Schülerversuch | Styrol, Eisen(III)-chlorid (wasserfrei), Eisen(III)-chlorid-Hexahydrat | |
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Polymilchsäure - ein biologisch abbaubares Polymer | Polymerisaltion von Lactid | Gemäß Rezeptur werden in einem Rggl. Milchsäure und eine Spsp. wasserfreies Zinkchlorid als Katalysator vermischt. Man setzt Siedesteinchen hinzu und erhitzt vorsichtig einige Minuten lang über der schwachen Brennerflamme. Das Kondensat im oberen Teil des Rggl. lässt sich als Wasser nachweisen. Nach erfolgter Reaktion kühlt man das Rggl. im Kaltwasserstrahl. | Lehrer-/ Schülerversuch | Milchsäure (ca. 90 %ig), Zinkchlorid | |
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Synthese eines Mischpolymerisats | Copolymerisation von Styrol mit Maleinsäureanhydrid | Nach Rezeptur werden im Rggl. Maleinsäureanhydrid und Styrol vermischt. Man erhitzt über kleiner Brennerflamme, bis eine klare Lösung entsteht, und dann weiter 1-2 Minuten lang. | Lehrer-/ Schülerversuch | Styrol, Maleinsäureanhydrid | |
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Herstellung eines Phenoplasts | Polykondensation von Resorcin und Propionaldehyd | Reagenzglasversuch: In einem trockenen Rggl. wird Resorcin mit dem gleichen Volumen Propionaldehyd versetzt und erwärmt. Wenn die Lösung klar geworden ist, kühlt man unter Kaltwasserstrahl auf Zimmertemperatur ab. Ein zugesetzter Tropfen konz. Salzsäure löst danach die Polykondensation aus, die sehr heftig ablaufen kann. | Lehrer-/ Schülerversuch | Resorcin, Propionaldehyd, Salzsäure (konz. (w: >25%)) | |
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Kunststoff mit Glycerin und Citronensäure | Polykondensation und Vernetzung | Reagenzglasversuch: Eine Spatelportion Citronensäure wird mit 10 Tropfen Glycerin vermischt und für ca. 2 Minuten über der Brennerflamme erhitzt. Dann stellt man das Rggl. ab. | Lehrer-/ Schülerversuch | Citronensäure-Monohydrat | |
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Polyester aus Glycerin und Bernsteinsäure | Polykondensation mit Nachweis der Wasserabspaltung | Vorbereitend stellt man sich ein Wassernachweispapier her, indem man Streifen von Filterpapier mit konz. Kupfer(II)-sulfat-Lösung tränkt und bei ca. 120 °C trocknet, bis es weiß ist. Im trockenen Rggl. wird nach Rezeptur Bernsteinsäure mit Glycerin überschichtet. Man erhitzt über dem Gasbrenner 5 Minuten lang unter ständigem Schütteln. In die Öffnung hält man ab und zu das vorbereitete Wassernachweispapier. | Lehrer-/ Schülerversuch | Bernsteinsäure, Kupfer(II)-sulfat-Pentahydrat | |
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Polyester aus Glykol und Phthalsäureanhydrid | Polykondensation mit Nachweis der Wasserabspaltung | Vorbereitend stellt man sich ein Wassernachweispapier her, indem man Streifen von Filterpapier mit konz. Kupfer(II)-sulfat-Lösung tränkt und bei ca. 120 °C trocknet, bis es weiß ist. Im trockenen Rggl. wird nach Rezeptur Phthalsäureanhydrid mit Glykol überschichtet. Man erhitzt über dem Gasbrenner unter ständigem Schütteln, bis eine klare Lösung entsteht. Nach Hinzufügen einiger Siedesteinchen erhitzt man für 5min weiter. In die Öffnung hält man ab und zu das vorbereitete Wassernachweispapier. | Lehrer-/ Schülerversuch | Ethylenglykol, Phthalsäureanhydrid | |
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Vom Thermoplast zum Duroplast | Polykondenstion von Glycerin und Phthalsäureanhydrid mit Vernetzungsreaktion | Phase 1: Im trockenen Rggl. wird nach Rezeptur Phthalsäureanhydrid mit Glycerin überschichtet. Man erhitzt über der Brennerflamme vorsichtig, bis eine klare Lösung entstanden ist. Beim weiteren Erhitzen wird die Masse immer zähflüssiger. Durch Abkühlen und erneutes Erwärmen beobachtet man die Thermoplastizität des Produktes. Phase II: Dem erwärmten zähen Thermoplast fügt man ein Siedesteinchen zu und erhitzt vorsichtig unter ständigem Schütteln 5 Minuten lang. Dann lässt man abkühlen und zeigt durch erneutes Erwärmen das Verschwinden der thermoplastischen Eigenschaft. | Lehrer-/ Schülerversuch | Phthalsäureanhydrid | |
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Polyester mit Leinöl oder Linolsäure | Polykondensation mit Glycerin, Phthalsäureanhydrid und ungesättigten Fettsäuren | In einem trockenen Rggl. überschichtet man gemäß Rezeptur Phthalsäureanhydrid mit Glycerin. Man fügt das Leinöl bzw. die Linolsäure sowie ein Siedesteinchen hinzu. Das Gemisch wird im schräg gehaltenen Rggl. 10 Minuten lang über der Brennerflamme unter ständigem Schütteln erhitzt. Nach dem Erkalten gießt man das Reaktionsgemisch auf einen Objektträger. | Lehrer-/ Schülerversuch | Phthalsäureanhydrid | |
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Ein wasserlöslicher Polyesterklebstoff | Polykondensation von Glykol und Citronensäure | Man vermischt im Becherglas nach Rezeptur die Citronensäure mit dem Glykol. Dann erhitzt man unter Temperaturkontrolle 7 Minuten lang auf ca. 160 °C. Probe A: Mit einigen Tropfen des entstehenden flüssigen Produkts verklebt man 2 Objektträger. Probe B: Man gießt das Produkt auf ein Uhrgläschen, lässt es bis zur Zähflüssigkeit abkühlen und zieht mit dem Glasstab lange Fäden. | Lehrer-/ Schülerversuch | Ethylenglykol, Citronensäure-Monohydrat | |
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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 | |
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Trockenspinnverfahren mit UHU (TM) | KS-Fadenbildung durch Lösemittelverdunstung | Mittels Holzstäbchen holt man asu der Öffnung einer UHU(TM)-Tube ein Klebstofftröpfechen und zieht langsam einen langen dünnen Faden. Vor schwarzem Papier ist er gut sichtbar. | Lehrer-/ Schülerversuch | Aceton, Methylacetat | |
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Schmelzspinnen mit Polyamid | Thermoplastizität mit Hilfe einer Klebepistole | Eine elektrisch beheizbare Klebepistole wird 8 - 10min vorgeheizt. Man drückt den Polyamidstab in die Pistole, so dass sein vorderer Bereich aufschmilzt und aus der Düse tritt. Mit einem Gegenstand aus Holz, Pappe, Stein o.ä. nimmt man den verflüssigten Klebstoff auf und versucht, einen möglichst langen, dünnen Faden (bis zu 25m) zu ziehen, der durch Helfer in bestimmten Abständen gestützt wird. Danach teilt man den gewonnenen Faden in Stücke und dehnt ihn zwischen den Händen (= Verstrecken). | Lehrer-/ Schülerversuch | ||
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Schmelzspinnen eines Polyesters | Thermoplastizität von PET über der Teelichtflamme | Zehn etwa 1-ct-große Stücke von Polyethylenterephthalat werden zurecht geschnitten. Man erwärmt den Kunststoff in einem leeren Teelichtbecher über einer Teelichtflamme bis zum Erweichen. Mit einem Holzstab zieht man dann aus der zähflüssigen Schmelze lange Fäden. | Lehrer-/ Schülerversuch | ||
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Schmelzspinnen von Polypropen | Thermoplastisches Verhalten von Polypropylen (PP) | Man schneidet aus sauberen KS-Abfällen (PP oder 5) ca. 1-ct-große Stücke, gibt diese in eine Rggl. und erwärmt vorsichtig unter Drehen bis zum Erweichen des Materials. Dann zieht man mit einem Stab Fäden aus der Masse. | Lehrer-/ Schülerversuch | ||
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Polystyrol - "mit und ohne Gas" | Vergleich zweier gebräuchlicher Polymer-Kunststoffe | Zu zerkleinerten Stückchen von Styropor (TM) in einer Schale tropft man unter Rühren Ethylacetat hinzu, bis sich eine klare farblose Flüssigkeit bildet. Man gießt die Lösung auf ein Stück Alufolie, dessen Kanten aufgefalzt sind und lässt das Lösemittel über Nacht abdampfen. Man prüft das Schwimm-Sink-Verhalten der so gewonenen PS-Folie und vergleicht mit einem Stückchen Styropor (TM). | Lehrer-/ Schülerversuch | Ethylacetat | |
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Tiefziehen von Polystyrol | Thermoplastisches Umformen einer KS-Platte | 1) Ein sauberer Einwegbecher aus Polystyrol (PS oder 06) wird mit der Öffnung nach unten auf eine wärmefeste Unterlage gestellt. Dann erhitzt man ihn mit dem Heißluftföhn aus einer 20-25cm-Distanz, bis er sich im weichen Zustand zu einer Scheibe zusammenzieht. 2) Man legt die Scheibe auf die Nutsche einer Saugflasche, die an eine WS-Pumpe angeschlossen ist, erwärmt wieder mit Heißluft und stellt die Saugpumpe mit schwachem Sog an. | Lehrer-/ Schülerversuch |
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