Experimente der Kategorie "Innovative Materialien"

NameKurzbeschreibungBeschreibungTypGefahrstoffe
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%))
Bestimmung der Dicke einer Aluminiumschicht Untersuchung von Verpackungs-Verbundmaterial Zur Vorbereitung der Aluminium-Lösung schneidet man gemäß Anleitung ein definiertes Stück zurecht, entfettet es und entfernt die Lackschicht mit ethanolgetränktem Tuch. Anschließend löst man die Aluminiumschicht in heißer Salzsäure auf dem Heizrührgerät wie beschrieben ab und lässt anschließend die Lösung abkühlen. Sie wird filtriert und nach Zugabe der TITRIPLEX-Lösung gemäß Anleitung zum Sieden erhitzt, abgekühlt und mit Natriumacetat auf pH 5-6 eingestellt. Dann setzt man den Indikator Xylenorange zu und titriert wie angegeben mit Zinksulfat-Maßlösung bis zum Farbumschlag. Lehrer-/ Schülerversuch Ethanol (ca. 96 %ig), Salzsäure (w=____% (10-25%)), Salzsäure (verd. w=____% (<10%)), Zinksulfat-Lösung (verdünnt, (1%<w<2,5%))
Lithium-Ionen-Akkumulator (Dual-Carbon-Cell) Graphitminen in der TIC-TAC(TM)-Dose Vorbereitend wird die Elektrolytlösung wie beschrieben aus Lithiumperchlorat und Propylencarbonat angesetzt. Gemäß Anleitung wird die Dose mit der Elektrolytlösung befüllt. Man überdeckt mit einer 1-cm-Schicht aus dünnflüssigem Paraffin. Man baut die Graphitminen wie dargestellt in eine Klemmvorrichtung wein und taucht sie in die Elektrolytlösung. Nach Anlegen einer 4,3V-Gleichspannung wird die Zelle 6 min lang geladen. Lehrer-/ Schülerversuch Lithiumperchlorat, Propylencarbonat, Paraffinöl (dünnflüssig)
Bestimmung der Einzelpotentiale der ionenintercalierten Graphitelektroden Messung mit Hilfe einer Silber/Silberchlorid-Elektrode Vorbereitend wird die Elektrolytlösung wie angegeben angemischt. Gemäß Anleitung und Darstellung wird eine TIC-TAC(TM)-Dose mit der Elektrolytlösung befüllt und eine weitere mit Kaliumchlorid-Maßlösung. Die Gefäße sind über eine Elektrolytbrücke miteinander verbunden und mit den Elektroden bestückt. Die beiden Graphitelektroden werden zur Aufladung des Systems für 5 min mit 4,3V-Gleichspannung beschaltet. Danach misst man die Spannung zwischen der Silber/Silberchlorid-Elektrode und der mit Lithium-Ionen intercalierten Graphitelektrode. Nach erneutem 1-minütigem Ladevorgang wird das Einzelpotential der mit Perchlorat-Ionen intercalierten Graphitelektrode bestimmt. Lehrer-/ Schülerversuch Propylencarbonat, Lithiumperchlorat
Protonierung von meso-Tetraphenylporphyrin Behandlung von m-TPP in Dichlormethan mittels Perchlorsäure Man löst im großen Rggl. wie beschrieben m-TPP in Dichlormethan und gibt dann unter Schütteln Perchlorsäure hinzu. Zur Entsorgung rührt man die Reaktionslösung später in eine warme gesättigte Natriumthiosulfat-Lösung ein. Lehrer-/ Schülerversuch Dichlormethan, Perchlorsäure (verdünnt, w: ca.10%)
Farbwechsel eines mit Polyanilin beschichteten FTO-Glases Reaktionen in saurem und alkalischem Milieu Man stellt gemäß Anleitung Natronlauge und Schwefelsäure in zwei KS-Gefäßen bereit, ein drittes Gefäß wird mit dest. Wasser befüllt. Ein mit PANI beschichtetes FTO-Glas wird zunächst in die Natronlauge getaucht, danach in das dest. Wasser und anschließend in die Schwefelsäure. In gleicher Weise verfährt man mit einem FTO-Glas, das mit dem gelben Leukoemeraldin Salz beschichtet ist. Lehrer-/ Schülerversuch Natronlauge (Maßlösung c= 1 mol/L), Schwefelsäure (verd. w=____% (5-15%))
Polyanilin-Schicht auf verspiegeltem FTO-Glas Bau eines elektrochromen, selbstabblendbaren Spiegels Die PANI-Schicht auf dem verspiegelte FTO-Glas wird zunächst gemäß Anleitung in der Elektrolyt-Lösung als -Pol geschaltet und zum Leukoemeraldin-Salz entfärbt. Die Spiegelwirkung des Glases wird getestet. Danach färbt man die elektrochrome Schicht durch Umpolen der Anordnung zu einer dunklen Pernigranilin-Schicht um und prüft die stark gedämpfte Spiegelwirkung. Durch erneutes Umpolen wird die elektrochrome Schicht wieder zum transparenten Leukoemeraldin-Salz umgewandelt. Lehrer-/ Schülerversuch
Nano-Silber aus Silbernitrat und Natriumcitrat Gewinnung der Nanopartikel Ein Reagenzglas mit Silbernitrat-Lösung wird gemäß Anleitung in ein Becherglas mit Wasser gestellt, das zum Sieden erhitzt wird. Dann wird Natriumcitrat-Lösung hinzu pipettiert. Lehrer-/ Schülerversuch Silbernitrat-Lösung (verdünnt, w=____% (<5%))
Nano-Gold aus Tetrachloridogold(III)-säure und Natriumcitrat Farbdifferenzierung kleinerer und größerer Nanopartikel In ein Becherglas mit Wasser, das zum Kochen gebracht wurde, stellt man zwei Reagenzgläser mit den vorbereiteten Lösungen gemäß Konzentrationstabelle und beobachtet den Farbverlauf. Anschließend wiederholt man den Versuch und setzt diesmal beiden Ansätzen einige Körnchen Natriumchlorid zu. Lehrer-/ Schülerversuch Tetrachloridogold(III)-säure-Hydrat
Modellhafter Versuch zum Auerlicht Luminiszenz mit Yttrium- und Cer-Verbindungen Gemäß Anleitung löst man in einem Rggl. Magnesiumoxid in verd. Salpetersäure, in einem zweiten Rggl. Magnesiumoxid, Yttrium(III)-oxid und Cer(III)-nitrat ebenfalls in verd. Salpetersäure. Kleine Baumwolltuchstücke werden mittels Pinzette in die jeweilige Lösung getaucht. Man trocknet sie über Nacht an der Luft oder im Trockenschrank. Die so präparierten Tuchstückchen hält man in die rauschende Flamme des Gasbrenners. Lehrer-/ Schülerversuch Cer(III)-nitrat, Salpetersäure (verd. w=____% (5-20%))
Synthese eines Kunststoffkomposits mit Al2O3-Nanoadditiven Modifizierung der Stoffeigenschaften eines Kunstharzes Gemäß Anleitung gibt man unter dem Abzug Komponente 1 des Polyesterharzes in einen Teelichtbecher und tropft unter Rühren Komponente 2 hinzu. In einem 2. Ansatz wird der Komponente 1 wie beschrieben eine Portion Aluminiumoxid-Nanopartikel hinzugegeben, bevor die Komponente 2 unter Rühren zugetropft wird. Die Verharzung läuft unter Wärmeentwicklung innerhalb von 30 min. Man lässt die KS-Körper über Nacht aushärten, entfernt die Alu-Becher und vergleicht später die Eigenschaften Härte bzw. Bruchfestigkeit wie beschrieben mit einem Kugel-Aufprall-Experiment. In ähnlicher Vorgehensweise lassen sich die Wirkungen von Aluminiumoxid-Partikeln unterschiedlicher Größe (Makro-, Mikro- und Nanopartikel) vergleichen. Lehrer-/ Schülerversuch Polyesterharz PRESTO Kombibox (styrolreduziert (w= unter 10%))
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)

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