Experimente der Kategorie "Luft & Wasser"
| Name | Kurzbeschreibung | Beschreibung | Typ | Gefahrstoffe | |
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Stickstoff aus Ammonium- und Nitrit-Ionen | Ammoniumchlorid-Natriumnitrit-Reaktion | Zu einer Natriumnitrit-Lösung wird unter Rühren eine Ammoniumchlorid-Lösung gegeben. Es wird Stickstoff freigesetzt. | Lehrerversuch | Kaliumnitrit, Ammoniumchlorid |
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Siedetemperaturbestimmung bei Wasser | Aufnahme einer Siedekurve | Ein zur Hälfte mit Wasser und einigen Siedesteinchen gefülltes Becherglas wird über dem Brenner stetig erhitzt bis zum Sieden. Mit dem Thermometer, das tief in die Flüssigkeit eintaucht, aber nicht auf dem Gefäßboden aufsitzt, erfasst man die Temperatur ab 95 °C in konstanten kurzen Zeitabständen um ein Temperatur-Zeit-Diagramm zu erstellen. | Lehrer-/ Schülerversuch | |
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Nachweis gelöster Gase in Trinkwasser | Austreiben von Gasen durch Erhitzen | Ein Becherglas mit Wasser wird gemäß Anleitung auf einem Wärmeschutznetz über einer Gasbrennerflamme positioniert. Man stellt einen Glastrichter hinein mit dem Auslauf nach oben. Darüber stülpt man ein wassergefülltes Reagenzglas. Mit der Gasbrennerflamme wird die Wasserprobe erhitzt. | Lehrer-/ Schülerversuch | |
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Magnesium reagiert mit Luftstickstoff | Bildung und Reaktion von Magnesiumnitrid | Auf einer feuerfesten Unterlage (z.B. Schamotte-Stein) wird im Abzug ein mehrere cm hoher Kegel aus Magnesiumspänen geschichtet und mit dem Gasbrenner entzündet. Nach abgeschlossener Reaktion lässt man abkühlen und entfernt dann die Magnesiumoxidkruste des Kegels. Von der gelbgrauen Magnesiumnitridmasse gibt man etwas in ein Becherglas mit Wasser. Man testet die aufsteigenden Dämpfe mit feuchtem pH-Papier und prüft vorsichtig den Geruch. | Lehrerversuch | Ammoniak (freies Gas), Magnesium-Späne (nach GRINARD), Magnesiumnitrid |
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Wasserhärte | Bildung von Kalkseife und ihre Auflösung durch Wasserenthärter | Zwei Bechergläsern werden gemäß Anleitung mit Leitungswasser bzw. mit destill. Wasser befüllt. Man rührt jeweils eine Portion Seifenlösung ein und vergleicht die Schaumbildung. Anschließend erhitzt man den Leitungswasser-Ansatz über dem Brenner zum Sieden und rührt Wasserenthärtungsmittel ein. | Lehrer-/ Schülerversuch | Seifenlösung (55) (nach BOUTRON und BOUDET, enth. 55% Ethanol) |
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Enthärten von Leitungswasser | Calcium-Ionenlösung im Kationenaustauscher | Vorbereitung: Ein langes Reaktionsrohr mit Ansatz und Einwegehahn wird mit etwas Glaswolle und Kationenaustauscherharz gefüllt und senkrecht eingespannt. Man lässt die Füllung mit dest. Wasser 24 h quellen, tauscht das Wasser gegen Salzsäure aus, die man 20 min lang einwirken und danach auslaufen lässt. Mehrere Male wird mit dest. Wasser gespült. Man gibt Leitungswasser in 4 Reagenzgläser. 4 andere Rggl. befüllt man mit Leitungswasser, was den Ionenaustauscher durchlaufen hat (ein Tropfen pro sec). Dann testet man mit Ammoniumoxalat-Lösung auf Calcium, mit Bariumchlorid-Lösung auf Sulfat, mit Universalindikator auf den pH-Wert und mit Seifenlösung auf Schaumbildung. Die rohen und die enthärteten Wasserproben werden jeweils in ihren Reaktionen verglichen. | Lehrer-/ Schülerversuch | di-Ammoniumoxalat-Hydrat, Bariumchlorid-Lösung (wässrig (w: 3-25%)), Salzsäure (w=____% (10-25%)) |
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Enthärten wässriger Lösungen mit Soda | Carbonatfällung zum Binden des gelösten Calciums | In jeweils 2 Rggl. legt man 5-ml-Portionen von dest. Wasser, Leitungswasser, Mineralwasser, gesättigter Calciumhydrogencarbonat-Lösung und Calciumsulfat-Lösung vor. Zu jeweils einem Ansatz werden 10 Tropfen Seifenlösung gegeben, zum jeweils zweiten Ansatz gibt man solange 7%ige Natriumcarbonat-Lösung hinzu, bis kein weiterer Niederschlag ausfällt. Dann dekantiert man die jeweils überstehenden klaren Flüssigkeiten in andere Rggl. und setzt wieder Seifenlösung hinzu. Man beobachtet und vergleicht die Schaumbildung beim Schütteln. | Lehrer-/ Schülerversuch | Natriumcarbonat-Decahydrat, Seifenlösung ((DIN 8106) enth. ca. 35% Ethanol) |
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Wasserstoff | Darstellung und Eigenschaften | Gemäß Anleitung wird in einem Rggl. Seesand und Eisenpulber zu gleichen teilen vermischt und mit Wasser angefeuchtet, ohne dass die Wand des Rggl. nass wird. Zusätzlich wird in das waagerecht eingespannte Glas wie beschrieben eine Portion Eisenpulver eingebracht. Man verschließt mit Stopfen, der ein Glasrohr zur Ausleitung des Produktgases trägt. Dieses führt zu einer pneumatischen Wanne, in der drei wassergefüllte Rggl. bereit stehen. Man erhitzt das Rggl. gemäß Anleitung mit der Brennerflamme und fängt den entstehende Wasserstoff auf. Die erste Portion Mit der ersten Portion macht man sofort die Knallgasprobe. Das zweite wird mit der Öffnung nach oben, das dritte mit der Öffnung nach unten in ein Stativ eingespannt. Dann führt man auch hier jeweils die Knallgas- bzw. Brennprobe durch, indem man nach 1min einen brennenden Holzspan hinein hält.. | Lehrer-/ Schülerversuch | Eisen (Pulver), Wasserstoff (freies Gas) |
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Relative Dichte von Methan | Dichteverhältnis Methan - Luft | Ein Standzylinder wird mit Methan gefüllt und mit der Öffnung nach unten in ein Stativ gespannt. Von unten führt man eine brennende Kerze in den Zylinder. Sie erlischt im Inneren, entflammt aber erneut beim langsamen Herausziehen. | Lehrer-/ Schülerversuch | Methan (Druckgas) |
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Trinkwasseraufbereitung | Drei Beispiele für Wasserreinigungsverfahren | A Man verrührt gemäß Anleitung eine Spsp. Eisen(III)-chlorid bis zur intensiv in Wasser, bis es zur Ausflockung kommt. Man lässt 30min lang durchreagieren. Danach filtriert man das Gemisch. B Zu einer weiteren Portion Wasser gibt man wie beschrieben etwas Methylrot-Lösung und etwas Salzsäure. Die Lösung wird über zerstoßenem Marmor durch einem Faltenfilter filtriert. C Eine dritte Wasserportion wird mit einigen Tropfen Pflanzenöl sowie einer Spatelportion Aktivkohle versetzt und anschließend ebenfalls filtriert. | Lehrer-/ Schülerversuch | Salzsäure (w=____% (10-25%)), Eisen(III)-chlorid-Hexahydrat, Methylrot-Lösung (Lsm.: Ethanol 90 %ig) |
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Nachweis gelöster fester Stoffe in verschiedenen Wasserproben | Eindampfen von Leitungswasser u.ä. | Fünf Tropfen der Wasserproben werden jeweils auf ein Uhrglas gegeben. Die Proben werden auf einem präparierten und gemäß Anleitung positionierten Tondreieck über der Brennerflamme zur Trockne eingedampft. | Lehrer-/ Schülerversuch | |
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Knallgas in der kleinen Ampullenflasche | Elektrochemische Wasserzersetzung | Gemäß Anleitung und Skizze wird die Ampullenflasche mit Natriumsulfat- oder -Carbonat-Lösung befüllt. Man setzt den Stopfen mit den Kanülen-Elektroden auf und montiert die kleine Ampullenflasche mit der Öffnung nach unten auf eine größere Ampullenflasche und klemmt wie beschrieben die Gleichspannungsquelle an. Man elektrolysiert mit 4,5V oder 9V bis das entstandene Knallgas die Lösung nach unten verdrängt hat. Dann hält man die kleine Ampullenflasche mit dem Knallgas an die Seite einer Teelichtflamme. | Lehrer-/ Schülerversuch | Wasserstoff (freies Gas), Sauerstoff (freies Gas) |
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Hofmann'scher Wasserzersetzungsapparat | Elektrochemische Zerlegung von Wasser | Gemäß Anleitung wird Wasser mit etwas verd. Schwefelsäure angesäuert und in den Hofmann'schen Wasserzersetzungsapparat eingefüllt. Man legt eine 12V-Gleichspannung an und lässt die Elektrolyse 10 min lang laufen. Nach Ablesen der Gasvolumina weist man Wasserstoff mittels Knallgasprobe und Sauerstoff mittels Glimmspanprobe nach. | Lehrerversuch | Wasserstoff (freies Gas), Sauerstoff (freies Gas), Schwefelsäure (verd. w=____% (5-15%)) |
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CfL: Zerlegen von Wasser mit Hilfe des elektrischen Stroms | Elektrolyse im HOFMANNschen Apparat | Man befüllt den HOFMANNschen Apparat verdünnter Schwefelsäure, verbindet die Elektroden mit der Gleichspannungsquelle und regelt die Spannung so ein, dass eine deutliche Gasentwicklung zu erkennen ist (ca. 15V). Nach 3 min schließt man die oberen Hähne und beobachtet die Elektroden. Wenn sich ein Schenkel des HOFMANNschen Apparats zu zwei Dritteln mit Gas gefüllt hat, wird der Strom abgeschaltet und das Volumenverhältnis notiert. Die Gase werden nun über die Hähne abgelassen und in Reagenzgläsern aufgefangen. Mit Hilfe der Glimmspanprobe und der Knallgasprobe werden Sauerstoff und Wasserstoff nachgewiesen. | Lehrerversuch mit Schülerbeteiligung | Schwefelsäure (Maßlösung c= 0,5 mol/L), Wasserstoff (freies Gas) |
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Wasser als Dipol (II) | Elektrostatische Strahlablenkung bei Wasser | Aus einem Tropftrichter oder aus der Wasserleitung lässt man in extrem dünnem Strahl Wasser auslaufen. Mit einem durch Reibung elektrostatisch aufgeladenen Kunststoff- oder Hartgummistab lenkt man den Wasserstrahl ab. | Lehrer-/ Schülerversuch | |
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Wasser als Dipol (I) | Energieaufnahme in der Mikrowelle | Man füllt Bechergläser mit a) 50 ml Wasser, b) 50ml 2-Pentanol, c) 50 ml Speiseöl, d) 60g Zucker und e) 60g Kochsalz, stellt die Gläser bei 600W für 2 Minuten ins Mikrowellengerät und ermittelt danach die Temperatur der Substanzen. | Lehrer-/ Schülerversuch | 2-Pentanol |
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Fluorid-Nachweis | Entfärbung des blutroten Eisen(III)-rhodanids | Reagenzglasversuch: Man löst eine kleine Spatelportion Eisen(III)-chlorid in einem halb gefüllten Rggl. und fügt einen Spsp. Kaliumthiocyanat hinzu, so dass der blutrote Farbkomplex entsteht. Setzt man dieser Lösung etwas Natriumfluorid zu, verschwindet die Färbung. | Lehrer-/ Schülerversuch | Eisen(III)-chlorid-Hexahydrat, Kaliumthiocyanat, Natriumfluorid |
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Stickstoff - Darstellung und Eigenschaften | Entfernung von Sauerstoff aus dem Gasgemisch Luft | Ein Verbrennungsrohr wird gemäß Anleitung über Stopfen auf der einen Seite mit einem Gummigebläse und auf der anderen Seite mit Gummischlauch und gew. Glasrohr ausgestattet. In das Rohr bringt man einen Bausch Eisenwolle ein. Dann erhitzt man das Reaktionsrohr mit dem Gasbrenner und bläst langsam Luft in die Apparatur. Das auf der anderen Seite austretende Gas wird in drei Rggl. pneumatisch aufgefangen. Wie beschrieben wird mit diesem Gas die Glimmspanprobe durchgeführt. | Lehrer-/ Schülerversuch | Ameisensäure (konz. w=_____ % (98-100%)) |
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Wassererhitzung | Erhitzung von Wasser zum Sieden | Wasser wird über dem Gasbrenner im Rggl. zum Sieden erhitzt. | Lehrer-/ Schülerversuch | |
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CfL: Untersuchen des pH-Wertes von Regenwasser | Experimentelle Hinführung zum Thema saurer Regen | Das Reagenzglas wird zur Hälfte mit Regenwasser gefüllt und mit einigen Tropfen Universalindikator versetzt. | Lehrer-/ Schülerversuch | Universalindikator, flüssig (Skala pH 4-10; enth. Ethanol) |
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