Experimente der Kategorie "Gebrauchsmetalle"

NameKurzbeschreibungBeschreibungTypGefahrstoffe
Wasserstoffgewinnung - optimiert Reihenversuch zur maximalen Ausbeute Man bringt in einem Reihenversuch in Rggl. sowohl Essigsäure als auch Salzsäure nacheinander mit pulverförmigem Magnesium, Eisen und Zink zur Reaktion und beurteilt deren Heftigkeit und Geschwindigkeit. Erweitert: In anschließenden Rggl.-Experimenten wird die Reaktionsheftigkeit mit Salzsäure-Lösungen unterschiedlicher Konzentration bzw. mit variierten Formen der drei Metalle (Pulver, Späne, Blech/ Band) geprüft und verglichen. Lehrer-/ Schülerversuch Salzsäure (Maßlösung c= 0,1 mol/L), Eisen (Pulver), Magnesium (Pulver, nicht stabilisiert), Zink (Pulver, nicht stabilisiert), Wasserstoff (freies Gas)
Abhängigkeit des Reaktionsverhaltens von Metallen Unedle und edle Metalle im Vergleich A Zunächst wird das Eisenpulver und das Zinkpulver auf einem Verbrennungslöffel in der rauschende Flamme des Gasbrenners erhitzt, danach zum Auskühlen in eine Porzellanschale gegeben. Mit dem Spatel nimmt man anschließend jeweils eine kleine Portion Metallpulver und lässt es nach Anleitung in die Flamme des schräg gehaltenen Gasbrenners rieseln. B Ein Platindraht wird in die Brennerflamme gebracht und geglüht. Dann nimmt man ihn aus der Flamme und betrachtet ihn. Lehrer-/ Schülerversuch Zink (Pulver, nicht stabilisiert)
Abrösten von Pyrit Reaktion von Pyrit mit Sauerstoff Reagenzglasversuch: Bei starkem Erhitzen von Pyrit bzw. Eisen(II)-sulfid an der Luft entsteht neben Eisen(III)-oxid elementarer Schwefel und Schwefeldioxid. Lehrer-/ Schülerversuch Schwefeldioxid (freies Gas)
Adsorptives Färben auf Eloxal Aufbringen organischer Farben auf eloxiertes Aluminium Vorbereitend werden gemäß Anleitung die anionischen, gut wasserlöslichen Farbstoffe in einer Konzentration von w= 0,1 - 5% gelöst, wobei die Lösung auf pH=5,5 schwach sauer eingestellt wird. Man erhitzt das Farbbad (50 - 60 °C) und setzt die eloxierte Materialprobe 20min lang dieser Flüssigkeit aus. Zur Verdichtung der Eloxalschicht wird das Werkstoff anschließend 30min lang in kochend heißes Wasser gelegt, dem eine Spsp. Ammoniumacetat zugesetzt wurde. Lehrer-/ Schülerversuch
Aluminium mit Haut Demonstration der Oxidschicht Mit der Tiegelzange hält man ein längliches Stück Aluminium mit seinem unteren Ende in die heiße Gasbrennerflamme. Der sich bildende "Beutel" mit dem flüssigen Aluminium wird vorsichtig hin und her bewegt. Lehrer-/ Schülerversuch
Amphoteres Verhalten von Aluminium Reaktion von Aluminium mit Salzsäure bzw. Natronlauge Reagenzglasversuch: Stücke von Aluminiumfolie (alternativ: Aluminiumspäne oder -gries) reagieren sowohl in Salzsäure als auch in Natronlauge unter Wasserstoffentwicklung. Lehrer-/ Schülerversuch Natronlauge (w=____% (>5%)), Salzsäure (verd. w=____% (<10%)), Wasserstoff (freies Gas)
Anfärben von eloxiertem Aluminium Berliner Blau haftet auf Aluminiumblech Vorbereitend wird ein Aluminiumblech elektrolytisch oxidiert und zur Aktivierung der Oberfläche 10 min lang in einer Soda-Lösung auf 75 °C erwärmt und danach abgespült. A) Das vorbereitete Blech wird in eine wässrige Lösung von Alizaringelb gehalten. Man spült das gelb gefärbte Blech ab und hält sie für 4 min in siedendes Wasser. B) Das vorbereitete Blech wird 1 min lang in eine Eisen(III)-chlorid-Lösung getaucht, anschließend für 2 min in eine Kaliumhexacyanoferrat(II)-Lösung. Das Wechselbad wird fünf Mal wiederholt. Danach spült man das Blech mit Wasser. Lehrer-/ Schülerversuch Natriumcarbonat-Decahydrat, Eisen(III)-chlorid-Hexahydrat
Anreibeversilberung Elektrochemische Silberabscheidung auf 10ct-Münze Gemäß Anleitung bereitet man aus Silbernitrat, Ammoniumchlorid und Natriumthiosulfat die Verreibe-Lösung mit den komplexierten Silberionen zu. Diese Lösung wird mittels Wattestäbchen auf polierte und entfettete 10ct-Münzen aufgerieben. Lehrer-/ Schülerversuch Silbernitrat, Ammoniumchlorid, Ethanol (Brennspiritus) (mit 2-Butanon u.a. vergällt)
Auch Metalle verbrennen Verhalten von Metallen in der Gasbrennerflamme Ein Gummigebläse wird gemäß Anleitung mit einem Glasrohr verbunden. Man gibt jeweils eine Portion Metallpulver in die freie Öffnung des Glasrohres und bläst das Pulver direkt in die nicht leuchtende Flamme des Gasbrenners. So verfährt man nacheinander nach jeweiliger Reinigung des Glasrohres mit allen Metallen Lehrer-/ Schülerversuch Magnesium (Pulver, nicht stabilisiert), Zink (Pulver, nicht stabilisiert), Aluminium, Pulver (nicht stabilisiert), Eisen (Pulver)
Bedeutung der Luft für die Oxidation Vollständige, partielle und ausbleibende Oxidation von Kupfer Ein dünnes Kupferblech wird zu einem Briefchen gefalten, so dass keine Luft an den Innenbereich gelangen kann. Man erhitzt das Kupfer kräftig in der Gasbrennerflamme. Nach dem Abkühlen wird das Briefchen aufgefaltet. Lehrer-/ Schülerversuch Kupfer(I)-oxid, Kupfer(II)-oxid (Drahtstücke)
Bestimmung des Sauerstoffgehalts der Luft durch rostendes Eisen Sauerstoffverbrauch - quantitativ - durch Oxidation von Eisenpulver Ein innen befeuchteter Messzylinder wird mit Eisenpulver ausgestreut und umgekehrt in eine Wanne mit Wasser gestellt. Binnen 24 Stunden verzehrt die Oxidation den Sauerstoff nahezu vollständig. Am Anstieg des Wassers im Zylinder ist der Sauerstoffanteil der Luft abschätzbar. Lehrer-/ Schülerversuch Eisen (Pulver)
Blei und die Säuren Reaktion von Blei mit Salpeter-, Salz- und Schwefelsäure Reagenzglasversuche: Man gibt in drei Gläser jeweils ein Stückchen Blei. Dem ersten Ansatz werden wenige ml Salpetersäure, dem zweiten Salzsäure und dem dritten Schwefelsäure zugesetzt. Man beobachtet die unterschiedlichen Reaktionen. Lehrerversuch / nicht für Lehrerinnen i.g.A. Blei(II)-nitrat, Blei(II)-chlorid, Salpetersäure (konz. w=____% (20-70%)), Salzsäure (konz. (w: >25%)), Schwefelsäure (konz. w: >15%)
Bromreaktion mit Metallen Entfärbung von Bromwasser durch Magnesium, Zink und Aluminium Reagenzglasversuche: Zu jeweils einer Portion Bromwasser gibt man Magnesiumpulver, Zinkspäne und Aluminiumgries. Man schüttelt und beobachtet. Lehrer-/ Schülerversuch Magnesium (Pulver, nicht stabilisiert), Zink (Pulver, nicht stabilisiert), Aluminium-Gries (Gries, Späne)
Bunsenbrennerflamme und Drahtnetz Wärmeentzug durch Eisen- bzw. Kupferdrahtnetz Auf ein Dreibein über einem Bunsenbrenner wird ein Eisendrahtnetz (alternativ: Kupferdrahtnetz) aufgelegt. Man lässt das Gas ausströmen und entzündet oberhalb des Netzes. Lehrer-/ Schülerversuch i-Butan, Propan, Methan (freies Gas)
CfL: Bestimmung der Dichte ausgewählter Metalle Volumenermittlung durch Wasserverdrängung Die Metallproben sind trocken zu wiegen. Der Messzylinder ist so weit mit Wasser zu füllen, dass die gesamte Metallprobe eintauchen kann. Die Wasserstände vor und nach dem Eintauchen werden notiert. Aus der Differenz und der Masse ist die Dichte der Stoffprobe zu berechnen. Lehrer-/ Schülerversuch
CfL: Das Thermitverfahren (Outdoor-Variante) Aluminothermische Reduktion von Eisenoxid Vorbereitung: Gemäß Anleitung wird zunächst das im Blumentopf befindliche Loch mit einem Filterpapier abgedeckt. Anschließend rollt man sich aus dem etwa 10x20 cm großen Filterpapierstück ein Rohr, welches über das mit dem Filterpapier abgedeckte Loch gestellt wird. Das Rohrinnere füllt man mit Thermitgemisch und das Restvolumen des Blumentopfes mit Sand. Dabei ist so vorzugehen, dass die Füllstände innerhalb und außerhalb des Filterpapiers immer ungefähr gleich sind. Nun steckt man den pyrotechnischen Spezialzünder so weit in das Thermitgemisch, dass er sich noch mit Hilfe des Brenners entzünden lässt. Durchführung: Man stellt nun den präparierten Blumentopf in den passenden Dreifuß, der auf einer Sand-gefüllten Eisenschale ruht. Anschließend wird der Spezialzünder mit dem Brenner entzündet. Wenn die Reaktion beendet ist, lässt man den Aufbau ca. 5 min abkühlen, holt die Reaktionsprodukte mit Hilfe der Tiegelzange aus dem Sand und untersucht sie mit einem Magneten. Mit der Schlacke versucht man, das Uhrglas anzuritzen. Lehrerversuch Thermit-Gemisch (enth. Aluminium, nicht stabilisiert)
CfL: Der Hochofenprozess Vorgänge beim Hochofenprozess modellhaft betrachtet Man füllt das Reagenzglas zunächst ca. 5 – 6 cm hoch mit Oxi-Reiniger und überschichtet diesen ca. 1 cm hoch mit kleinen Tonscherben. Dann gibt man eine etwa 1 cm dicke Schicht Aktivkohle in das Glas und schichtet darüber 5-10 Eisenoxid-Bröckchen. Nun füllt man das Reagenzglas bis ca. 2 cm unter den oberen Rand mit Aktivkohle und fixiert das Gemisch oben mit etwas Glaswolle. Nun erhitzt man mit einem Brenner zunächst das Kohle-Eisenoxid-Gemisch bis zur schwachen Rotglut. Dann richtet man den Brenner auf den Oxi-Reiniger, die oben aus dem Reagenzglas austretenden gasförmigen Stoffe werden mit einem zweiten Brenner oder einem brennenden Holzspan entzündet. Bei Bedarf klopft man während der Reaktion gelegentlich vorsichtig gegen den oberen Teil des Reagenzglases, damit das Gemisch nach unten in die Verbrennungszone nachrutscht. Bei nachlassender Sauerstoffentwicklung (Glühen wird schwächer, Flamme am oberen Rand des Reagenzglases erlischt) stellt man das Erhitzen des Reinigers ein und lässt das Reagenzglas erkalten. Dann gibt man die Reste des eingesetzten Eisenoxid-Kohle-Gemisches in eine Porzellanschale und prüft mit einem Magneten. Lehrerversuch / nicht für Lehrerinnen i.g.A. Kohlenstoffmonoxid (freies Gas)
CfL: Erhitzen eines „Kupferbriefes“ in der Brennerflamme Kupfer im Kontakt mit dem Luftsauerstoff vs. Kupfer ohne Luftkontakt Man faltet ein Stück Kupferblech einmal zusammen und schlägt nun die noch offenen Ränder so um, dass keine Luft in den Innenraum des „Briefes“ gelangen kann. Jetzt wird der „Brief“ so lange in die Flamme des Brenners gehalten, bis er völlig durchgeglüht ist. Nach dem Abkühlen faltet man das Blech wieder auf. Lehrer-/ Schülerversuch
CfL: Herstellung von Namensschildern durch Tiefätzen von Metall Modellversuch zu einer Druck- bzw. Graviertechnik Das Aluminiumblech wird auf die gewünschte Größe zugeschnitten und auf beiden Seiten mit flüssigem Wachs bestrichen oder darin eingetaucht. Die Wachsschicht sollte das Blech überall gut abdecken. Mit dem Kunststoffspatel oder dem Pinselstiel wird der Name in die Wachsschicht eingeritzt. Dabei ist darauf zu achten, dass der Schriftzug die Wachsschicht ganz durchdringt und das Metall an diesen Stellen völlig frei von Wachs wird. Man legt das Blech mit der Pinzette für ca. 20 Minuten in die mit Salzsäure gefüllte Petrischale (Blech herausnehmen, bevor Löcher entstehen!). Anschließend wird das Blech unter fließendem Wasser abgespült und in eine zweite Petrischale mit heißem Wasser gelegt, damit sich das Wachs wieder ablöst. Lehrer-/ Schülerversuch Salzsäure (Maßlösung c= 1 mol/L)
CfL: Reaktion verschiedener Metalle mit Luftsauerstoff Reaktionsfähigkeit mit Sauerstoff bei Magnesium, Eisen und Kupfer Nacheinander werden der Magnesiumanspitzer, der Eisennagel und das Kupferblech in die entleuchtete Flamme des Brenners gehalten. Bei einsetzender Reaktion wird das Metall aus der Flamme entfernt und über die feuerfeste Unterlage gehalten. Lehrer-/ Schülerversuch

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