Experimente der Kategorie "Stoffkreisläufe/ Ökologie/ Umweltchemie"
| Name | Kurzbeschreibung | Beschreibung | Typ | Gefahrstoffe | |
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Modellversuch zur katalytischen Abgasreinigung | Reaktionen mit Methan, Kohlenstoffmonoxid und Stickoxiden | Vorbereitend wird das Platinnetz intensiv ausgeglüht. Gemäß Anleitung und Versuchsskizze platziert man ein schwer schmelzbares Verbrennungsrohr mit geringem Durchmesser zwischen zwei Kolbenprober, die in Stative eingespannt sind. Der eine Kolbenprober ist zunächst mit Kohlenstoffmonoxid und Stickstoffdioxid (im Folgeversuch mit Methangas und Stickstoffdioxid) wie angegeben befüllt, das Verbrennungsrohr mit dem Platinnetz ausgestattet. Man erhitzt das Rohr bis zur schwachen Glut und drückt das Gasgemisch mehrfach darüber in jeweils anderen Kolbenprober. Am Ende leitet man das Reaktionsprodukt in Barytwasser. | Lehrerversuch | Kohlenstoffmonoxid (freies Gas), Stickstoffdioxid (freies Gas), Methan (freies Gas), Bariumhydroxid-Lösung (wässrig, gesättigt (w: ca. 7%)) |
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Wohin mit den Teelichtbechern? | Recycling von "Aluminiumschrott" aus dem Haushalt | Vorbereitend mischt man 45g Natriumchlorid mit 45g Kaliumchlorid und 10g Natriumfluorid und schmilzt das Gemisch zugedeckt in einem Porzellantiegel mit 2 TECLU-Brennern auf. Zerkleinerte Teelichtbecher gibt man Stück für Stück in die heiße Schmelze, wobei weiter mit den Brennern erhitzt wird. Nach dem Einschmelzen von 10-20 Teelichtbechern lässt man Abkühlen. Unter dem erstarrten Salz hat sich ein größerer Aluminiumregulus gebildet. | Lehrerversuch | Kaliumchlorid, Natriumfluorid |
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Zusammensintern von Thermoplasten | Recyclingmethode für Kunststoffabfälle I | Ein ausreichend großer Dosendeckel aus Metall wird auf der Innenfläche mit Alu-Folie belegt und in zwei Lagen mit zerkleinerten Stücken von PE-Abfällen gefüllt. Man erwärmt vorsichtig auf einer Heizplatte. Nach dem Erweichen drückt man die Masse mit einem Becherglas als 'Stempel' zusammen, das man auf der Unterseite mit etwas Fettcreme eingerieben hat. Nach dme Erkalten entnimmt man die PE-Scheibe aus dem Deckel. | Lehrer-/ Schülerversuch | |
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Umschmelzen von Thermoplasten | Recyclingmethode für Kunststoffabfälle II | Verpackungsmaterial aus Polystyrol PS und/ oder Polypropylen PP wird gereinigt und zerkleinert. Eine Stahl- oder Eisenplatte, die man auf eine elektrische Heizplatte oder auf ein Ceranfeld (Gasbrenner darunter) legt, wird mit Alu-Folie abgedeckt. Man stellt (Ausstech-)Backformen darauf, die mit den KS-Schnipseln befüllt und dann mit mehrlagiger Alufolie abgedeckt werden. Man erhitzt vorsichtig, bis sich aus den KS-Abfällen eine klare Schmelze gebildet hat. Dann lässt man abkühlen und entnimmt die umgeformten Stücke. | Lehrer-/ Schülerversuch | Toluol, Benzol, Styrol |
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Verhalten von Stärkefolie und von PE-Folie in feuchter Erde | Rotteversuch mit Verpackungsfolien | In einer Schale werden Stücke von Stärkefolie und Polyethylen-Folie mit Blumen- oder Komposterde bedeckt. Während der Einwirkzeit von einer Woche wird die Erde feucht gehalten. Man vergleicht die Veränderungen im Langzeitexperiment. | Lehrer-/ Schülerversuch | |
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Kupfer und Gold aus Elektronikschrott | Rückgewinnung wertvoller Metalle | Gemäß Anleitung wird der Elektronikschrott zerkleinert und nach dem Einwiegen in einem Becherglas mit Wasserstoffperoxid-Lösung und Salzsäure übergossen. Man lässt einen Tag lang einwirken. Durch Zugabe von Natriumcarbonat wird bis zur ausbleibenden Gasentwicklung neutralisiert. Man entnimmt die ungelösten Elektronikschrott-Stückchen mittels Pinzette und filtriert die Lösung mit den feinen suspendierten Goldpartikeln. Durch Eintauchen von etwas Eisenwolle in das Filtrat wird das metallische Kupfer gewonnen. Eventuelle Reste festen Eisens werden mittels Salzsäure gelöst. Das zementierte Kupfer wird gewaschen, getrocknet. | Lehrer-/ Schülerversuch | Wasserstoffperoxid-Lösung (wässrig, (w: 8-35%)), Salzsäure (konz. (w: >25%)), Natriumcarbonat-Decahydrat |
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Ein Nachweispapier für Stickoxide | SALTZMANN-Reagenz auf Filterpapier | Man löst 0,5g Sulfanilsäure und 0,01g N-(1-Naphthyl-)ethylendiamin-HCl in 5ml Eisessig und füllt mit 50ml dest. Wasser auf. Mit dieser Lösung tränkt man Stücke oder Streifen von Filterpapier, die man noch feucht einschweißt oder in Schnappdeckelgläschen aufbewahrt. Diese Indikatorpapiere werden für Luft- und/oder Abgasuntersuchungen verwendet. | Lehrer-/ Schülerversuch | Essigsäure (100 %ig, Eisessig), Sulfanilsäure, N-(1-Naphthyl)ethylendiamindihydrochlorid |
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Pflanzen als Indikatoren für Umweltgifte | Schadstoffwirkungen auf junge Kressesaat | Fünf Erlenmeyerkolben werden vorbereitend mit feuchter Watte ausgelegt, auf der man Kressesamen zum Keimen bringt. Nach zwei Tagen bringt man in den ersten Ansatz etwas Kupfersulfat-Lösung ein. Die anderen Ansätze werden gemäß Anleitung jeweils 2 Minuten lang mit Hydrogenchlorid, mit Schwefeldioxid, mit reinem Stickstoffdioxid, mit Stickoxiden bzw. mit Kohlenstoffmonoxid begast. | Lehrerversuch | Kupfer(II)-sulfat-Lösung (verd., (w: <25%)), Chlorwasserstoff (wasserfrei), Stickstoffdioxid (freies Gas), Stickstoffmonoxid (freies Gas), Kohlenstoffmonoxid (freies Gas), Schwefeldioxid (freies Gas) |
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Nitrat im Wasser, in Lebensmitteln und im Boden | Schneller Nachweis mit Nitrat-Teststäbchen | 1) Wasserproben in Glasgefäßen werden untersucht, indem man das Teststäbchen eine Sekunde lang hineinhält und nach zwei Minuten die gefärbte Testzone mit der Farbskala auf der Packung vergleicht. 2) Bei Lebensmitteln presst man die Testzone auf die Probe (z.B. angeschnittene Kartoffel). 3) Bodenproben werden mit der gleichen Menge dest. Wasser aufgeschlämmt und sedimentiert. Der Nitrat-Test erfolgt in der überstehenden Lösung. | Lehrer-/ Schülerversuch | |
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Erneuerbare Energie: Chemische Speicherung für Power-to-Gas | Speicherung von Wasserstoff in einer organischen Verbindung (LOHC) | Zwischen zwei Kolbenprober mit Drei-Wege-Hähnen wird ein Reaktionsrohr mit geträgertem Pt-C-Katalysator und Eisenwolle eingespannt. Es wird mittels Einmalspritze mit 0,1 ml H18-Dibenzyltoluol befüllt. Anschließend wird die zusammengebaute Apparatur gründlich mit Wasserstoff gespült. Man erhitzt das Reaktionsrohr mit einer Heißluftpistole stark, bis Gasentwicklung einsetzt. Der entstehende Wasserstoff wird in einem der Kolbenprober gesammelt und nach dem Ende des Versuchs einer Brennstoffzelle zugeleitet. | Lehrer-/ Schülerversuch SII | Wasserstoff (freies Gas), Ethylacetat |
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Bestimmung von Luftschadstoffen | Spezifische quant. Nachweis-Reaktion mit Prüfröhrchen | Das jeweilige Prüfröhrchen wird an beiden Enden nach Anritzen mit dem Glasschneider und Abbrechen der Spitzen geöffnet. Man setzt es in die Hand-Balgenpumpe ein und prüft, indem man ein definiertes Gasvolumen durch das Reaktionröhrchen zieht. | Lehrer-/ Schülerversuch | |
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Bodenacidität auf dem Messtäfelchen (pH-Meter) | Standardisierte Messung des Boden-pH | Aus ca. 10 cm Tiefe wird eine Bodenprobe genommen, zerkleinert und homogenisiert. Davon gibt man eine Löffelportion auf die Vertiefung im Messtäfelchen. Man tropft Indikatorlösung hinzu, lässt einwirken und neigt das Täfelchen, so dass die Flüssigkeit zum Farbvergleich in die vorgesehen Rinne fließt. | Lehrer-/ Schülerversuch | |
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Die verhinderte Fotosynthese | Stärkenachweis in Geranienblättern | Vorbereitend verhüllt man einige Blätter einer Geranienpflanze mit schwarzer Folie und verhindert so über mindestens 3 Tage die Fotosynthese, während die anderen Blätter derselben Pflanze aktiv im Sonnenlicht arbeiten. Für den Stärkenachweis nimmt man nun "aktive" und "passive" Blätter und schließt das Material jeweils durch viertelstündiges Kochen auf. Dann gibt man etwas Iod-Kaliumiodid-Lösung auf die Blätter. Alternativ kann man das Blattmaterial mit etwas Wasser und Sand in der Reibeschale zerkleinern und die Reagenzlösung der gewonnenen Aufschlämmung zusetzen. | Lehrer-/ Schülerversuch | |
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Kalkbrennen auf dem Schulhof | Thermische Zersetzung von Calciumcarbonat | Mit verschiedenen Baumaterialien (keram. Schornsteininnenrohr, Stahlrohr o.ä., Ziegelsteinen und Drahtgitter) wird ein etwa kniehoher Schachtofen aufgebaut. Er wird lagenweise mit Kalkschotter und Grillkohle gefüllt und mittels Grillanzündern angezündet. Über 60 - 90 Minuten wird unter Einblasen von Luft (Föhn) das Brennen durchgeführt. Nach Beendigung des Versuchs und nach dem Abkühlen zieht man den Ofenschacht nach oben ab und nimmt die Branntkalk zur weiteren Verwendung auf. | Lehrerversuch mit Schülerbeteiligung | Calciumoxid |
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Kalkbrennen (kleiner Modellversuch) | Umwandlung von Marmor zu Branntkalk | In einem schwer schmelzbaren Reagenzglas wird eine Portion Marmorpulver mit dem Brenner stark erhitzt. Das ausströmende Gas wird in eine Waschflasche mit Kalkwasser eingeleitet. | Lehrer-/ Schülerversuch | Calciumoxid |
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Schwermetall-Ionen als Enzymgifte | Urease-Hemmung durch Kupferionen | Reagenzglasversuch: Gemäß Anleitung verteilt man die frisch angesetzte Harnstofflösung, der Phenolphthaleinlösung zugetropft wurde, auf zwei Rggl. Man setzt in zwei weiteren Gläsern wie beschrieben eine Urease-Suspension an, wobei eine mit Kupfer(II)-Lösung vermischt wird. Die Harnstoff-Lösungen werden jeweils zu den Urease-Ansätzen gegossen. | Lehrer-/ Schülerversuch | Phenolphthalein-Lösung (w<=0,9%; Lsm.: Ethanol 90 %ig), Kupfer(II)-sulfat-Lösung (verd., (w: <25%)), Ethanol (ca. 96 %ig) |
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Kalk in Wasser lösen | Veränderung bei der elektrischen Leitfähigkeit | Gemäß Anleitung gibt man dest. Wasser in ein Becherglas und bestimmt mittels Sonde die elektrische Leitfähigkeit. Nach Zugabe einer Spsp. Kalkpulver rührt man um und bestimmt erneut den Leitfähigkeitswert. | Lehrer-/ Schülerversuch | |
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Flockung einer Suspension durch Aluminiumsulfat | Versuch zur Wasseraufbereitung bzw. Abwasserbehandlung | Töpferton wird gemäß Anleitung in Wasser zu einer dünnen Suspension eingebracht. Man befüllt damit 8 Reagenzgläser, eines davon dient als Blindprobe. Zu den anderen sieben gibt man 2 Tropfen, 4 Tropfen, 6 Tropfen usw. steigende Portionen der Aluminiumsulfat-Lösung als Flockungsmittel. | Lehrer-/ Schülerversuch | Aluminiumsulfat-Hexadecahydrat |
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Modellversuch zur Wirkung von Corexit (TM) | Vorgänge bei der Bindung von Rohöl-Verschmutzungen auf dem Wasser | Man bereitet wie angegeben aus Speiseöl und Flammenruß ein 'Modell-Rohöl'. Davon gibt man in zwei Bechergläsern mit Wasser jeweils ein Portion zur Bedeckung der Oberfläche. Einem der Bg. werden 5 Tropfen Triton X-100 (TM) zugesetzt. Dann werden beide Ansätze mit einem Milchaufschäumer intensiv verquirlt. | Lehrer-/ Schülerversuch | Triton X-100 (TM) |
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Recycling von Aluminium | Wiedergewinnung von metallischem Aluminium in einer Salzschmelze | Durch Einbringen von Alu-Abfällen in eine Salzschmelze (Natriumchlorid:Kaliumchlorid:Natriumfluorid = 9:9:2) wird metallisches Aluminium zurückgewonnen. Die Salzschmelze verhindert die Oxidbildung. | Lehrer-/ Schülerversuch | Natriumfluorid |
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