Experimente der Kategorie "Reaktionen mit Sauerstoff"
| Name | Kurzbeschreibung | Beschreibung | Typ | Gefahrstoffe | |
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Entzünden eines Magnesiumbandes | Beispiel einer stark exothermen Reaktion | Mit einer Tiegelzange wird ein Stück Magnesiumband gehalten und mittels Brennerflamme entzündet. Die Lernenden betrachten die Flamme durch ein Kobaltglas. | Lehrerversuch | Magnesium (Band, Stücke) |
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CfL: Thermitverfahren (Indoor-Variante) | Aluminothermische Reduktion von Eisenoxid | Vorbereitung: Der Schamottetiegel wird zunächst mit einem Uhrglas bedeckt und in die Blechbüchse gestellt, in welcher sich schon eine ca. 2 cm dicke Sandschicht befindet. Nun füllt man die Büchse mit so viel Sand, dass nur noch 1 cm des Tiegels herausragt. Anschließend wird der Tiegel zur Hälfte mit Thermitgemisch gefüllt und dieses festgedrückt. Durchführung: Man zündet den Spezialzünder mit einem Brenner und hält ihn ca. 3 s in das Thermitgemisch. Nach dessen Zündung entfernt man den Zünder zügig, wirft ihn ins Wasser und bedeckt die Blechbüchse mit der Eisenschale. Nachdem die Reaktion beendet ist, wartet man etwa 1 min, entfernt die Eisenschale, hebt den Schamottetiegel vorsichtig aus der Büchse und kühlt ihn unter fließendem Wasser ab. Der ohnehin beschädigte Tiegel wird mit dem Hammer unter fließendem Wasser zerstört. Der Eisenregulus wird von der Schlacke getrennt und mit dem Magneten geprüft. Um die Härte der Schlacke zu demonstrieren, ritzt man ein Glasrohr oder eine Glasscheibe. | Lehrerversuch | Thermit-Gemisch (enth. Aluminium, nicht stabilisiert) |
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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) |
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Thermit-Versuch | Flüssiges Eisen aus aluminothermischer Reaktion | In einem kleinen Blumentopf, dessen Bodenloch mit etwas Papier abgedeckt wurde, wird ein Gemisch aus je einer stöchiometrisch berechnete Portion Eisen(III)-oxid und Aluminiumpulver zur Reaktion gebracht (Schulhof). Als Zünder kommen 3 Wunderkerzen, umwickelt mit etwas Magnesiumband zum Einsatz. | Lehrerversuch mit Schülerbeteiligung | Aluminium, Pulver (nicht stabilisiert) |
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Elektrochemische Wasserzerlegung | Knallgasgewinnung mittels Strom | Ein Kolben wird vollständig mit Natronlauge gefüllt. Er wird durch einen Stopfen verschlossen, der als Elektroden 2 Eisendrähte im Abstand 15 mm und als Auslass ein gewinkeltes Glasrohr, das über Schlauchstück und Glasrohrspitze das entstehende Knallgas in eine Schale mit Tensid-Lösung leitet. Man elektrolysiert einige Zeit und entzündet die entstehende Schaumportion über der Tensid-Lösung. | Lehrerversuch mit Schülerbeteiligung | Wasserstoff (freies Gas), Sauerstoff (freies Gas) |
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Wasserstoff-Verbrennung vs. Knallgasexplosion | Reaktionen in Spülmittelschaum | A Eine Mischung aus Wasser und Spülmittel (1:1) gibt man einer zweiten Person über einem Waschbecken in die zur Schale geformte Handfläche (alternativ: in einen randvoll gefüllten Teelichtbecher). Man zieht reines Wasserstoffgas auf eine Kolbenprober und presst es in die Flüssigkeit, so dass ein etwa TT-großer Schaumberg entsteht. Der Kolbenprober mit der Restmenge wird beiseite gelegt. Erst dann entzündet man den Schaum mit Streichholz. B Der Versuch wird mit einem Gasgemisch Wasserstoff-Sauerstoff (2:1), das auf einen Kolbenprober aufgezogen wurde, wiederholt. Diesmal schäumt man aber nur eine Portion von halber Walnussgröße (!) auf. Nach dem Verschleißen und Beiseitelegen des Kolbenprobers entzündet man den Schaum mit Streichholz. | Lehrerversuch mit Schülerbeteiligung | Wasserstoff (freies Gas), Sauerstoff (freies Gas) |
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CfL: Verbrennen von Holzkohle in einer Sauerstoff-Atmosphäre | Begünstigung einer Verbrennungsreaktion in Sauerstoffatmosphäre | Ein Reagenzglas wird 2 cm hoch mit gesiebtem Oxi-Reiniger befüllt. 4-6 cm darüber wird auf etwas lockerer Glaswolle das streichholzkopfgroße Stück Holzkohle gelegt und das Reagenzglas schräg eingespannt. Zunächst wird nur die Holzkohle mit dem Brenner bis zur Rotglut erhitzt, dann schwenkt man die Flamme auf den Reiniger. | Lehrerversuch mit Schülerbeteiligung | Natriumpercarbonat (ca. 90%, enth. Na-carbonat und Na-peroxid) |
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CfL: Verbrennen von Stahldraht | Begünstigung einer Verbrennungsreaktion in reinem Sauerstoff | Vorbereitung: Man gibt in den Erlenmeyerkolben so viel Sand, dass der Boden bedeckt ist. Dann entfernt man aus einem Topfreiniger zwei ca. 20 cm lange Stahldrähte und präpariert damit gemäß Anleitung einen großen Stopfen(a). Man entwickelt gemäß Anleitung in einem Rggl. aus Oxi-Reiniger reinen Sauerstoff und befüllt damit den Erlenmeyerkolben. Ist der Kolben vollständig mit Sauerstoff gefüllt, verschließt man ihn mit Stopfen (b). Man entzündet das Streichholz am Ende des Stahldrahtes, entfernt Stopfen (b) vom Erlenmeyer-Kolben und setzt zügig den großen Stopfen (a) mit den verdrehten Stahldrähten locker auf. | Lehrerversuch mit Schülerbeteiligung | Natriumpercarbonat (ca. 90%, enth. Na-carbonat und Na-peroxid) |
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CfL: Sauerstoffanteil im Gasgemisch, das aus Oxi-Reiniger freigesetzt wurde | Quantitative Bestimmung durch Oxidation von Kupferdraht | Vorbereitend reduziert man gemäß Anleitung eine Portion von Kupferoxid in Drahtform durch Erhitzen im Wasserstoffstrom (alternativ: Camping-Gas oder Erdgas), so dass man vollständig rosafarbenes Kupfer frisch erhält. Anschließend lässt man das Verbrennungsrohr im Gasstrom erkalten. Durchführung: Man füllt das Reagenzglas etwa zu einem Viertel mit dem zu untersuchenden Oxi-Reiniger und gewinnt gemäß Anleitung durch Erhitzen eine Kolbenprober-Portion Gas. Dieses leitet man wie beschrieben über die frisch gewonnene (s.o.) Portion Kupfer, die mit dem Gasbrenner stark erhitzt wird. Man lässt die Apparatur erkalten und liest das verbliebene Gasvolumen ab. Dieser Versuch wird mit allen zu untersuchenden Oxi-Reinigern wiederholt, dazu muss allerdings das Kupferoxid jeweils erst wieder reduziert werden. | Lehrerversuch mit Schülerbeteiligung | Kupfer(II)-oxid (Drahtstücke), Wasserstoff (Druckgas), Natriumpercarbonat (ca. 90%, enth. Na-carbonat und Na-peroxid) |
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CfL: Redoxreihe der Metalle | In diesem Versuch können die SuS den Ablauf verschiedener Redoxreaktionen beobachten. | Im Rggl. mischt man ein Metallpulver mit dem Oxid eines anderen Metalls stöchiometrisch. Dann wird das Rggl. schräg in ein Stativ eingespannt. Man erhitzt jeweils das Gemisch kräftig mit dem Brenner. | Lehrerversuch mit Schülerbeteiligung | Eisen (Pulver), Zink (Pulver, phlegmatisiert), Kupfer(II)-oxid (Pulver), Eisen(II,III)-oxid, Zinkoxid, Aluminium-Gries (Gries, Späne), Magnesium-Späne (nach GRINARD) |
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Reaktion von Kupferoxid mit Holzkohle und Eisen | Reduktion eines Metalloxids | Reagenzglasversuch: Gemische von Kupferoxid mit Holzkohle bzw. mit Eisenpulver werden erhitzt. Die gasförmigen Produkte mit Glimmspan und mit Kalkwasser untersucht. | Lehrer-/ Schülerversuch | Kupfer(II)-oxid (Pulver), Eisen (Pulver) |
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Kupferbrief | Kupfer bekommt bei Sauerstoffmangel auf der Oberfläche bunte Anlauffarben. | Ein dicht gefaltetes Kupferblech wird mit dem Gasbrenner erhitzt. Nach Abkühlung und Öffnung des "Kupferbriefs" sieht man sog. Anlauffarben. | Lehrer-/ Schülerversuch | |
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Brennbarkeit von Ethansäure (Eisessig) | Ethansäuredämpfe lassen sich entzünden. | In einer Porzellanschale werden die Dämpfe über einer Ethansäure- (Eisessig-)Portion entzündet. | Lehrer-/ Schülerversuch | Essigsäure (100 %ig, Eisessig) |
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Sauerstoff-Darstellung (Microscale) | Sauerstoff-Gewinnung durch Braunstein-Wasserstoffperoxid-Reaktion | Mit Medizintechnik-Geräten wird eine Portion Sauerstoff durch Einspritzen von Wasserstoffperoxid-Lösung auf Mangandioxid (Braunstein) gewonnen. | Lehrer-/ Schülerversuch | Mangan(IV)-oxid, Wasserstoffperoxid-Lösung (wässrig, (w: 8-35%)) |
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Knallgasprobe | Wasserstoff mit Luft- oder Sauerstoffanteil reagiert mit Knall. | Reagenzglasversuch: An einer Flamme entzündet sich Wasserstoff als reines Gas geräuscharm, mit Luft durchmischt jedoch mit lautem Knall. (Reinheitsprobe) | Lehrer-/ Schülerversuch | Wasserstoff (freies Gas) |
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Kupferoxid-Reduktion mit Holzkohle | Reduktion von Kupfer(II)-oxid mit Holzkohle | Reagenzglasversuch: Portionen von Kupferoxid- und Holzkohlepulver werden durch starkes Erhitzen zur Reaktion gebracht. Die Entstehung von Kohlendioxid wird mittels Kalkwasser nachgewiesen. | Lehrer-/ Schülerversuch | Kupfer(II)-oxid (Drahtstücke) |
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Wärmepack mit Eisenpulver | Eisenpulver reagiert mit Luftsauerstoff unter katalytischer Wirkung der Aktivkohle. | Eine Mischung aus Eisen-, Aktivkohlepulver und Kochsalz reagiert bei Wasserzugabe unter Wärmeentwicklung. Der Temperaturverlauf wird verfolgt. | Lehrer-/ Schülerversuch | Eisen (Pulver) |
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Wärmepack: Eisenpulver und Kaliumperoxodisulfat | Eisen reagiert mit Kaliumperoxodisulfat. | In einer bei Zugabe von Wasser deutlich exothermen Reaktion wird Eisenpulver mit Kaliumperoxodisulfat (alternativ: Kaliumdisulfat) umgesetzt. | Lehrer-/ Schülerversuch | Eisen (Pulver), Kaliumperoxodisulfat |
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Katalytische Oxidation von Ethanol | Davy-Lampe: Katalytische Oxidation von Ethanol | An einer Plalindraht-Spirale, der bei einem Spiritusbrenner auf der Spitze eines Dochtes steckt, oxidiert Ethanoldampf ohne Flamme. Die katalysierte Reaktion bringt den Draht zum Glühen. (Alternativ: Konstantandraht) | Lehrer-/ Schülerversuch | Ethanol (ca. 96 %ig) |
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Brennender Zuckerwürfel | Pflanzenasche als Katalysator bei der Zuckerverbrennung | Ein Stück Würfelzucker wird mit etwas Pflanzenasche (auch: Zigarettenasche) eingerieben und entzündet. | Lehrer-/ Schülerversuch |
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