Experimente der Kategorie "Redoxreaktionen"
| Name | Kurzbeschreibung | Beschreibung | Typ | Gefahrstoffe | |
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Alkalimetalle darbieten/ Schnittflächen vergleichen | Risikominimierung durch sichere Handhabung | Die meist unter Paraffinöl (manchmal unter Petroleum) aufbewahrten Metallbrocken werden mit der Pinzette oder Metallzange entnommen, mit Filterpapier abgetupft. Man schneidet von den weichen Metallen mit einem Messerchen max. erbsengroße Stücke ab und entrindet sie allseitig. Größere Stücke sofort in das Gefäß mit Schutzflüssigkeit zurücklegen, kleine Reste und Krusten zur Entsorgung immer in Brennspiritus abreagieren lassen - bei Kalium in Butanol. Weitere Details zur Entsorgung werden der Anleitung entnommen. | Lehrerversuch | Lithium (in Paraffinöl), Natrium (in Petroleum o. Paraffinöl), Kalium (in Paraffinöl) |
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Gehaltsbestimmung von Kaliumpermanganat-Lösung 1 % | Titration mit Natriumthiosulfat in 1-mL-Tuberkulin-Spritzen | Die Probe wird durch Verdünnen mit Wasser gemäß Beschreibung vorbereitet. Danach wird sie wie angegeben mit Kaliumiodid-Lösung und mit Schwefelsäure versetzt. Man befüllt die Titrierspritze und titriert mit Natriumthiosulfat-Lösung bis zur Gelbfärbung, setzt der Probe Zinkiodid-Stärke-Lösung zu und titriert die schwarzblaue Flüssigkeit bis zur Entfärbung. | Lehrer-/ Schülerversuch | Kaliumpermanganat, Schwefelsäure (konz. w: >15%), Zinkiodidstärke-Lösung |
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Gehaltsbestimmung Wasserstoffperoxid-Lösung | manganometrische, iodometrische und cerimetrische Maßanalytik im Halbmikromaßstab | Die Wasserstoffperoxid-Lösung wird mit Wasser 1:10 verdünnt. A) Gemäß Anleitung gibt man zu vorgelegtem Wasser eine Portion der Probe sowie Schwefelsäure-Lösung. Man titriert mit der Kaliumpermanganat-Maßlösung bis zum Farbumschlag. B) Man gibt von der Probe wie beschrieben in einen Erlenmeyerkolben mit Wasser, setzt Kaliumiodid-, Schwefelsäure- und Ammoniummolybdat-Lösung hinzu und titriert mit Natriumthiosulfat-Lösung bis zur Gelbfärbung. Dann setzt man Zinkiodid-Stärke-Lösung hinzu und titriert die blauschwarze Probe weiter bis zur Entfärbung. C) Gemäß Anleitung gibt man zu vorgelegtem Wasser im Erlenmeyerkolben Ferroin- und Schwefelsäure-Lösung sowie eine Portion der Probe. Man titriert mit Cer(IV)-sulfat-Lösung bis zum Farbumschlag von rot nach hellblau. | Lehrer-/ Schülerversuch | Schwefelsäure (konz. w: >15%), Cer(IV)-sulfat-Lösung (Maßlsg. 0,1M, enth. Schwefelsäure), Ferroin-Lösung, Zinkiodidstärke-Lösung |
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Metalle reagieren mit Chlor | Effektvolle Darstellung von Metallchloriden aus den Elementen | Drei Standzylinder, deren Boden von einer Sandschicht bedeckt ist, werden mit Chlorgas befüllt, abgedeckt und bereit gestellt. a) und b) Mit der Tiegelzange nimmt man Büschel von Eisenwolle (alternativ: Kupferwolle), erhitzt sie in der Brennerflamme und hält sie in den Standzylinder. c) Aus einem Reagenzglas lässt man langsam Antimonpulver in das Chlorgas rieseln. Die Reaktion erfolgt unter Feuererscheinung. | Lehrerversuch | Chlor (Druckgas), Eisen(III)-chlorid (wasserfrei), Kupfer(II)-chlorid-Dihydrat, Antimon (Pulver), Antimon(III)-chlorid |
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Wasserstoff aus dem (Mini-)KIPP'schen Apparat | Ein Reduktionsmittel für Kupfer(II)-oxid | Ein 30-ml-PE-Fläschchen mit zahlreichen Löchern am unteren Rand, das mit Zinkgranalien gefüllt ist, wird in ein Becherglas mit verdünnte Salzsäure getaucht. Der sich entwickelnde Wasserstoff wird über den Tropfverschluss und einen Silikonschlauch in eine Glaswinkelrohr mit Düse geführt, das vorne twas Kupfer- oder Stahlwolle als Rückschlagsicherung besitzt. In das Winkelrohr legt man einen Kupferblechstreifen, der durch kräftiges Glühen eine Kupfer(II)-oxidschicht trägt. Der Wasserstoff wird entzündet. Nun erhitzt man den Blechstreifen mit der Brennerflamme. Die Wasserstoffentwicklung wird unterbunden, wenn man das Fläschchen aus der Salzsäure zieht und in ein weiteres Becherglas mit Wasser stellt. | Lehrer-/ Schülerversuch | Wasserstoff (freies Gas), Salzsäure (w=____% (10-25%)) |
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Elektrolyse Salzsäure | Stromfluss bei Erreichen der Zersetzungsspannung | Ein Becherglas mit Salzsäure wird mit zwei Platinelektroden ausgestattet, die über ein Multimeter mit einer Gleichspannungsquelle verbunden werden. Stufenweise wird gemäß Anleitung die angelegte Spannung erhöht und der Stromfluss jeweils kontrolliert. Bei einsetzendem Stromfluss wird die Elektrolyse beendet. Die Zersetzungsspannung wird direkt mit dem Multimeter gemessen. | Lehrer-/ Schülerversuch | Salzsäure (Maßlösung c= 1 mol/L) |
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Überspannung | Tatsächliche Zersetzungspannung vs. berechnete Leerlaufspanung | Ein Becherglas wird mit 0,5-molarer Schwefelsäure bzw. 1-molarer Natronlauge befüllt und mit zwei Platinelektroden ausgestattet. Es wird eine Gleichspannung angelegt, die unter Messung der Stromstärke gemäß Anleitung stufenweise bis zur einsetzenden elektrolytischen Zersetzungsreaktion hochgefahren wird. | Lehrer-/ Schülerversuch | Schwefelsäure (Maßlösung c= 0,5 mol/L), Natronlauge (Maßlösung c= 1 mol/L) |
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Eisen-Kupfer-Korrosionzelle | Eisen korrodiert schnell in Verbindung mit Kupfer | Ein Eisen- und ein Kupferblech, leitend miteinander verbunden, tauchen in eine Natriumchlorid-Lösung. Am Eisen findet deutlich sichtbar Korrosion statt. Rotes Blutlaugensalz weist die entstehenden Eisen(II)-Ionen, Phenolphthalein-Lösung die Hydroxidionen | Lehrer-/ Schülerversuch | Phenolphthalein-Lösung (w<=0,9%; Lsm.: Ethanol 90 %ig) |
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Kontaktkorrosion mit Eisen und Kupfer | Eisen korrodiert bei Feuchtigkeit in Berührung mit Kupfer. | Ein Eisenblech- und ein Kupferblechstück berühren sich in einer Schale mit etwas Wasser. Eisen(II)-Ionen werden mit rotem Blutlaugensalz, die entstehenden Hydroxidionen mit Phenolphthalein nachgewiesen. | Lehrer-/ Schülerversuch | Phenolphthalein-Lösung (w<=0,9%; Lsm.: Ethanol 90 %ig) |
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Reaktion von Kalium mit Wasser | Bildung von Kalilauge unter Wasserstoff-Freisetzung | Ein etwa halb-erbsengroßes Stück Kalium wird sorgsam entrindet und mit Filterpapier von anhaftender Schutzflüssigkeit befreit. Man wirft es in eine Wanne mit Wasser und wenig Phenolphthalein, wo es heftigst reagiert. | Lehrerversuch | Kalium (in Paraffinöl), Wasserstoff (freies Gas), Kalilauge (konz. w=____% (5-25%)), Phenolphthalein-Lösung (w<=0,9%; Lsm.: Ethanol 90 %ig) |
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Reaktion von Natrium mit Wasser | Bildung von Natronlauge unter Wasserstoff-Freisetzung | Ein etwa halb-erbsengroßes Stück Natrium wird sorgsam entrindet und mit Filterpapier von anhaftender Schutzflüssigkeit befreit. Man wirft es in eine Wanne mit Wasser und wenig Phenolphthalein, wo es heftigst reagiert. Man wiederholt den Versuch, legt aber diesmal ein kleines Filterpapier auf die Wasseroberfläche und das Natrium darauf. | Lehrerversuch | Natrium (in Petroleum o. Paraffinöl), Natronlauge (w=____% (>5%)), Wasserstoff (freies Gas), Phenolphthalein-Lösung (w<=0,9%; Lsm.: Ethanol 90 %ig) |
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Zink-Ammoniumnitrat-Reaktion | Feuermachen mit einigen Tropfen Wasser | Ein Gemisch aus Zinkpulver, Ammoniumnitrat und wenig Ammoniumchlorid wird mit ein paar Tropfen Wasser zur Reaktion gebracht. Es reagiert unter Feuererscheinung. | Lehrerversuch | Zink (Pulver, nicht stabilisiert), Ammoniumnitrat, Ammoniumchlorid, Zinkoxid, Chlor (freies Gas) |
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Ionen als Wanderer | Bewegung von Chromat- und Kupfer(II)-Ionen | Ein längeres Stück Chromatographie-Papier wird mit Kaliumchlorid-Lösung durchfeuchtet. Dann legt man einen Wollfaden, der mit Kupfersulfat-, Kaliumchromat-Lösung und Ammoniakwasser getränkt ist, mittig auf. An die kurzen Enden des Papiers legt man einen Kupferblechstreifen und daran wiederum für ca. 10 min eine Gleichspannung von ca. 20 V. Die farbigen Ionen setzen sich sichtlich in Bewegung. | Lehrer-/ Schülerversuch | Kaliumchromat, Kaliumpermanganat, Ammoniak-Lösung (verd. w=____% (5-10%)) |
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Pyrolyse von Ammoniumnitrat | Zerfall von Ammoniumnitrat zu Stickoxiden und Stickstoff | Ein leeres feuerfestes Reagenzglas wird mit dem Gasbrenner stark erhitzt. Nach Entfernung des Brenners gibt man eine Spatelspitze Ammoniumnitrat in das heiße Glas. Unter Knattern und grellem Licht zersetzt sich das Salz zu Stickoxiden, auch rot-braunem Stickstoffdioxid. | Lehrerversuch | Stickstoffdioxid (freies Gas), Stickstoffmonoxid (freies Gas) |
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Verkupfern eines Eisennagels | Galvanischer Prozess: Edles scheidet sich auf Unedlem ab. | Ein mit Schmirgelpapier blank gemachter Eisennagel wird einige Minuten lang in eine Kupfer(II)-sulfat-Lösung gehängt. Es bildet sich ein Kupferüberzug. | Lehrer-/ Schülerversuch | Kupfer(II)-sulfat-Pentahydrat |
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Natriumchlorid aus den Elementen (II) | Reaktion von Natrium mit Chlor | Ein Standzylinder, dessen Boden mit Sand abgedeckt ist, wird mit Chlorgas befüllt. Man schmilzt ein Rggl. seitlich unten an der heißen Brennerflamme auf, so dass ein Loch entsteht. Nach dem Abkühlen des Glases wirft man eine frisch entrindetes und getrocknetes Stück Natrium - etwa halberbsengroß - hinein, erwärmt das Metall über dem Brenner bis zur Schmelze und hängt das Reagenzglas in die Chloratmosphäre. Der einsetzende Natriumbrand erzeugt einen weißen Rauch. | Lehrerversuch | Natrium (in Petroleum o. Paraffinöl), Salzsäure (konz. (w: >25%)), Kaliumpermanganat, Chlor (freies Gas) |
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Reaktion von Aluminium und Brom | Synthese von Aluminiumbromid aus den Elementen | Ein Stück Aluminiumfolie wird im Rggl. in eine kleine Portion Brom gegeben. | Lehrerversuch | Brom, Aluminiumbromid (wasserfrei) |
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Das Kupferröhrchen auf der Alufolie | Korrosion von Aluminium beim Kontakt mit Kupfer | Ein Stück Kupferrohr wird auf ein Stück Aluminiumfolie gestellt. Die Berührungsstelle wird mit verd. Natronlauge benetzt. | Lehrer-/ Schülerversuch | Natronlauge (verd. w: <2%) |
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LECLANCHÉ-Element | Primärelement aus klassischen Batterien | Ein Tonzylinder wird mit einem Graphit-Braunstein-Gemisch (1:1) befüllt und mittig in ein Becherglas gestellt. Das Becherglas wird gemäß Anleitung mit gesättigter Ammoniumchlorid-Lösung aufgefüllt. Man positioniert den Elektrodenhalter mit der Graphit und der Zinkelektrode wie angegeben in das Becherglas und misst die anstehende Spannung. Alternativ: Anstelle des Tonzylinders lässt sich auch eine Extraktionshülse oder ein vielfach durchlöcherter med. Spritzenzylinder verwenden. | Lehrer-/ Schülerversuch | Ammoniumchlorid, Mangan(IV)-oxid |
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Potentialdifferenz zwischen Kupfer und Zink | Messung mit galvanischen Halbzellen | Ein U-Rohr mit Fritte wird auf der einen Seite mit einer genau 1-molaren Kupfer(II)-sulfat-Lösung, auf der anderen Seite mit einer 1-molaren Zinksulfat-Lösung auf gleiche Füllhöhe befüllt. Ein blanker Kupferstab wird in die Kupfersalz-Lösung und eine blanker Zinkstab in die Zinksalzlösung gestellt. Man verbindet die Metalle mit einem Voltmeter (0-3 V). | Lehrer-/ Schülerversuch | Zinksulfat-Heptahydrat, Kupfer(II)-sulfat-Pentahydrat |
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