Experimente der Kategorie "Stoffkreisläufe/ Ökologie/ Umweltchemie"
| Name | Kurzbeschreibung | Beschreibung | Typ | Gefahrstoffe | |
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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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Untersuchung von Thermopapier auf Bisphenol A | Bildung eines Azofarbstoffes | Vorbereitend wird gemäß Anleitung eine p-Nitroanilin-Lösung zubereitet. In einem Becherglas werden kleine Stückchen von Thermopapier in Natronlauge eingerührt. Man überführt einige ml der trüben Lösung (A) in ein Rggl. In einem zweiten Rggl. versetzt man gemäß Anleitung p-Nitroanilin-Lösung mit Natriumnitrit-Lösung bis Entfärbung eintritt. Von dieser Lösung gibt man wenig zum Inhalt A. Variante: Man gibt einenTropfen Natronlauge direkt aud das Thermopapier und nach 1 Min einen Tropfen aus Rggl. 2. | Lehrer-/ Schülerversuch SII | 4-Nitroanilin, Salzsäure (Maßlösung c= 0,1 mol/L), Natriumnitrit, Natronlauge (verd. w: <2%) |
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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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Kalkverwitterung (Modellversuch) | Kohlensäure-Angriff auf Marmor | Eine Spatelportion gepulverter Marmor wird mit reichlich Wasser zur Suspension gemischt. Dann leitet man längere Zeit Kohlendioxid ein. Man filtriert und erhitzt das Filtrat. Der gelöste Kalk bildet sich als Trübung zurück. | Lehrer-/ Schülerversuch | |
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Kalk löschen (Variante 'Einsumpfen') | Reaktion von Branntkalk mit Wasser | In einer Abdampfschale werden kleine Stücke Branntkalk mit reichlich Wasser übergossen. Man misst die Temperatur und prüft den Charakter der Lösung mit pH-Indikatorpapier. Alternativ kann man gebrannte Stücke von Kalkschotter (Schulhofversuch) einzeln in ein gut gefülltes Becherglas mit Wasser geben und die Vorgänge bei der chemischen Reaktion beobachten. | Lehrer-/ Schülerversuch | Calciumoxid, Calciumhydroxid |
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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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Kalk fällen und lösen in Kalkwasser | Leitfähigkeitsverhalten bei Reaktionen in einer Calciumhydroxid-Lösung | Man stellt eine gesättigte Calciumhydroxid-Lösung (Kalkwasser) her und verdünnt sie mit der dreifachen Wassermenge. Die elektrische Leitfähigkeit wird kontinuierlich gemessen, wenn man nun Kohlendioxid einleitet. Nach der Eintrübung durch ausgefällten Kalk wird weiter Kohlendioxid eingeleitet, bis sich der Niederschlag wieder auflöst. | Lehrer-/ Schülerversuch | Calciumhydroxid |
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Auflösung von Schwermetallsalz-Niederschlägen | Komplexbildung mit EDTA | Reagenzglasversuch: Zwei Portionen verd. Kupfer(II)-sulfat-Lösung werden bereit gestellt. Zu der einen gibt man eine Spatelspitze EDTA oder wenig EDTA-Lösung sowie einige Tropfen verd. Natronlauge. Der zweiten Lösung setzt man nur etwas Natronlauge zu. | Lehrer-/ Schülerversuch | Ethylendiamintetraessigsäure, Kupfer(II)-sulfat-Pentahydrat, Natronlauge (verd. w=____% (2-5%)) |
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Salze und Waschmittel wirken auf Bodenpartikel. | Aggregation- und Dispergierungswirkung auf Tonpartikel in Wasser | Man verteilt eine tonreiche Bodenprobe gleichmäßig auf vier Gefäße, gibt die gleiche Menge Wasser hinzu und schlämmt jeweils zu einer homogenen Suspension auf. Nun gibt man zum ersten Ansatz drei Spatelportionen Calciumchlorid, zum zweiten eine vergleichbare Portion Natriumchlorid und zum dritten eine Portion Waschmittel. Der vierte Ansatz dient dem Vergleich. Man schüttelt jeweils gut durch und beobachtet. | Lehrer-/ Schülerversuch | |
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BERLESE-Versuch mit Spiritus | Kleinstlebewesen aus der Bodenschicht sammeln und abtöten | Mit einer BERLESE-Apparatur lässt man lichtflüchtende Kleinstlebewesen aus einer Streuschichtprobe in eine Auffangvorrichtung entweichen, die etwas Spiritus enthält. | Lehrer-/ Schülerversuch | Ethanol (Brennspiritus) (mit 2-Butanon u.a. vergällt) |
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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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Bodenverunreinigung mit Mineralölen (Modellversuch) | Eintrag von Petrochemikalien in die Bodenlösung | Ein senkrecht eingespanntes weites Glasrohr, unten mit einem Stopfen und Auslass bestückt, wird senkrecht eingespannt. Man füllt auf eine dicke Watteschicht am Boden eine hohe Sandschicht auf (alternativ: sandiger Lehmboden) und gibt dann 10 Tropfen Diesel- oder Heizöl auf die Oberfläche. Anschließend lässt man einen halben Liter Wasser langsam durch die Säule sickern und fängt die Flüssigkeit unten auf. Man beurteilt Aussehen und Geruch. | Lehrer-/ Schülerversuch | Heizöl EL |
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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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Sauerstoff im Wasser | Halbquantitativer Nachweis von gelöstem Sauerstoff | Vorbereitend stellt man eine Mangan(II)-chlorid-Lösung (20g auf 25ml dest. Wasser) sowie eine Natriumhydroxid-Lösung (15g auf 30ml) her. Man füllt eine 100-ml-Klarglasflasche vollständig mit einer Probe aus einem Gewässer und verschließt sie sofort. Dann bringt man mit einer Pipette je 0,5ml der vorbereiteten Lösungen ein - tief auf den Boden der Flasche. Man verschließt wieder blasenfrei und schüttelt mehrmals. Nach 10 min schließt man aus der Farbe des Niederschlags auf den Sauerstoffgehalt: weiß=<1mg/l, elfenbein=1-3mg/l, schwach braun=5-10mg/l, rostbraun=>10mg/l | Lehrer-/ Schülerversuch | Natriumhydroxid (Plätzchen), Mangan(II)-chlorid-Tetrahydrat |
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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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Abbinden von Kalkmörtel | Reaktion von Calciumhydroxid an der Luft | Zu einer Portion Calciumhydroxid gibt man etwa die dreifache Menge Sand. Man mischt mit etwas Wasser zu einem steifen Brei, den man auf einer geeigneten Grundlage (z.B. Fliese) 1cm hoch ausstreicht und trocknen lässt. Die trockenen Mörtelschicht wird in maximal erbsgroße Stücke zerbröselt und in einen Kolben gegeben, in den man in langsamem kontinuierlichem Strom Kohlendioxid leitet. Man konstatiert die Wärmeentwicklung am Gefäßboden und die Kondensatbildung an der Wand des Kolbens. | Lehrer-/ Schülerversuch | Calciumhydroxid |
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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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Harnstoffspaltung durch Bodenbakterien | Enzymatische Reaktion aus dem Stickstoffkreislauf der Natur | Vorbereitend stellt man fein gesiebte Garten- Kompost- oder Ackererde bereit. In einem Erlenmeyerkolben wird eine Portion dieses Bodenmaterials mit einer Spsp. Harnstoff und demin Wasser aufgeschlämmt. Ein längeres Stück angefeuchtetes pH-Indikatorpapier wird mittels Stopfen, der den Kolben verschließt, eingeklemmt. Bei 35°C lässt man den Ansatz im Trockenschrank bzw. Wasserbad mindestens 1h lang reagieren. | Lehrer-/ Schülerversuch | |
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Schwimm-Sink-Trennung bei Kunststoffen | Nutzung der Dichteunterschiede beim KS-Recycling-Technologien | Man stellt vorbereitend ein Gemisch aus zerkleinertem KS-Material bereit. In einem größeren Becherglas wird dem Gemisch Wasser zugestzt, so dass die erste Komponente PE 'aufrahmt'. Sie wird abgeschöpft. Man dekantiert vorsichtig das Wasser, setz eine konzentrierte Kochsalz-Lösung (w=23%) zu und rührt um. Man schöpft von der Oberfläche die zweite 'aufgerahmte' Komponente PS ab, dekantiert die Salzlösung und gibt danach eine Natriumthiosulfat-Lösung (w=40%) hinzu. Nach dem Umrühren trennt sich die dritte Komponente Weich PVC ab. Durch Dekantieren erhält man auch die vierte Komponente Hart-PVC. | Lehrer-/ Schülerversuch | |
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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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