Experimente der Kategorie "Energetik/ Katalyse/ Kinetik"
| Name | Kurzbeschreibung | Beschreibung | Typ | Gefahrstoffe | |
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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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Wirkung von Biokatalysatoren | Enzymkatalytischer Zerfall von Wasserstoffperoxid | Natürliche Stoffe wie Kartoffeln, Gurken, Hefe und Milch besitzen katalytische Eigenschaften, die Wasserstoffperoxid zersetzen und Sauerstoff freisetzen. Nachweis erfolgt mit Glimmspanprobe. Die enzymhemmende Wirkung von bestimmten Metallsalzen lässt sich unter Verwendung von Kupfervitriol zeigen. | Lehrer-/ Schülerversuch | Wasserstoffperoxid-Lösung (wässrig (w=3%)), Kupfer(II)-sulfat-Pentahydrat |
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Metalloxide als Katalysatoren | Untersuchung der katalytischen Wirkung bei verschiedenen Metalloxiden | Über die Zersetzung von Wasserstoffperoxid mit der Freisetzung von Sauerstoff wird die Eignung von Metalloxiden als Katalysatoren überprüft. | Lehrer-/ Schülerversuch | Wasserstoffperoxid-Lösung (wässrig (w=3%)), Zinkoxid, Kupfer(II)-oxid (Drahtstücke) |
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Sauerstoffentwicklung aus Wasserstoffperoxid | Braunstein als Katalysator | Wasserstoffperoxid wird durch Mangan(IV)-oxid in Wasser und Sauerstoff zerlegt. Sauerstoffnachweis erfolgt mittels Glimmspanprobe. Alternativ erzeugt man wie beschrieben den Sauerstoff in einem Microscale-Gasentwickler und bestückt die mit Sauerstoff gefüllte Spritze mit einer glimmenden Zigarette. Man setzt diese in Flammen, wenn man das Gas aus der Spritze drückt. | Lehrer-/ Schülerversuch | Mangan(IV)-oxid, Wasserstoffperoxid-Lösung (wässrig, (w: 8-35%)) |
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Platin als Katalysator | Platindraht zerlegt Wasserstoffperoxid. | Wasserstoffperoxid wird unter der katalytischen Wirkung eines Platindrahtes in Wasser und Sauerstoff zerlegt. | Lehrer-/ Schülerversuch | Wasserstoffperoxid-Lösung (wässrig (w=3%)) |
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Aceton verbrennt ohne Flamme | Aceton oxidiert am katalytisch wirksamen Kupferdraht. | Eine zum Glühen erhitzte Kupferdrahtwendel wird dicht über eine kleine Portion Aceton gehalten. Nach einigen Minuten glüht sie erneut auf. | Lehrer-/ Schülerversuch | Aceton |
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Reaktionsgeschwindigkeit und Oberfläche | Abhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit vom Zerteilungsgrad der Reaktanden | Reagenzglasversuch: Zinkmetall mit unterschiedlichem Zerteilungsgrad wird mit verdünnter Salzsäure zur Reaktion gebracht. | Lehrer-/ Schülerversuch | Salzsäure (verd. w=____% (<10%)), Zink (Pulver, nicht stabilisiert) |
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Reaktionsgeschwindigkeit und Temperatur (1) | Kalk lösen: Abhängigkeit der Reaktionsgeschwindigket von der Temperatur | Marmorstückchen reagieren in 2 Ansätzen mit verdünnter Essigsäure bei 20 °C und bei 40 °C. Die Anzahl der Gasbläschen je Zeiteinheit wird (abschätzend) ermittelt und verglichen. | Lehrer-/ Schülerversuch | |
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Reaktionsgeschwindigkeit und Temperatur (2) | Magnesium lösen: Abhängigkeit der Reaktionsgeschwindigket von der Temperatur | 1-cm-Stücke von Magnesiumband reagieren in 2 Ansätzen mit verdünnter Salzsäure bei 20 °C und bei Siedehitze (Brenner). Die Zeit bis zum vollständigen Auflösen wird gemessen und verglichen. | Lehrer-/ Schülerversuch | Salzsäure (verd. w=____% (<10%)) |
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Katalytische Oxidation von Ammoniak | Oxidation von Ammoniakgas am Pt-Perlkatalysator | Ammoniakgas wird im Luftstrom aus Ammoniaklösung freigesetzt und am Perlkatalysator oxidiert. Die Reaktionsprodukte werden in Wasser geleitet. In der Lösung lässt sich sowohl Acidität als auch Nitrat nachweisen. | Lehrer-/ Schülerversuch | Ammoniak-Lösung (konz. w=_____ % (10-25%)), Salpetersäure (verd. w=____% (5-20%)) |
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Enzymatischer Zerfall von Wasserstoffperoxid | Katalase aus diversen Lebensmitteln: ihre Wirkung und ihre Hemmung/ Vergiftung | In 8 großen Rggl. stellt man bereit: geriebene rohe Kartoffel / dto mit Kupfersulfat / geriebene Kartoffel, aufgekocht / RoheKlöße-Pulver/ Banane roh / Backhefe / geriebene Leber / Braunstein. Man setzt etwas Wasserstoffperoxid-Lsg. hinzu und vergleicht die Reaktion. | Lehrer-/ Schülerversuch | Wasserstoffperoxid-Lösung (wässrig, (w: 8-35%)), Kupfer(II)-sulfat-Pentahydrat, Mangan(IV)-oxid |
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Enzymatischer Harnstoffabbau | Enzymwirkung und -hemmung von Urease beim Harnstoffabbau | Eine wässrige ca. 10%ige Lösung von Harnstoff wird auf drei Gefäße verteilt. Zur ersten gibt man etwas Urease-Lösung (ca. 0,1%ig) und einige Tropfen Phenolphthalein-Lsg. Bei der zweiten setzt man zum gleichen Ansatz etwas Kupfersulfat-Lsg. (alternativ: Silbernitrat-Lsg.) | Lehrer-/ Schülerversuch | Kupfer(II)-sulfat-Pentahydrat, Silbernitrat |
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Stärkespaltung durch Diastase | Zerlegung von Stärke in Dextrine, Maltose und Glucose | Man verteilt eine Stärke-Lösung auf drei Gefäße und setzt jeweils einige Tropfen Iod-Kaliumiodid-Lsg. hinzu. Man gibt zum ersten Ansatz einige ml Diastase-Lösung, zum zweiten einige ml einer zuvor abgekochten Diastase-Lösung, der dritte Ansatz dient zum Vergleich. | Lehrer-/ Schülerversuch | FEHLING I - Lösung (ca. 7%ig), FEHLING II - Lösung (alkalisch) |
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Reaktionsgeschwindigkeit und Konzentration | Abhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit von der Konzentration der Reaktanden | Bei Raumtemperatur werden 2 gleich große Stücke Magnesiumband in unterschiedlich konzentrierter Salzsäure zur Reaktion gebracht. | Lehrer-/ Schülerversuch | Salzsäure (Maßlösung c= 1 mol/L) |
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Reakrion von Ammoniumoxalat mit Eisen(III)-nitrat | Endotherme Bildung eines Eisen(III)-oxalsäure-Komplexes | Ammoniumoxalat und Eisen(III)-nitrat werden in einem Becherglas unter halbminütiger Temperaturkontrolle mit einem Thermometer 10 min lang verrührt. Es entsteht ein flüssiges Reaktionsprodukt. | Lehrer-/ Schülerversuch | di-Ammoniumoxalat-Hydrat, Eisen(III)-nitrat-Nonahydrat |
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Unterschiede bei der Diffusionsgeschwindigkeit | Reaktion von Ammoniak mit Chlorwasserstoff - genauer betrachtet | Ein waagerecht eingespanntes Glasrohr wird mit Stopfen verschlossen, die mittels einer Nadel innen einen Wattebausch tragen. Der eine Wattebausch ist mit konz. Salzsäure, der andere mit konz. Ammoniak-Lösung befeuchtet. Die beiden Gase Ammoniak und Chlorwasserstoff treffen sich abseits der Mitte auf der Seite des Chlorwasserstoffs und bilden weißes Ammoniumchlorid. | Lehrer-/ Schülerversuch | Salzsäure (konz. (w: >25%)), Ammoniak-Lösung (konz. w=_____ % (10-25%)), Chlorwasserstoff (wasserfrei), Ammoniak (freies Gas), Ammoniumchlorid |
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Kontaktverfahren zur Schwefelsäureproduktion (Modell) | Katalytische Oxidation von Schwefeldioxid | Ein längeres Verbrennungsrohr wird auf der einen Seite mit mehreren Spatelportionen Pyrit/ Eisensulfid belegt. Die andere Seite erhält den di-Vanadiumpentoxid-Katalysator (BASF 04-110) zwischen zwei Büscheln Glaswolle. Auf dieser Seite wird das Reaktionsprodukt über Stopfen und Glasrohr ausgeleitet, nacheinander durch zwei Waschflaschen geführt und an den Sog der Wasserstrahlpumpe angeschlossen. Die erste WF enthält Lackmus-Lösung, die zweite verd. Schwefelsäure. Dann wird mit dem Brenner das Pyrit kräftig erhitzt (geröstet) und etwas später auch der Katalysator. | Lehrer-/ Schülerversuch | Schwefeldioxid (freies Gas), di-Vanadium(V)-oxid, Schwefelsäure (konz. w: >15%) |
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Reaktion von Ätznatron und Salzsäure | Exotherme Neutralisation | Ein Reagenzglas wird mit konz, Salzsäure etwa hälftig befüllt. Mit Pinzette oder Spatel bringt man nun einzeln Ätznatron-Plätzchen in die Säure und lässt sie jeweils vollständig reagieren. | Lehrer-/ Schülerversuch | Salzsäure (konz. (w: >25%)), Natriumhydroxid (Plätzchen) |
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Lösen von Chlorwasserstoff - energetisch betrachtet | Exotherme Bildung von Salzsäure | Das untere Ende eines Thermometers wird mit feuchtem Papier umwickelt. Dann taucht man es in eine Chlorwasserstoffatmosphäre, z.B. in den Gasraum über rauchender Salzsäure und beobachtet das Thermometer. (Alternativ: Man leitet unter permanenter Temperaturkontrolle Chlorwasserstoff auf die Oberfläche einer Wasserportion im Becherglas.) | Lehrer-/ Schülerversuch | Chlorwasserstoff (wasserfrei), Salzsäure (konz. (w: >25%)) |
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Licht durch chemische Reaktion | Luminiszenz mit Pyrogallol | Man löst in einem größeren Kolben zuerst wenige g Pyrogallol in der 10fachen Menge Wasser. Zu dieser Lösung gibt man dann eine gleich große Portion gesättigte Kaliumcarbonat-Lösung und ebenso viel Formalin-Lösung. Man schüttelt das Gemisch im verdunkelten Raum gut durch. Nun lässt man 30%ige Wasserstoffperoxid-Lösung hinzufließen. | Lehrer-/ Schülerversuch | Pyrogallol, Kaliumcarbonat, Formaldehyd-Lösung (___%ig (w: 5-25%), enth. Methanol), Wasserstoffperoxid-Lösung (wässrig, (w: 8-35%)) |
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