Experimente der Kategorie "Gebrauchsmetalle"
| Name | Kurzbeschreibung | Beschreibung | Typ | Gefahrstoffe | |
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Metalle in Metallsalz-Lösungen | Unterschiede im elektrochemischen Reaktionsverhalten: edle und unedle Metalle | Es werden wässrige Lösungen von Kupfersulfat, Eisensulfat, Silbernitrat und Bleinitrat bereit gestellt. Für 1 Minute wird ein blanker Eisennagel jeweils in die Lösungen gehalten. Danach verfährt man ebenso mit einem Stück Magnesiumband, mit einem Kupfer- und Silberblechstreifen und mit einem Zinkstab. | Lehrerversuch / nicht für Lehrerinnen i.g.A. | Kupfer(II)-sulfat-Pentahydrat, Eisen(II)-sulfat-Heptahydrat, Silbernitrat, Blei(II)-nitrat |
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Reaktion von Laugen mit Aluminium | Unterschiedlich starke Laugen | Gemäß Anleitung werden kleine Aluminium-Blechstücke in drei Abdampfschalen gegeben. Man stellt in Messzylindern die notwendigen Portionen an konz. Natronlauge und konz. Barytwasser bereit, ebenso konzentrierte Ammoniak-Lösung. Man gießt die beiden ersten Laugen jeweils zum Aluminium und misst die Reaktionsdauer. Der dritte Versuch, die Reaktion von Aluminium mit Ammoniak-Lösung, wird im Abzug durchgeführt. | Lehrer-/ Schülerversuch | Natronlauge (konz. w= 32%), Ammoniak-Lösung (konz. w=_____ % (10-25%)), Bariumhydroxid-Lösung (wässrig, gesättigt (w: ca. 7%)) |
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Verhalten in der Brennerflamme | Unterschiedliche Reaktionen bei Eisen, Kupfer, Magnesium, Platin und Aluminium | Man hält nacheinander Eisendraht, Kupferblech, Magnesiumband und Platindraht mit der Tiegelzange in die blaue Gasbrennerflamme und beobachtet das Verhalten der Proben. Mit einem gewinkelten Glasrohr bläst man wenig Aluminiumpulver von unten in die Flamme. | Lehrer-/ Schülerversuch | Aluminium, Pulver (phlegmatisiert) |
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Säurestärke | Untersuchung der Reaktiongeschwindigkeit | Gemäß Angaben werden 0,5-molare Lösungen von Schwefelsäure, Phosphorsäure und Weinsäure hergestellt. Reagenzglasversuche: In einige ml der jeweiligen Säure wird gleichzeitig ein kurzes blankes Stück Magnesiumband gegeben. Man misst die Zeit bis zur völligen Auflösung der Metallstücke in der Säure. | Lehrer-/ Schülerversuch | Schwefelsäure (konz. w: ca. 96%), ortho-Phosphorsäure (ca. 85 %ig), L(+)-Weinsäure, Magnesium (Band, Stücke) |
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Nachweis von Wolframoxid als Wolframblau | Untersuchung einer durchgebrannten Glühbirne | Durch das seitliche Loch gibt man gemäß Anleitung Natronlauge und nimmt damit den gelblich-weißen Belag von der Innenseite der Birne auf. Leichtes Erwärmen über der Gasbrennerflamme beschleunigt den Lösevorgang. Anschließend neutralisiert man wie beschrieben die Lösung mit Schwefelsäure und stellt einen sauren pH-Wert ein. Dazu prüft man jeweils einen Tropfen der Lösung auf pH-Papier. Eine Spsp. Zinkpulver wird durch das Loch mittels Mikrospatel zugesetzt. | Lehrer-/ Schülerversuch | Zink (Pulver, phlegmatisiert), Schwefelsäure (verd. w=____% (5-15%)), Natronlauge (w=____% (>5%)) |
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Eigenschaften von Stahl | Veränderung durch Wärmebehandlung | Vorbereitend werden drei Rasierklingen von der Lehrkraft auf Schmirgelpapier abgestumpft. Eine Rasierklinge wird mittels Tiegelzange im heißen Teil der Gasbrennerflamme erhitzt. Dann drosselt man die Luftzufuhr und zieht die Klinge langsam aus der Flamme. Nach dem Abkühlen prüft man die Elastizität des Stahls. Eine weitere Klinge wird in gleicher Weise bis zum Glühen erhitzt, aber sofort danach in ein Becherglas mit Wasser eingetaucht. Nach dem Abkühlen prüft man die Elastizität des Stahls. Eine dritte Klinge wird unter Beobachtung der Oberfläche langsam von oben in die Flamme gesenkt. Die zweite Rasierklinge wird abgeschmirgelt und bis zur violetten Anlauffarbe in die Brennerflamme gehalten, dann prüft man wieder die Elastizität. | Lehrer-/ Schülerversuch | |
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Gewinnung von Zinkoxid | Verbrennung von Zinkwolle | Zinkwolle wird an der Luft verbrannt. Das entstehende Zinkoxid wird in einer Schale aufgefangen. | Lehrer-/ Schülerversuch | Zink (Pulver, nicht stabilisiert), Zinkoxid |
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Reaktionsfähigkeit unedler und edler Metalle | Vergleichende Untersuchung in Petrischalen | In einer Petrischale mit zwei Hälften bringt man im ersten Versuch Zinkgranalien auf die eine und ein Stück Magnesiumband auf die andere Seite. Man übergießt mit verdünnter Salzsäure. Im zweiten Versuch verfährt man in gleicher Weise mit Eisen- und mit Kupferpulver. | Lehrer-/ Schülerversuch | Eisen (Pulver), Salzsäure (verd. w=____% (<10%)) |
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Metallkörper und Metalloberflächen in der Mikrowelle | Verhalten von CD, Glühbirne, Stahlwolle und Wunderkerze in der Mikrowelle | A) Eine CD wird mit der nicht bedruckten Seite nach oben mittig in den Ofen gelegt. Reaktionszeit 5 sec bei max. Leistung (700 W). B) Mit der Fassung nach unten stellt man eine Glühbirne in ein Becherglas und dieses mittig in den Ofen. Reaktionszeit 10 sec bei max. Leistung (700 W). C) Ein Büschel Stahlwolle wird in einer Porzellanschale mittig in den Ofen platziert. Reaktionszeit 5 sec bei max. Leistung (700 W). D) Eine Wunderkerze, deren Draht zu einem Standfuß gebogen wurde, wird mittig in den Ofen gestellt. Reaktionszeit 1min bei max. Leistung (700 W). | Lehrer-/ Schülerversuch | |
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Rost - Bedingungen | Verhalten von Eisenwolle in verschiedenen 'Atmosphären' | Gleich große Portionen von Eisenwolle, die man mit etwas essigsaurem Wasser angefeuchtet hat, gibt man in drei Rggl. Das erste Rggl. wird mit reinem Sauerstoff befüllt, das zweite mit Stickstoff, das dritte belässt man mit der Luftportion. Die Rggl. werden mit Stopfen verschlossen, die jeweils ein schlankes Glasrohr tragen. Man stellt sie wie beschrieben mit den Rohrenden nach unten in eine Glaswanne mit gefärbtem Wasser. | Lehrer-/ Schülerversuch | Sauerstoff (Druckgas) |
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Auch Metalle verbrennen | Verhalten von Metallen in der Gasbrennerflamme | Ein Gummigebläse wird gemäß Anleitung mit einem Glasrohr verbunden. Man gibt jeweils eine Portion Metallpulver in die freie Öffnung des Glasrohres und bläst das Pulver direkt in die nicht leuchtende Flamme des Gasbrenners. So verfährt man nacheinander nach jeweiliger Reinigung des Glasrohres mit allen Metallen | Lehrer-/ Schülerversuch | Magnesium (Pulver, nicht stabilisiert), Zink (Pulver, nicht stabilisiert), Aluminium, Pulver (nicht stabilisiert), Eisen (Pulver) |
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Oxidation von Metallen | Verhalten von Metallen in der rauschenden Brennerflamme | Streifen von dünnen Kupfer- Zink- und Aluminiumblechen sowie Eisenwolle werden gemäß Anleitung nacheinander in die heiße Flamme des Gasbrenners gehalten. Die Produkte bringt man jeweils anschließend in eine Porzellanschale. | Lehrer-/ Schülerversuch | |
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Das Galvanisieren | Verkupfern eines Eisenblechs (Modellversuch) | Vorbereitend werden die Elektrodenplatten abgeschmirgelt, gewaschen und mit Brennspiritus gereinigt. Man stellt die Kupfer- und die Eisenelektrode in einen Rillentrog, der zu zwei Dritteln gemäß Anleitung mit Kupfer(II)-sulfat-Lösung befüllt wurde. Man baut den Rillentrog wie beschrieben in einen Stromkreis ein und gibt noch wenig verd. Schwefelsäure in die Lösung. Die Spannung im Netzteil wird so eingestellt, dass ein Strom von 150mA fließt. | Lehrer-/ Schülerversuch | Ethanol (Brennspiritus) (mit 2-Butanon u.a. vergällt), Schwefelsäure (verd. w=____% (5-15%)), Kupfer(II)-sulfat-Pentahydrat |
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Galvanisieren | Verkupfern eines Metallgegenstandes | Der Stromkreis wird aus den Geräten und Kabeln gemäß Anleitung zusammen gebaut. In das Becherglas pipettiert man etwas verd. Schwefelsäure und befüllt danach mit der Kupfer(II)-sulfat-Lösung. Als Elektroden werden der Metallgegenstand und die Kupferelektrode eingebaut. Man elektrolysiert 2min lang bei 6V Gleichspannung. Der verkupferte Gegenstand wird mit dest. Wasser abgespült und mit Papiertüchern getrocknet. | Lehrer-/ Schülerversuch | Schwefelsäure (verd. w=____% (5-15%)), Kupfer(II)-sulfat-Lösung (verd., (w: <25%)) |
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Sauerstoffkorrosion bei Eisen in neutraler Lösung | Visualisierung mit Farbspiel in Gelschicht | Man bereitet aus Gelatine wie beschrieben eine dickliche Lösung, der eine Spatelportion Kochsalz und einige Tropfen Phenolphthalein-Lösung zugesetzt werden. Die Lösung wird auf drei Petrischalen verteilt. In zwei der Petrischalen (A / B) wird noch etwas rotes Blutlaugensalz aufgelöst. A In die erste legt man einen Eisennagel, der in der Mitte mit wenig dünnem Kupferdraht umwickelt wurde. B In die Zweite legt man einen gebogenen Eisennagel sowie einen Nagel der in der Mitte mit der Feile angeraut wurde. C In die dritte Schale ebenfalls wird die Eisen-Kupfer-Kombination wie bei (A) eingelegt, vor dem Erstarren der Gelschicht. | Lehrer-/ Schülerversuch | Phenolphthalein-Lösung (w<=0,9%; Lsm.: Ethanol 90 %ig) |
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Bedeutung der Luft für die Oxidation | Vollständige, partielle und ausbleibende Oxidation von Kupfer | Ein dünnes Kupferblech wird zu einem Briefchen gefalten, so dass keine Luft an den Innenbereich gelangen kann. Man erhitzt das Kupfer kräftig in der Gasbrennerflamme. Nach dem Abkühlen wird das Briefchen aufgefaltet. | Lehrer-/ Schülerversuch | Kupfer(I)-oxid, Kupfer(II)-oxid (Drahtstücke) |
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CfL: Bestimmung der Dichte ausgewählter Metalle | Volumenermittlung durch Wasserverdrängung | Die Metallproben sind trocken zu wiegen. Der Messzylinder ist so weit mit Wasser zu füllen, dass die gesamte Metallprobe eintauchen kann. Die Wasserstände vor und nach dem Eintauchen werden notiert. Aus der Differenz und der Masse ist die Dichte der Stoffprobe zu berechnen. | Lehrer-/ Schülerversuch | |
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CfL: Der Hochofenprozess | Vorgänge beim Hochofenprozess modellhaft betrachtet | Man füllt das Reagenzglas zunächst ca. 5 – 6 cm hoch mit Oxi-Reiniger und überschichtet diesen ca. 1 cm hoch mit kleinen Tonscherben. Dann gibt man eine etwa 1 cm dicke Schicht Aktivkohle in das Glas und schichtet darüber 5-10 Eisenoxid-Bröckchen. Nun füllt man das Reagenzglas bis ca. 2 cm unter den oberen Rand mit Aktivkohle und fixiert das Gemisch oben mit etwas Glaswolle. Nun erhitzt man mit einem Brenner zunächst das Kohle-Eisenoxid-Gemisch bis zur schwachen Rotglut. Dann richtet man den Brenner auf den Oxi-Reiniger, die oben aus dem Reagenzglas austretenden gasförmigen Stoffe werden mit einem zweiten Brenner oder einem brennenden Holzspan entzündet. Bei Bedarf klopft man während der Reaktion gelegentlich vorsichtig gegen den oberen Teil des Reagenzglases, damit das Gemisch nach unten in die Verbrennungszone nachrutscht. Bei nachlassender Sauerstoffentwicklung (Glühen wird schwächer, Flamme am oberen Rand des Reagenzglases erlischt) stellt man das Erhitzen des Reinigers ein und lässt das Reagenzglas erkalten. Dann gibt man die Reste des eingesetzten Eisenoxid-Kohle-Gemisches in eine Porzellanschale und prüft mit einem Magneten. | Lehrerversuch / nicht für Lehrerinnen i.g.A. | Kohlenstoffmonoxid (freies Gas) |
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Bunsenbrennerflamme und Drahtnetz | Wärmeentzug durch Eisen- bzw. Kupferdrahtnetz | Auf ein Dreibein über einem Bunsenbrenner wird ein Eisendrahtnetz (alternativ: Kupferdrahtnetz) aufgelegt. Man lässt das Gas ausströmen und entzündet oberhalb des Netzes. | Lehrer-/ Schülerversuch | i-Butan, Propan, Methan (freies Gas) |
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Wirkung von Säuren auf Metalle | Wasserstoff-Freisetzung und Salzbildung | Reagenzglasversuche: In drei Rggl. gibt man etwas Magnesiumband, ein Stück Aluminium und ein Stück Zinkblech. Anschließend wird gemäß Anleitung Salzsäure hinzugefügt. Man hält jeweils ein anderes Rggl. Öffnung an Öffnung darüber und fängt das entstehende Gas auf. Die Kanllgasprobe wird durchgeführt. In einer zweiten Serie wiederholt man den Versuch mit verdünnter Schwefelsäure. | Lehrer-/ Schülerversuch | Salzsäure (w=____% (10-25%)), Schwefelsäure (verd. w=____% (5-15%)), Wasserstoff (freies Gas) |
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