Experimente der Kategorie "Luft & Wasser"
| Name | Kurzbeschreibung | Beschreibung | Typ | Gefahrstoffe | |
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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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Wasserzerlegung und Wassersynthese | Grundbausteine des Wassers identifizieren | Gemäß Anleitung wird das Rggl. mit Seesand beschickt, den man etwas anfeuchtet. Waagerecht ins Stativ eingespannt erhält das Glas in der Mitte noch eine Portion Zinkpulver als 6cm-Strecke sowie eine Stopfen, der ein gewinkeltes Glasrohr trägt mit einem Stahlwollepfropfen als Rückschlagsicherung. Dieser Gasdüse wird eine zweites Rggl. übergestülpt. Das Zinkpulver wird erst erwärmt, dann intensiv erhitzt bevor man das Wasser im Sand austreibt und als Dampf mit dem Zink zur Reaktion bringt. Der entstehende Wasserstoff wird gemäß Anleitung zunächst aufgefangen und einer Knallgasprobe unterzogen. Bei deren negativem Ausgang wird das Gas an der Spitze der Gasdüse mittels Holzspan entzündet. | Lehrer-/ Schülerversuch | Wasserstoff (freies Gas), Zink (Pulver, phlegmatisiert) |
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Wasserzersetzung mit Medizintechnik | Getrenntes Auffangen von Wasserstoff und Sauerstoff | Gemäß Beschreibung und Skizze wird die Zersetzungsapparatur zusammengestellt: Zwei Kanülen werden durch Abschneiden der Spitzen entschärft und leicht gewickelt, so dass sie als Elektroden dienen können (alternativ: Platindraht). Aus zwei 20ml-Spritzen werden die Stempel entfernt. Eine weitere Spritze wird zur Gasentnahme bereitgehalten. Das Elektrolysegefäß wird wie angegeben mit angesäuertem Wasser gefüllt. Man stellt die Zersetzungsapparatur hinein und legt an die Elektroden mit Netzteil oder 9V-Batterie eine Gleichspannung an. Die bei der Elektrolyse gesammelten Gase werden einzeln in die dritte Spritze und dann in ein Rggl. überführt. Man macht mit Wasserstoff eine Knallgasprobe und mit Sauerstoff eine Glimmspanprobe. | Lehrer-/ Schülerversuch | Schwefelsäure (verd. w=____% (5-15%)), Sauerstoff (freies Gas), Wasserstoff (freies Gas) |
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Wasser als Ampholyt | Gelöste Stoffe sorgen für saure bzw. alkalische Reaktion. | Reagenzglasversuche: Zu 5 Gläsern, die hälftig mit Wasser gefüllt sind, fügt man 3 Tropfen Universalindikator hinzu. Den ersten Ansatz versetzt man mit 0,5g Natriumcarbonat, den zweiten mit 0,5g Ammoniumsulfat und den dritten mit 0,3g Eisen(III)-Chlorid. In den vierten leitet man wenig Chlorwasserstoffgas ein und in den fünften etwas Ammoniakgas. Man beachtet die Indikatorfärbung. | Lehrer-/ Schülerversuch | Natriumcarbonat-Decahydrat, Ammoniumsulfat, Eisen(III)-chlorid-Hexahydrat, Ammoniak (freies Gas), Chlorwasserstoff (wasserfrei) |
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Brennendes Eis (... sogenanntes) | Gelbildung mit Ethanol bei Calciumacetat | Calciumacetat wird in dest. Wasser gelöst. Man gibt eine Portion Ethanol in einem Guss hinzu. Das entstandene Gel wird auf eine feuerfesten Unterlage gebracht und entzündet. | Lehrer-/ Schülerversuch | Ethanol (ca. 96 %ig) |
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Löslichkeit von Gasen in Wasser | Freisetzen gelöster Gase aus Leitungswasser durch Erwärmen bzw. aus Mineralwasser durch Druckverminderung | A Ein Becherglas mit Leitungswasser wird gemäß Anleitung mit einem Trichter und einem wassergefüllten Rggl. bestückt. Man erwärmt über der Gasbrenner zunächst auf ca. 30 °C, später auf 70 °C, fängt die entweichenden Gase pneumatisch auf und vergleicht die jeweils freigesetzen Mengen. B Auf eine 50-ml-Spritze mit Einweghahn wird luftfrei abgestandenes Mineralwasser aufgezogen. Durch vorsichtiges Herausziehen des Stempels bei geschlossenem Hahn setzt man eine Gasportion frei. | Lehrer-/ Schülerversuch | |
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Sektroskopische Untersuchung von Mineralwässern | Flammenfärbung durch gelöste Mineralsalze | Von verschiedenen Mineralwässern werden jeweils 50ml zur Trockne eingedampft (günstig: IR-Strahler). Die Abdampfrückstände werden mit 1 oder 2 Tropfen Salzsäure angefeuchtet. Mit einem ausgeglühten Magnesiastäbchen nimmt man das Mineralsalz auf, bringt es in den oberen teil der entleuchteten Brennerflamme und beobachtet die Flammenfarbe. Man wiederholt den Vorgang und betrachtet das jeweilige Linienspektrum mit einem Handspektroskop. | Lehrer-/ Schülerversuch | Salzsäure (Maßlösung c= 1 mol/L) |
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Kohlendioxid in der Atemluft | Fällung von Kalk aus Kalkwasser und Auflösung zu Calcium- und Hydrogencarbonat-Ionen | Mittels Strohhalm wird stetig in ein Becherglas mit Kalkwasser ausgeatmet, bis eine kräftige Trübung entsteht. Anschließend bläst man weiter Atemluft ein, bis die Trübung wieder verschwindet. | Lehrer-/ Schülerversuch | |
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CfL: Untersuchen des pH-Wertes von Regenwasser | Experimentelle Hinführung zum Thema saurer Regen | Das Reagenzglas wird zur Hälfte mit Regenwasser gefüllt und mit einigen Tropfen Universalindikator versetzt. | Lehrer-/ Schülerversuch | Universalindikator, flüssig (Skala pH 4-10; enth. Ethanol) |
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Wassererhitzung | Erhitzung von Wasser zum Sieden | Wasser wird über dem Gasbrenner im Rggl. zum Sieden erhitzt. | Lehrer-/ Schülerversuch | |
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Stickstoff - Darstellung und Eigenschaften | Entfernung von Sauerstoff aus dem Gasgemisch Luft | Ein Verbrennungsrohr wird gemäß Anleitung über Stopfen auf der einen Seite mit einem Gummigebläse und auf der anderen Seite mit Gummischlauch und gew. Glasrohr ausgestattet. In das Rohr bringt man einen Bausch Eisenwolle ein. Dann erhitzt man das Reaktionsrohr mit dem Gasbrenner und bläst langsam Luft in die Apparatur. Das auf der anderen Seite austretende Gas wird in drei Rggl. pneumatisch aufgefangen. Wie beschrieben wird mit diesem Gas die Glimmspanprobe durchgeführt. | Lehrer-/ Schülerversuch | Ameisensäure (konz. w=_____ % (98-100%)) |
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Fluorid-Nachweis | Entfärbung des blutroten Eisen(III)-rhodanids | Reagenzglasversuch: Man löst eine kleine Spatelportion Eisen(III)-chlorid in einem halb gefüllten Rggl. und fügt einen Spsp. Kaliumthiocyanat hinzu, so dass der blutrote Farbkomplex entsteht. Setzt man dieser Lösung etwas Natriumfluorid zu, verschwindet die Färbung. | Lehrer-/ Schülerversuch | Eisen(III)-chlorid-Hexahydrat, Kaliumthiocyanat, Natriumfluorid |
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Wasser als Dipol (I) | Energieaufnahme in der Mikrowelle | Man füllt Bechergläser mit a) 50 ml Wasser, b) 50ml 2-Pentanol, c) 50 ml Speiseöl, d) 60g Zucker und e) 60g Kochsalz, stellt die Gläser bei 600W für 2 Minuten ins Mikrowellengerät und ermittelt danach die Temperatur der Substanzen. | Lehrer-/ Schülerversuch | 2-Pentanol |
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Wasser als Dipol (II) | Elektrostatische Strahlablenkung bei Wasser | Aus einem Tropftrichter oder aus der Wasserleitung lässt man in extrem dünnem Strahl Wasser auslaufen. Mit einem durch Reibung elektrostatisch aufgeladenen Kunststoff- oder Hartgummistab lenkt man den Wasserstrahl ab. | Lehrer-/ Schülerversuch | |
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CfL: Zerlegen von Wasser mit Hilfe des elektrischen Stroms | Elektrolyse im HOFMANNschen Apparat | Man befüllt den HOFMANNschen Apparat verdünnter Schwefelsäure, verbindet die Elektroden mit der Gleichspannungsquelle und regelt die Spannung so ein, dass eine deutliche Gasentwicklung zu erkennen ist (ca. 15V). Nach 3 min schließt man die oberen Hähne und beobachtet die Elektroden. Wenn sich ein Schenkel des HOFMANNschen Apparats zu zwei Dritteln mit Gas gefüllt hat, wird der Strom abgeschaltet und das Volumenverhältnis notiert. Die Gase werden nun über die Hähne abgelassen und in Reagenzgläsern aufgefangen. Mit Hilfe der Glimmspanprobe und der Knallgasprobe werden Sauerstoff und Wasserstoff nachgewiesen. | Lehrerversuch mit Schülerbeteiligung | Schwefelsäure (Maßlösung c= 0,5 mol/L), Wasserstoff (freies Gas) |
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Hofmann'scher Wasserzersetzungsapparat | Elektrochemische Zerlegung von Wasser | Gemäß Anleitung wird Wasser mit etwas verd. Schwefelsäure angesäuert und in den Hofmann'schen Wasserzersetzungsapparat eingefüllt. Man legt eine 12V-Gleichspannung an und lässt die Elektrolyse 10 min lang laufen. Nach Ablesen der Gasvolumina weist man Wasserstoff mittels Knallgasprobe und Sauerstoff mittels Glimmspanprobe nach. | Lehrerversuch | Wasserstoff (freies Gas), Sauerstoff (freies Gas), Schwefelsäure (verd. w=____% (5-15%)) |
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Knallgas in der kleinen Ampullenflasche | Elektrochemische Wasserzersetzung | Gemäß Anleitung und Skizze wird die Ampullenflasche mit Natriumsulfat- oder -Carbonat-Lösung befüllt. Man setzt den Stopfen mit den Kanülen-Elektroden auf und montiert die kleine Ampullenflasche mit der Öffnung nach unten auf eine größere Ampullenflasche und klemmt wie beschrieben die Gleichspannungsquelle an. Man elektrolysiert mit 4,5V oder 9V bis das entstandene Knallgas die Lösung nach unten verdrängt hat. Dann hält man die kleine Ampullenflasche mit dem Knallgas an die Seite einer Teelichtflamme. | Lehrer-/ Schülerversuch | Wasserstoff (freies Gas), Sauerstoff (freies Gas) |
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Nachweis gelöster fester Stoffe in verschiedenen Wasserproben | Eindampfen von Leitungswasser u.ä. | Fünf Tropfen der Wasserproben werden jeweils auf ein Uhrglas gegeben. Die Proben werden auf einem präparierten und gemäß Anleitung positionierten Tondreieck über der Brennerflamme zur Trockne eingedampft. | Lehrer-/ Schülerversuch | |
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Trinkwasseraufbereitung | Drei Beispiele für Wasserreinigungsverfahren | A Man verrührt gemäß Anleitung eine Spsp. Eisen(III)-chlorid bis zur intensiv in Wasser, bis es zur Ausflockung kommt. Man lässt 30min lang durchreagieren. Danach filtriert man das Gemisch. B Zu einer weiteren Portion Wasser gibt man wie beschrieben etwas Methylrot-Lösung und etwas Salzsäure. Die Lösung wird über zerstoßenem Marmor durch einem Faltenfilter filtriert. C Eine dritte Wasserportion wird mit einigen Tropfen Pflanzenöl sowie einer Spatelportion Aktivkohle versetzt und anschließend ebenfalls filtriert. | Lehrer-/ Schülerversuch | Salzsäure (w=____% (10-25%)), Eisen(III)-chlorid-Hexahydrat, Methylrot-Lösung (Lsm.: Ethanol 90 %ig) |
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Relative Dichte von Methan | Dichteverhältnis Methan - Luft | Ein Standzylinder wird mit Methan gefüllt und mit der Öffnung nach unten in ein Stativ gespannt. Von unten führt man eine brennende Kerze in den Zylinder. Sie erlischt im Inneren, entflammt aber erneut beim langsamen Herausziehen. | Lehrer-/ Schülerversuch | Methan (Druckgas) |
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