Experimente der Sammlung "Experimente zu Makromolekülen (KÖLNER MODELL)"
| Ausgabe | Name | Kurzbeschreibung | Beschreibung | Typ | Gefahrstoffe | |
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Springbällchen aus Guarkernmehl | Vom Verdickungsmittel zur elastischen Masse | Eine Teelöffelportion Guarkernmehl wird mit der doppelten Portion Wasser versetzt und geknetet, so dass eine knetbare Masse entsteht, die man mit etwas Lebensmittelfarbe einfärben kann. DieKnetmasse formt man zu kleinen Bällchen und testet die Elastizität ("Hüpfbällchen"). | Lehrer-/ Schülerversuch | ||
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Kunsthorn aus Casein und 1,3,5-Trioxan | Vernetzung der Caseinmoleküle durch Methanal aus depolimerisiertem Trioxan | Reagenzglasversuch: Gemäß Anleitung wird Caseinpulver mit Natronlauge überschichtet und im Wasserbad erhitzt Der entstandenen Casein-Lösung fügt man 1,3,5-Trioxan hinzu, rührt um und erhitzt weitere ca. 10min im siedenden Wasserbad. Beim Abkühlen lässt man die entstandene Kunsthornmasse erstarren. | Lehrer-/ Schülerversuch | Natronlauge (w=____% (>5%)), 1,3,5-Trioxan | |
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Brennbarkeit von Feststoffen | Verhalten von PE, PA und PS in der Flamme des Gasbrenners | Ein Becherglas mit Wasser zum Ablöschen der brennenden Proben wird bereitgestellt. Ein kleines Stück des jeweiligen Kunststoffs wird in die Flamme des schräg gehaltenen Gasbrenners gehalten. Eine Metallplatte wird dabei als Schutzunterlage verwendet. Entflammt die Probe, nimmt man sie aus der Brennerflamme und prüft, ob sie selbstständig weiterbrennt. Dann löscht man durch Eintauchen in Wasser. | Lehrer-/ Schülerversuch | Chlorwasserstoff (wasserfrei) | |
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Polystyrol - "mit und ohne Gas" | Vergleich zweier gebräuchlicher Polymer-Kunststoffe | Zu zerkleinerten Stückchen von Styropor (TM) in einer Schale tropft man unter Rühren Ethylacetat hinzu, bis sich eine klare farblose Flüssigkeit bildet. Man gießt die Lösung auf ein Stück Alufolie, dessen Kanten aufgefalzt sind und lässt das Lösemittel über Nacht abdampfen. Man prüft das Schwimm-Sink-Verhalten der so gewonenen PS-Folie und vergleicht mit einem Stückchen Styropor (TM). | Lehrer-/ Schülerversuch | Ethylacetat | |
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Stofftrennung im Windsichter | Unterschiede bei Dichte und Luftwiderstand gezielt nutzen | Vorbereitend stellt man ein Gemisch aus Granulat oder Körnchen gleicher Größe aus Kunststoff und Holz bereit. Ein Rohr aus transparentem KS wird so präpariert, dass es am unteren Ende, versehen mit einem Drahtnetz, auf die Öffnung eines Föhns gesteckt werden kann (evtl. geeignetes Papprohr als Übergang benutzen). Nach der Befüllung mit dem Körnchengemisch wird die obere Öffnung mit einem Teesieb verschlossen. Man schaltet den Föhn ein. | Lehrer-/ Schülerversuch | ||
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Schmelzspinnen eines Polyesters | Thermoplastizität von PET über der Teelichtflamme | Zehn etwa 1-ct-große Stücke von Polyethylenterephthalat werden zurecht geschnitten. Man erwärmt den Kunststoff in einem leeren Teelichtbecher über einer Teelichtflamme bis zum Erweichen. Mit einem Holzstab zieht man dann aus der zähflüssigen Schmelze lange Fäden. | Lehrer-/ Schülerversuch | ||
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Schmelzspinnen mit Polyamid | Thermoplastizität mit Hilfe einer Klebepistole | Eine elektrisch beheizbare Klebepistole wird 8 - 10min vorgeheizt. Man drückt den Polyamidstab in die Pistole, so dass sein vorderer Bereich aufschmilzt und aus der Düse tritt. Mit einem Gegenstand aus Holz, Pappe, Stein o.ä. nimmt man den verflüssigten Klebstoff auf und versucht, einen möglichst langen, dünnen Faden (bis zu 25m) zu ziehen, der durch Helfer in bestimmten Abständen gestützt wird. Danach teilt man den gewonnenen Faden in Stücke und dehnt ihn zwischen den Händen (= Verstrecken). | Lehrer-/ Schülerversuch | ||
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Schmelzspinnen von Polypropen | Thermoplastisches Verhalten von Polypropylen (PP) | Man schneidet aus sauberen KS-Abfällen (PP oder 5) ca. 1-ct-große Stücke, gibt diese in eine Rggl. und erwärmt vorsichtig unter Drehen bis zum Erweichen des Materials. Dann zieht man mit einem Stab Fäden aus der Masse. | Lehrer-/ Schülerversuch | ||
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Tiefziehen von Polystyrol | Thermoplastisches Umformen einer KS-Platte | 1) Ein sauberer Einwegbecher aus Polystyrol (PS oder 06) wird mit der Öffnung nach unten auf eine wärmefeste Unterlage gestellt. Dann erhitzt man ihn mit dem Heißluftföhn aus einer 20-25cm-Distanz, bis er sich im weichen Zustand zu einer Scheibe zusammenzieht. 2) Man legt die Scheibe auf die Nutsche einer Saugflasche, die an eine WS-Pumpe angeschlossen ist, erwärmt wieder mit Heißluft und stellt die Saugpumpe mit schwachem Sog an. | Lehrer-/ Schülerversuch | ||
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Depolymerisation von PMMA | Thermischer Abbau von Polymethacrylsäuremethylester | Zerkleinertes PMMA-Material, z.B. von Kfz-Rücklichabdeckungen oder Fahrrad-Speichenreflektoren wird mit ein Drittel Füllhöhe im Rggl. erst vorsichtig über dem Gasbrenner erwärmt. Die entstehende blasige Schmelze wird dann stärker erhitzt, von oben beginnend. Das Reagenzglas ist mit einem Stopfen und gewinkeltem Ableitungsrohr versehen, das die gasförmigen Produkte in ein zweites Rggl. führt, welches in Eiswasser steht. Das sich bildende Kondensat wir vorsichtig auf Geruch geprüft. Man testet auch die entfärbende Wirkung auf Kaliumpermanganat-Lösung. | Lehrer-/ Schülerversuch | Methylmethacrylat, Kaliumpermanganat | |
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Bestimmung der Schmelztemperatur von Thermoplasten | Temperaturabhängige Erweichungsprozesse | Vorbereitend wird in einem geeigneten Glasgefäß mit Salatöl oder Silikonöl ein Wärmebad auf el. Heizplatte bereitgestellt. Kunststoffproben von Polyethylen PE, Polycarbonat PC, Polystyrol PS, Polyvinylchlorid PVC und Polymethylmethacrylat PMMA werden zerkleinert und in beschrifteten Rggl. ins Wärmebad gegeben. Während dieses unter Temperaturkontrolle langsam bis ca. 150 °C aufgeheizt wird, prüft man mit Holzstäbchen das Erweichungs-/ Schmelzverhalten der jeweiligen Proben. | Lehrer-/ Schülerversuch SII | ||
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Verhalten von Stärkefolie und von PE-Folie in feuchter Erde | Rotteversuch mit Verpackungsfolien | In einer Schale werden Stücke von Stärkefolie und Polyethylen-Folie mit Blumen- oder Komposterde bedeckt. Während der Einwirkzeit von einer Woche wird die Erde feucht gehalten. Man vergleicht die Veränderungen im Langzeitexperiment. | Lehrer-/ Schülerversuch | ||
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Verhalten von Kunststoffen gegenüber Chemikalien | Reihenuntersuchung zur Chemikalienresistenz von Gebrauchskunststoffen | Man stellt die angegebenen Lösmittel entweder in Tropfflaschen oder in kleinen Rggl. mit jeweiliger Tropfpipette bereit. Man gibt jeweils 1 Tropfen des Lösemittels auf die KS-Probe und lässt 1min lang einwirken. Dann prüft man die Wirkung durch Kratzen und Schaben mit dem Spatel auf der behandelten Oberfläche. Lösemittelreste werden mit Papiertuch abgewischt, Reste von Säuren und Laugen durch Eintauchen in Wasser beseitigt. | Lehrer-/ Schülerversuch SII | Aceton, Cyclohexanon, Ethanol (ca. 96 %ig), Natronlauge (konz. w= 32%), Salpetersäure (konz. w=____% (20-70%)), Toluol | |
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PMMA ausfällen | Redox-Polymerisation von Methacrylsäuremethylester | Im Becherglas löst man Methacrylsäuremethylester (stabilisiert) in der zwanzigfachen Menge Ethanol (60%ig) auf. Da setzt man unter Rühren gemäß Rezeptur 10%ige Kaliumperoxodisulfat-Lösung und 10%ige Natriumdisulfit-Lösung hinzu. Durch Erwärmen im Wasserbad (50°C) wird die Reaktion beschleunigt. Der entstehende Niederschlag wird abfiltriert, mit Ethanol-Wasser-Gemisch gewaschen und getrocknet. Das krümelige Produkt kann man mit etwas erwärmtem Aceton lösen. | Lehrer-/ Schülerversuch | Methylmethacrylat, Kaliumperoxodisulfat, Natriumdisulfit, Ethanol (ca. 96 %ig), Aceton | |
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Umschmelzen von Thermoplasten | Recyclingmethode für Kunststoffabfälle II | Verpackungsmaterial aus Polystyrol PS und/ oder Polypropylen PP wird gereinigt und zerkleinert. Eine Stahl- oder Eisenplatte, die man auf eine elektrische Heizplatte oder auf ein Ceranfeld (Gasbrenner darunter) legt, wird mit Alu-Folie abgedeckt. Man stellt (Ausstech-)Backformen darauf, die mit den KS-Schnipseln befüllt und dann mit mehrlagiger Alufolie abgedeckt werden. Man erhitzt vorsichtig, bis sich aus den KS-Abfällen eine klare Schmelze gebildet hat. Dann lässt man abkühlen und entnimmt die umgeformten Stücke. | Lehrer-/ Schülerversuch | Toluol, Benzol, Styrol | |
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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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Flüssigkeit wird zum Feststoff. | Radikalische Polymerisation von Styrol | Reagenzglasversuch: Zu 5 ml Styrol rührt man mit dem Glasstab etwa 0,5 ml Härtepaste. Man erhitzt im siedenden Wasserbad ca. 10 Minuten lang. Nach dem Erkalten hat sich ein rötlicher trüber Kunststoff gebildet. | Lehrerversuch | Styrol, Benzoylperoxid (25% Wasser als Stabilisator) | |
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PMMA-Synthese mit Härterpaste | Radikalische Polymerisation von Methacrylsäuremethylester | Reagenzglasversuch: Mittels Glasstab rührt man ca. 0,5 g Härterpaste in die zehnfache Menge Methacrylsäuremethylester ein und erhitzt im Wasserbad für 10min auf ca. 80 °C. Danach lässt man abkühlen. | Lehrer-/ Schülerversuch | Methylmethacrylat, Benzoylperoxid (25% Wasser als Stabilisator) | |
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Polystyrol aus dem Ölbad | Radikalische Polymerisation mit Cumolhydroperoxid | Im Reagenzglas wird nach Rezeptur Styrol mit wenig Cumolhydroperoxid vermengt. Unter Rühren erwärmt man es in einem Ölbad (Becherglas mit Silikonöl oder Sataltöl auf Heizplatte) über einen 15min-Zeitraum auf 140 °C. Die Temperatur wird mit dem Thermometer ständig kontrolliert. Anschließend lässt man abkühlen. | Lehrer-/ Schülerversuch SII | Styrol, Cumolhydroperoxid (w=80% in Cumol) | |
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Windeln als High-Tech-Produkt | Quellfähigkeit des Superabsorbers aus Natriumpolyacrylat | A Probestücke von Papiertaschentuch und Windel werden in einer Schale mit einer definierten Portion Wasser begossen. Man Versucht, das aufgenommene Wasser aus beiden Materialien herauszudrücken. B In einem trockenen Rggl. gibt man zu einer kleinen Portion Superabsorber nach und nach soviel Wasser, wie das Material unter Gelbildung aufnehmen kann. C In vier Rggl. werden jeweils 2 Spatelportionen Superabsorber mit Wasser, mit Spiritus, mit Salzsäure und mit Natronlauge versetzt. Das Quellverhalten wird verglichen. | Lehrer-/ Schülerversuch | Ethanol (Brennspiritus) (mit 2-Butanon u.a. vergällt), Salzsäure (w=____% (10-25%)), Natronlauge (Maßlösung c= 1 mol/L) |
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