• Zurück zur Homepage der Umweltstation Iffens
  • Zurück zu Chemie und Labor

    Der Baukasten mit chemischen Experimenten.

    Diese Seite ist im Bau - 05.09.19

    Im LUNI sind einige einfache Experimente vorbereitet, die wir in der Umweltstation Iffens oft machen. Sie nutzen möglichst Kenntnisse aus Alltag und Küche und verdeutlichen viele chemische Sachverhalte und Reaktionsweisen.
    Seit der ersten Aufzeichnung dieser Versuche hat sich in der Chemie viel getan:
    Chemische Experimente (z.B. Römpp etc.)waren lange Zeit formuliert für Personen, die sich intensiver mit Chemie beschäftigen wollen. Auch der Stil der frühren Schulversuche (Phywe etc.) hat Normalbürger eher abgeschreckt als Chemie interessant gemacht. Der klassische Sachkundeunterricht (Experimente für 365 Tage etc.) hatte viele chemische Phänomene genutzt und so hat sich die Zielgruppe der Kinder recht gut geeignet um die Neugier an Chemie zu bestärken.
    Es entstand Chemol an der Uni in Oldenburg, Die Kinderuniversätät wurde formiert und das Haus der kleinen Forscher blühte auf. Im Internet gibt es inzwischen eine Vielzahl von gut beschrieben Chemieexperimenten für die Schule. Auch die Begeisterung an den verblüffenden chemischen Phänomenen hat sich etabliert (Schauvorlesungen).
    Im LUNI haben wir die Fortbildung von IndustriearbeiterInnen (Humanisierung der Arbeitswelt), Ausbildung der Berufsfeuerwehr (Landesfeuerwehrschule) und die Umschulung zum Chemiefacharbeiter (VHS) als Rahmenvorgabe gehabt, um chemischen Experimente für diese Zwecke zu gestalten.
    Später haben wir dann auf Wunsch der Stadtbücherei Nordenham ein Programm mit Chemie für Kinder zusammengestellt.

    Der hier beschriebene Baukasten für chemische Experimente hat sich etwas unsystematisch entwickelt, mehr nach dem Prinzip von Angebot ( besonders Regionale Chemie) und Nachfrage (oft Umweltthemen ). Korrekturen und Verbesserungen sind erwäünscht.

      

    Ablauf eines Laborpraktikums:

    Vor Beginn eines raktikums werden die Grundsätze der Arbeitssicherheit besprochen. Dazu dient das laborübliche Plakat . Weiter wird auf die Gefahren und deren Beherrschung in Küche und Haushalt verwiesen.
    Zusätzliche Gefahrenhinweise werden bei den Arbeitsaufträgen genannt.
    Diese Sicherheitseinweisung ist obligatorisch und solle bestätigt werden (vgl."Willkommen im Labor")

    Geräte und Materialien sind einsatzbereit und so kann aus dem Baukasten - wie mit einer Speisekarte - schnell ein Wunschmenue zusammengestellt werden.
    Angelegt sind die Experimente für Einzelarbeit oder Gruppen mit maximal drei Teilnehmern.
    Zunächst wird der Arbeitsauftrag durchgelesen und ggf Sicherheitshinweise besprochen.
    Dann werden die Geräte, Hilfsmittel und Chemikalien auf Vollständigkeit geprüft.
    Erklärungen können zum Beginn, aber auch während oder zum Abschluss des Auftrages erfolgen.
    Der Experte/Betreuer arbeitet stets bei der Kleingruppe zusammen.
    Zu dem Arbeitsablauf wird der Protokollbogen ausgefüllt und die Übungsfragen werden beantwortet.
    Bei den Gesprächen werden dann die Denkanstösse in den Querverbindungen genutzt.
    Einiges zu den weiterführenden Stichworten kann auch im Internet recherchiert werden.
    Es ist aber auch möglich, einige Versuche vorgeführt und erklärt zu bekommen.
    Der Schwierigkeitsgrad ist der Zielgruppe leicht anzupassen.

    Bei der Beschreibung der Experimente gibt es sieben Abschnitte:

    1. Gliederungsnummer, Titel und ggf. Untertitel
    und
    2. eine Kurzbeschreibung des Themas bzw. des Experimentes

    3. Ein Foto zeigt die dazugehörige Ausstattung, Geräte und Materialien/Chemikalien.

    4. Den Arbeitsauftrag
    Hier sind Geräte, Hilfsmittel und Chemikalien und besondere Sicherheitshinweise aufgelistet.
    Der Arbeitsauftrag ist in Schritte unterteilt, es soll die benötigte Zeit notiert werden.
    Die Ergebnisse werden ggf. in vorbereitete Arbeitsbögen eingetragen

    5. Die Fragen
    Diese Fragen dienen der eigenen Überprüfung des Wissens.
    sie sind nicht als bewertbare Tests ausgelegt.
    - manchmal sind die Fragen auch nicht so ernst gemeint und sollen zu den Querverweisen hinführen.

    6. Die Querverweise
    Hier gibt es weiterführende Hinweise, Fragestellungen, Stichworte für eine Internetsuche,
    Anregungen für Gespräche beim Experiment, Regional- und Alltagsbezug, Hintergrundtheorie, Fallstudien etc.
    Pressetexte und Unfallberichte können dem Arbeitsauftrag angefügt sein.

    7. Weitere Fotos oder Kommentare zeigen Ergebnisse bei dem Experiment.

    Zuvor noch ein Problem mit der Ordnung, oder wie sortieren wir die Versuche ?

    In der Mischzone zwischen Labor- und Produktionspraxis bzw. chemischer Theorie und Praxis hat sich eine Sortierung von 10 Kapiteln ergeben, die vielleicht nützlich ist. Wegen der Überschneidungen und Querverweise bekommen die Versuche dann die Gliederung mit der Nummernkaskade.
    Hier die Übersicht der Gliederung: (oder hat jemand eine bessere Idee zur Gliederung ???, bitte melden!!)

    1. Einführung
    1.1. Verwaltung, Laboreinweisung, Sicherheit
    1.2. Einfache Handgriffe, Grundlagen, Grundbegriffe

    2. Randgebiete:
    2.1. Physik
    2.2. Biologie

    3. Ionenchemie
    3.1. Säuren, Laugen
    3.2. Salze
    3.3. Elektrochemie

    4. Brandlehre
    4.1. brennbare Stoffe
    4.2. oxidierend wirkende Stoffe
    4.3. Zündungen / Aktivierungsenergie

    5. Analytik
    5.1. Nachweise
    5.2. Bestimmungen

    6. Chemie ohne Kittel
    6.1. am Schreibtisch
    6.2. am Bildschirm

    7. Organische Chemie
    7.1. Lösemittel
    7.2. Alkohole, Säuren, Ester
    7.3. Seife

    8. Kunststoffe
    8.1. Das Tischtennis-Doppel
    8.2. Die Wasseruhr

    9. Besondere Stoffe
    9.1. Zinksulfid
    9.2. Titandioxid
    9.3. Milch
    9.4. Legierungen

    10. Anderes
    10.1. Silikagel
    10.2. Fotolabor-S/W


    Und hier die ersten 40 Fotos und die Zuordnung der Experimente:

    1. Einführung


    1.1. Verwaltung, Laboreinweisung

    1.2. Einfache Handgriffe, Grundlagen, Grundbegriffe
    1.2.1. Stoffe / Materalien
    1.2.2. Sicherheit im Chemielabor - Handgriffe, PSA und Sicherheitszeichen
    1.2.2.1. Handgriffe
    1.2.2.2. Sicherheitszeichen
    1.2.3. Gasbrenner, Waage, Pipette
    1.2.4. Glas bearbeiten

    zurück zum Gesamtverzeichnis

    1.1. Verwaltung

    Das Labor mit der alten Laboreinweisung, die Neufassung ist in Arbeit.

    Fragen:

    1.2. Einfache Handgriffe, Grundlagen, Grundbegriffe

    1.2.1. Stoffe / Materialien

    Dieses Thema ist für Neulinge in der Chemie besonders gut geeignet. Die Hinführung zur Chemie soll spielerisch geschehen.
    Viele Stoffe des Alltags sind bekannt. Hier werden sie angefasst, benannt, beschrieben und sortiert. vgl auch Stoffe in der Stadtbücherei Nordenham

    In der Stadtbücherei haben wir dieses Thema genutzt um die Teilnehmenden und die BetreuerInnen
    miteinander bekannt zu machen.
    xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx

    Chemiker kürzen die Elementnamen gerne ab. Das machen die Ortsangaben auf den Nummernschildern der Autos auch so.

    Die chemischen Abkürzungen sind weltweit einheitlich.
    Es gibt zwei Möglichkeiten:
    Entweder steht nur ein einzelner großer Buchstabe für das Element.

    H, O, N, S usw.

    Oder das Kürzel besteht aus zwei Buchstaben, einem Grossen und dahinter ein kleiner

    Na, Cl, Mg, Al, usw.

    Versuche ob dein Namenskürzel mit irgendeinem Elementkürzel überein stimmt.
    Zum Beispiel:

    Wolfgang Meiners : Wm kein Element
    Christoph Rohlfs Cr Chrom
    Annette Chapligin Ac Actinium
    ich
    du

    Arbeitsauftrag:
    Wir finden auf einem Tisch einen Haufen mit verschiedensten Gegenständen des Alltags.
    Daneben stehen vier leere Küästen die beschriftet sind.
    Nimm einen einzelnen Gegenstand und benenne den Stoff aus dem er besteht.
    Wo wird dieser Gegenstand im Alltag bebraucht ?
    Orden dann diesen Stoff einer Kiste zu.

    Schreibe einige Beispiele in die Felder:

    Elemente Anorganische Verbindungen
    X X
    Organische Naturstoffe Organische Kunststoffe
    X X

    Für einige Gegenstände werden wir nun physikalische Eigenschaften suchen.
    Dadurch wir der Gegenstand und der chemische Stoff aus dem er besteht beschrieben.

    Fülle die Tabelle zu den Stoffeigenschaften aus:

    Stoffnahme Farbe Geruch Klang Glanz Härte Wärmeleitung
    1.
    2.
    3.
    4.
    5.

    Weitere Tabellen: Periodensystem der Elemente
    alphabetische Liste der Elemente
    andere Listen

    Fragen:
    1. Besteht ein Stoff aus Gegenständen oder ein Gegenstand aus Stoffen?
    2. Warum heißt der Stickstoff so?
    3. Wo benutzen wir Kupfer als Element im Alltag?
    4. Lernen wir auf einer Elementarschule die Elemente kennen?
    5. Gibt es die Elementabkürzungen: ABC , Bkf , frT , dre , kT , g ?
    6. In welchen deutschen Elementnamen kommt das Wort Stoff vor?

    Querverweise:
    Stoffbegriff: Werkstoffe, Wertstoffe, Schadstoffe, ...
    alle Textilien nennen wir Stoffe?-
    stoffliches ist anfassbar, greifbar
    recycling, stoffliches und energetisches.
    Stoff und Material, Materie, Materialien
    Sortierung und Kategorien in der Chemie
    Abb zu Stoffen
    Vier Elemente und Herkunft der Bezeichnung (lmn)
    Im internet gibt es viele Versionen zu dem Elemente-Lied von Tom Lehrer,
    bei youtube.com als Suchwort eingeben.


    1.2.2. Sicherheit im Chemielabor - Handgriffe, PSA und Sicherheitszeichen

    1.2.2.1. Handgriffe

    Wir haben eine Sammlung mit Schutzausrüstungen aus dem Baumarkt. Hier gibt es für die allgemeine Bevölkerung gute Hilfsmittel:
    verschiedene Handschuhe, Staubmasken, Schutzhelme, Sicherheitsstiefel
    Schutzbrillen und Kittel.
    Aus dem Gewerbebereich haben wir Visiere, Gehörschutz, Südwester, Lederschürze etc.
    orange Overalls, ein Chemikalienschutzanzug der Feuerwehr und drei Hitzeschutzanzüge der Hochofenarbeiter etc

    Diese Exponate sollen auch anprobiert werden.

    Arbeitsauftrag zu Handgriffen:
    Die Arbeitsauftäge hier abrufen.


    Fragen:
    1. Welchen Schutz brauchen wir bei der Benutzung einer Motorsense (Freischneider)
    O Schutzhelm
    O Gehörschutz
    O Visir
    O Atemschutz
    O Kälteschutzhandschuhe
    O Sicherheitsstiefel

    2. Hilft eine Schutzbrille
    O bei Sturm
    O bei Nebel
    O bei Dunkelheit
    O bei starkem Regen

    3. Was unterscheidet einen Fahrradsturzhelm von einem Industrie-Schutzhelm?
    O er ist windschnittiger
    O er kann einen Zusammenstoss mit einem 40 to - LKW vertragen
    O er sieht modischer aus
    O er ist völlig bruchsicher
    O er kann auch bei Frosttemperaturen getragen werden

    4. Ist ein dicker Baumwollhandschuh bei der Handhabung sehr heisser Flüssigkeiten geeignet?

    5. Es gibt rote, gelbe, grüne und blaue Blinklichter.
    was bedeutet des gelbe Blinklicht?
    was könnte ein violettes Blinklicht bedeuten?

    Querverweise:
    Die wichtigste Botschaft ist die Selbstverständlichkeit, mit der wir heute im Gewerbe und auch im privaten Bereich PSA nutzen.
    Wir zeigen einen kurzen Film aus einem Industriebetrieb um 1960, in dem die Arbeiter mit Zigarette im Mundwinkel, mit nacktem Oberkörper und zweifelhaften Handschuhen arbeiten. Hier hat sich der Umweltschutz (Personenschutz) sehr überzeugend entwickelt.

    Ein Problem beim PSA ist die Eignung des Schutzes. Hier gibt der Begleitschein von Plastikhandschuhen informationen.

    Zwei Schwerpunkte werden besprochen: Hautschutz und Atemschutz.
    Zum Hautschutz die Aspekte:
    Hautaufbau, Körperwärme, Atmung, Schweiss,
    Hautpflege, Seife, Öle, Salben,
    Verletzung, Pflaster, Verband
    Hautresorptive Stoffe (Benzin, Alkohol,Aceton, Lösemittel)
    Allergie.

    Zum Atemschutz die Aspekte:
    Staub
    Gase
    AEGL, MAK etc.
    Pressluft-Atemgeräte
    Besondere Fälle von verzögertem Lungenödem


    1.2.2.2. Sicherheitszeichen

    Sicherheitszeichen sind wie alle Fachbegriffe für bestimmte Arbeits und Lebensbereiche üblich. Wir kennen Begriffe und Zeichen für den Strassenverkehr, die Schiffahrt oder den Haushalt.
    Solche Fachinformationen sollen gelernt und schnell erkannt werden. In der Chemie ist das genau so.
    Die Begriffe werden nach Typen geordnet, Form und Farbe des Zeichens haben eine Bedeutung und eine Kurzinformation in Ziffern oder Buchstaben haben ein System. ( H und P - Sätze)
    Wir kennen das von den PKW-Nummernschildern.

    Zu einigen Fachbegriffen und Zeichensystemen haben wir Schautafeln zusammengestellt.

    Arbeitsauftrag zu den Sicherheitszeichen:
    Die ist hier auch ab Seite 6

    Fragen:
    1. Warum ist BRa-ck-3453 kein Nummernschild für einen PKW?
    2. Gibt es dreifarbige Verkehrsschilder?
    3. Was bedeuten die Fachbegriffe: Kurbel, Flansch , Schalter?
    4. Was unterscheidet ein Ventil von einem Hahn?
    5. Sieh im Katalog nach, was eine Rolle mit 250 Zeichen Klasse 9 4 x 4 cm kostet.

    Querverweise:
    Mißverständliche Fachbegriffe.
    witzige Verkehrszeichen in Internet finden.
    Zeichen erfinden (Kapitän mit Seehund)
    Video: Napo im Reich der Gefahrensymbole



    1.2.3. Gasbrenner, Waage, Pipette


    Für ungeübte ist dieses Baustein eine gute Einführung in chemisches Arbeiten

    Arbeitsauftrag:
    Bitte hier aufrufen

    Fragen:
    1. Wenn eine Waage eine Genauigkeit von 1 ppm hat, wie gross ist dann die Messgenauigkeit bei der Wägung eines 40 to LKW ?
    2. Ein Becherglas mit einem Liter Wasser wird mit einem Gasbrenner erhitzt. Was wird passieren, wenn das Glas mit kochenden Wasser zerplatzt?
    3. Auf welche Temperatur ist eine Vollpipette eingestellt ?

    Querverweise:
    Volumenabmessungen in der Küche und in der Gaststätte.
    Mikroliter - Schnellpipetten ausprobieren.
    Die e - Kennzeichnung auf Nahrungsmittelverpackung


    1.2.4. Glas bearbeiten

    Bei diesem Thema können wir sehr viel mit dem Gasbrenner üben.
    Glas kennen wir in seiner Vielfalt aus dem Alltag.

    Arbeitsauftrag:
    Bitte hier aufrufen

    Fragen:
    1. Welche Wärmequellen werden in der Chemie gerne verwendet?
    2. Warum wird Glas als Werkstoff gerne verwendet?
    3. Bei welchen Temperaturen wird Glas gebogen?
    4. Was ist nach dem Brechen eines Glasstabes als erstes zu erledigen?
    5. Was geschieht, wenn heißes Glas in Wasser getaucht wird?
    6. Was ist eine Kapillare?
    7. Was ist beim Biegen von Glasrohren zu beachten?
    8. Welche Vorbereitungen sind zu treffen um ein Glasrohr zu schneiden?
    9. Was ist beim Führen eines Glasschneiders zu beachten?

    Querverweise:
    Glasqualitäten: Laborglas, Flaschenglas, Fensterglas,
    Bleiglas, Kristallglas, Quarzglas.
    gefärbtes Glas.
    Glasrecycling.
    Glas als physikalisch flüssiger Zustand.



    2. Randgebiete:

    2.1. Physik
    2.1.1. Magnetische Stoffe
    2.1.2. Dichte von Stoffen
    2.1.2.1. Messung der Dichte verschiedener Stoffe
    2.1.2.2. Arbeit mit dem Pyknometer
    2.1.2.3. Die Masse der Hand
    2.1.3. Wasserlöslichkeit
    2.1.4. Filtration

    2.2. Biologie
    2.2.1. Alkoholisch Gährung
    2.2.2. Laugenbrezel

    zurück zum Gesamtverzeichnis

    2.1. Physik


    2.1.1. Magnetische Stoffe

    Stoffeigenschaften sind zur Beschreibung und Erkennung von Stoffen wichtig. Magnetismus ist eine einfache und schnell erkennbare Eigenschaft, die meist zu Beginn der Beschäftigung mit Chemie und Physik gemacht wird. Obwohl die Theorie dazu sehr unanschaulich ist.

    Arbeitsauftrag:
    Bitte hier aufrufen

    Fragen:
    1. Wo gibt es in deiner Wohnung Magneten? Fertige eine Liste mit dem Ort und der Anwendung der Magneten.
    2. Ist Edelstahl magnetisch?
    3. Welche Euromünzen reagieren auf Magnete?
    4. Nimm einen Drahtkleiderbügel und steiche mit einem Magneten mehrmals in derselben Richtung auf dem langen Drahtschenkel entlang. Hänge den Bügel mit einem Zwirnfaden auf. Wie richtet sich der Bügel aus?
    5. Ein Permanentmagnet kann Eisenschrauben entgegen der Schwerkraft festhalten. Wann geht ihm die Puste aus?
    6. Gibt es das Sprichwort mit dem Falsch gewickelt sein erst seit der Erfindung der elektromagnetischen Spule?
    7. Auf unserem Hofplatz in Iffens gibt es einen Wegweiser zum Westpol und Ostpol, was kann das bedeuten?

    Querverweise:
    Suchbegriffe im Internet: Magnet, Magnetismus, Nicola Tesla
    Feldbegriff, Eisenspäne - Feldlinien,
    Messgrössen
    Erdmagnetfeld, Kompass, navigation der Zugvögel,
    Nordlicht
    Elektromagnetismus, Motoren, Relais, Magnetscheider (Mülltrennung),
    Magnet für Zündkerzen, Magnetzünder in Bomben
    Magnetisierbare Datenträger (Tonband, Scheckkarte etc)
    Medizin: NMR, CT, Neurologie, Magnettherapie
    Missweisung durch Magneten
    keine Magnetsensoren im Menschen, unklare Effekte auf Zellen und Organismen
    Probleme mit: magnetischen Datenträgern und Kleinmagneten Haushalt, Spiel etc
    Treffen sich zwei Magnete: "Na, wie gehts ?" . Meint der andere: "Furchtbar, ich weiss gar nicht, was ich anziehen soll".

    2.1.2. Dichte von Stoffen

    Hier gibt es Überschneidungen mit dem Kapitel Dichte in den 20 Versuchsgruppen zum Wattenmeer.
    Dort wird mit der Dichte unter mehr biologischen Blickwinkel experimentiert.


    2.1.2.1. Messung der Dichte verschiedener Stoffe

    Arbeitsauftrag
    Bitte hier aufrufen

    Zusätzliche Aufgaben:
    1. Die Dichte eines Dickmann-Schokokusses bestimmen.
    2. Die Dichte von Schein-Gold-Besteck bestimmen. Aus welchem Metall könnte es bestehen?
    3. Die Dichte von Kondensmilch berechnen und messen.

    Fragen (siehe auch im Kapitel Dichte/Wattenmeer )
    1. Was bedeutet die Bruttoregistertonne beim Schiff?
    2. Schau dir bei wiki die Freibordmarke an Schiffen an. Was bedeutet bei der Ladebordmarke W T S und F ? in welcher Reihenfolge sind sie markiert?
    3. Welche Dichte hat Speiseeis? Was wiegt ein Liter Vanille-Speiseeis?
    4. Ein Fluß mit Abwässern mündet in die Nordsee. Werden die Abwässer sich am Wattboden oder an der Oberfläche verteilen?
    5. Wenn ein Walfisch strandet, wird er von seinem eigenen Gewicht zerdrückt. Wie kann das gehen?
    6. Liegt ein Schiff bei Ebbe tiefer im Wasser als bei Flut?
    7. Würde Holz auch in reinem Alkohol (Spiritus) schwimmen?
    8. Ist die physikalische Dichte über die Masse oder die Gewichtskraft pro Volumen definiert?
    9. Was ist das schwerste Material (mit der höchsten Dichte), und gibt es ein leichtestes?
    10. Die Dichte eines Stoffes ist Temperaturabhängig. Welche Techniken nutzen dieses Phänomen?: Quecksilberthermometer, Heißluftballon, Fahrradpumpe?
    11. Steigt die Dichte eines Stoffes immer mit der sinkenden Temperatur? Informiere dich über die Verhältnisse bei gefrierendem Wasser.

    Querverweise
    Auftrieb in Flüsigkeiten
    Altersbestimmung bei Eiern
    Dichte von Lösungen: AutoAkku (Ladezustand) , Salzwasser, Zuckerwasser
    Dichte von Werkstoffen, Erzen etc
    Dichtemessungen in chemischen Reaktionen zur Prozessdatenkontrolle

    2.1.2.2. Arbeit mit dem Pyknometer

    Arbeitsauftrag
    xx
    Dichtemessung von Messingschrauben, Lösemittel und
    Bestimmung des Alkoholgehaltes in Wein.

    Fragen
    1. Wieviel Massenprozentig ist ein 42 volumenprozentiger Schnaps?
    2. Rechenaufgabe zu Feststoff
    3. Rechenaufgabe zu Acetessigester

    Querverweise
    Stichwort Pyknometer im Internet


    2.1.2.3. Die Masse der Hand



    Arbeitsauftrag
    Bitte hier aufrufen

    Fragen
    1. Warum tragen wir Rettungsvorrichtungen wie Rettungswesten und Rettungsringe am Oberkörper/Hals?
    2. Wären diese im Toten Meer auch notwendig?

    Querverweise
    Schwimmen von Menschen im Wasser, Toter Mann / Leichen
    Schwimmen von Fischen, Schwimmblase, Butterfisch, Makrele
    Karthesischer Taucher (Flaschenteufelchen)

    2.1.2.4. Dichte einer Kochsalzlösung


    Das Wasser in der Nordsee, im Jadebusen und in der Wesermündung hat einen Salzgehalt von etwa 2,9 %. Das sind 29 Gramm Salz in einem Liter Seewasser.
    Viele Süßwasserorganismen (zu denen auch der Mensch gehört) können in solch salziger Umwelt nicht leben. Ein wenig Salz, das sind 0,9 %, also 9 Gramm pro Liter Sind jedoch für unsere Gesundheit wichtig.
    Die Salzkonzentration ist also eine wichtige Grösse für die Bewertung von Nahrung und Umwelt.

    Stoffe :
    Kochsalz (Küchensalz)
    Wasser

    Geräte:
    Analysenwaage und Wägeschälchen
    Aräometer (Spindel)
    Messplatz mit Sonde für die Leitfähigkeit
    Mm 5 Messkolben 100 ml miot Stopfen und Einfülltrichter
    Messzylinder 100 ml
    - Papier

    Arbeitsanweisung
    Wiege mit der Analysenwaage folgende 5 Mengen an NaCl ab:
    Etwa: 0,51 g ; 1 g 2 g ; 5 g ; 10 g
    Schütte das Pulver mit hilfe eines Trichters n jeweils einen 100 nl Kolben und beschrifte ihn.Fülle dann den Messkolben bis zur Markierung auf. Zwischendrin schon mal schüttel, damit das Salz sich auflöst. Nach dem Auffüllen muss die Kochsalzlosung nochmal gut geschüttelt werden.

    Welchen Prozentgehalt an NaCl haben diese fünf Lösungen?

    Fülle nun die 100 ml aus einem Messkoben in einen 100 ml Standzylinder
    Messe die Dichte mit Hilfe der Spindel (Aräometer) in dem 100 ml Standzylinder.

    Trage die Dichtewerte in eine Tabelle und in ein Diagramm ein, und ziehe eine Linie (Kurve) durch diese Werte.

    Trage mit einer anderen Farbe die Dichtewerte für die vorliegenden Konzentrationen aus einem Tabellenwerk in das Diagramm ein.

    Vergleiche die gemessene Linie mit der aus dem Tabellenbuch. Wie groß ist die maximale Abweichung?

    Gramm pro 100 ml Dichtewert /Buch Dichte gemessen
    0,5 1,005
    1,0 1,013
    2,0 1,027
    6,0 1,041
    8,0 1,056
    10 1,071
    12 1,086

    Diagramm: (mm


    Mit diesen Kochsalzlösungen bestimme die Konzentrationen
    auch mit Hilfe der Leitfähigkeit.
    Siehe Kap 3.3.1.
    Nutze den Rechner um die Messwerte von mS in Salzkonzentration umzurechnen.

    2.1.2.5. Der Karthesische Taucher


    Arbeitsauftrag:
    Fülle eine 1,5 Liter PET-Flasche vollständig mit Wasser.
    Fülle ein kleines Reagenzglas etwa zur Hälte mit Wasser.
    Stülpe das Glas schnell in die offene Öffnung der PET-Flasche.
    Das Reagenzglas sollte nicht sofort zu Boden sinken.
    Schließ nun die Flasche (Schraubverschluß).

    Drücke die Flasche zusammen und beobachte den Effekt.

    Erfinde eine Geschichte, die erklärt, warum der Taucher scheinbar willkürlich sinkt oder steigt.
    Warum sinkt oder steigt der Taucher tatsächlich?

    2.1.3. Wasserlöslichkeit


    Arbeitsauftrag
    Bitte hier aufrufen

    Fragen
    1. Wo findet man im Alltag oder in der Technik Lösungen?
    2. Wenn man Tusch-Farbe im Wasser löst, handelt es sich dabei um eine Lösung oder eine Suspension?

    Querverweise









    2.1.4. Filtration



    Arbeitsauftrag
    Bitte hier aufrufen

    Fragen
    Gibt es noch weitere Trennverfahren?

    Querverweise


    2.2. Biologie

    2.2.1. Alkoholische Gährung

    2.2.2. Laugenbrezel


    3. Ionenchemie


    3.1. Säuren, Laugen
    3.1.1. pH-Werte
    3.1.2. Laugenbrezel
    3.1.3. Silicon brennt

    3.2. Salze
    3.2.1. Brausepulver
    3.2.2. Das Kalkriff
    3.2.3. Runge Bilder

    3.3. Elektrochemie
    3.3.1. Leitfähigkeit
    3.3.2. Zementation
    3.3.3. Cu / Mg - Element
    3.3.4. Galvanik
    3.3.5. Voltasche Säule

    zurück zum Gesamtverzeichnis

    3.1. Säuren, Laugen

    3.1.1. pH-Werte

    Arbeitsauftrag
    Bitte hier aufrufen

    Fragen

    Querverweise

    3.1.2. Laugenbrezel


    Heiße Laugen sind sehr gefährlich, sie können kräftig verätzen. Laugenbrezeln wurden ganz unabsichtlich erfunden.
    In einer Bäckerei hat vor langer Zeitein Lehrling die Holztische gereinigt. Dazu ist die heiße Lauge (Sodalösung) sehr wirkungsvoll, die Tische sind dann sauber und keimfrei.
    Nun sind dem Lehrling der Bäckerei beim Reinigen aus Versehen die fertig geformten Brezeln von einem Tablett in die heiße Lauge gefallen.
    Er hat sie wieder herausgefischt und gehofft, dass niemand etwas merkt.
    Nach dem Backen waren die Brezeln schön braun und haben sehr gut geschmeckt.
    So verätzen wir heute die Brezeloberflächen absichtlich und genießen das Produkt des Zufalls.

    Laugen bewirken ein Aufquellen der Haut, der Schaden ist die Verätzung.
    Das Aufquellen beim Hefegebäck ist sehr schön zu zeigen und die lockere gequollene Oberseite des Gebäcks wird dann beim Backen sehr viel heisser. Es sind andere chemische Reaktionen möglich, die wir sonst nur vom Braten kennen.
    Im Labor ist Essverbot, deswegen machen wir diesen Versuch in der Küche, mit voller PSA natürlich.

    Geräte, Hilfsmittel:
    Kochtopf
    Backofen / Trockenschrank
    Backpapier
    Aluminiumlöffel

    Chemische Stoffe:
    Hefe - Mehlteig
    Natron /Natriumhydrogenkarbonat)
    Wasser
    grobes Kochsalz

    Arbeitsauftrag
    Den Hefeteig ( aus Weizenmehl, Wasser mit Milch und Hefe ) haben wir vor 12 Stunden kalt angesetzt.
    Er ist langsam kalt aufgegangen und jetzt zum Formen schön fest.
    1.
    Forme kleine Teigstücke. Brezeln oder was auch immer.
    2.
    In der Ätzstation wird eine Lösung von Natron (Natriumhydrogencarbonat) in kochendem Wasser bereitgehalten. ( etwa drei Esslöffel Natron auf 3 Liter Wasser, Vorsicht es schäumt bei der Zugabe stark auf (CO2 entsteht))
    Wenn das CO2 entweicht bleibt eine Natronlauge zurück, in der verätzen wir nn die Teigoberfläche.

    Vorsicht, diese heiße Lösung ist sehr gefährlich, also unbedingt Schutzbrille aufsetzen und Kittel zumachen. Spritzen von den Händen sofort abspülen!!!
    Das Teigstück wird mit einem Seihlöffel schnell und ohne Spritzer (!!!!) in die Lauge geben.
    Nach kurzer Zeit schwimmt das Teigstück auf und wir lassen es dann noch eine halbe Minute in der Lauge schwimmen.
    Auf dem Backblech hat sich Backpapier bewährt. Nach dem Auflegen auf das Blech sofort mit dem groben Brezelsalz bestreuem.
    Etwa 25 Minuten bei 180 °C backen.

    Als Vergleich ein Teigstück ohne Behandlung mit Natronlauge backen, dann zeigt sich der Unterschied.

    Die verätzte Kruste ist schön braun gebacken und schmeckt knusperig.

    Zusätzlicher Auftrag:
    Aluminium in der Lauge
    In heisser Lauge kann Aluminium gelöst werden. Ein Aluminiumblech wird dann durch den Abtrag von Aluminium dünner.
    Das mutzen die Flugzeugwerke und nennen des Verfahren "chemisches Fräsen".

    Nach der Behandlung der Teigstücke tauche einen Aluminiumlöffel in die heiße Lösung. Nach kurzer Zeit sprudelt es heftig und der Löffel wir ganz blank. Seine Oberfläche ist angeätzt worden, nach einiger Zeit würde er sich ganz auflösen.
    Welches Gas entsteht hier?

    In der Chemie heißen die Basen oft auch Laugen oder Alkalien. Bei Gebäck sagen wir eben Laugenbrezel.
    Laugen, Basen, Alkalien und Hydroxide sind vier Begriffe für denselben Stofftyp
    Da sind alles Stoffe, die in wässriger Lösung OH- Ionen ( Hydroxylionen) freisetzen. und mit pH-Indikatorpapier pH-Werte über pH 7 anzeigen.

    Fragen
    1. Warum wird die Natronlauge heiss gemacht?
    2. Bei welchen Temperaturen zersetzt sich Natriumhydrogencarbonat?
    3. Was muss getan werden bei einer kleinen Laugenverätzung?
    4. Warum schwimmt das Gebäck in der Lauge auf?
    5. Warum wird bei Laugenbrezeln grobkörniges Salz verwendet?

    Querverweise
    vant Hoffsche Regel
    Vergleich der Verätzung der Haut durch Säuren und durch Laugen
    Arbeitsschutz - PSA , Maillard Reaktion - Geschmack, Kostenberechnung,
    Laugenfeste Werkstoffe - Aluminium - chemisches Fräsen,
    Kooperation bie Aluminaten zwischen Kronos Titan und Premium Aerotec

    Auch mal lesen: Brezel bei wikipedia



    3.1.3. Silicon brennt


    Einige chemische Zubereitungen, die wir im Alltag verwenden bergen Gefahren auf die nicht hingewiesen wird. Als Beispiel nehmen wir Sanitärsilikon. SiO2 (Sand) in Verbindung mit Essigsäure ist die Grundlage von simplem Bausilikon. Es ist ätzend und brennbar, obwohl das Produkt ohne Sicherheitskennzeichen verpackt ist.
    Wir testen das auf eindrucksvolle Weise.

    Geräte und Hilfsmittel:
    Feuerfeste Platte
    Kartuschenpresse
    Messer
    Gasbrenner
    Spatel zum Abkratzen

    Chemische Stoffe:
    Kartuschen mit farblosem (transparentem) Sanitärsilikon

    Achtung: das Experiment im Freien machen, weil ein rußender Rauch entsteht!

    Auftrag:
    Öffne die Kartusche indem du Kappe aufschneidest. Lege die Kartusche in die Presse ein und schraube die Auslaufspitze auf.
    Kappe die Auslaufspitze etwa auf halber Länge, so dass eine etwa 1 cm breite Öffnung entsteht.
    Hautkontakt mit der Silikonmasse vermeiden!
    Lege die feuerfeste Platte auf einen Tisch und schreibe mit dem Silikon einen Text auf die Platte.

    z.B. "FEUER".

    Nimm den Druck aus der Kartusche bevor Du sie weglegst.
    Stelle nun die beschriebene Platte im Außenbereich schräg auf. Es dürfen keine entzündbaren Dinge in der Nähe sein, und der Rauch muss von den Personen wegziehen.
    Entzünde nun mit dem Gasbrenner alle unteren Enden der Buchstaben. Die Flammen ziehen durch die Thermik selbstständig über den ganzen Silikonstrang.
    Das Feuer brennt etwa 5 Minuten lang, lasse es ganz abbrennen.

    Suche auf der Kartusche nach Sicherheitshinweisen: brennbar und ätzend

    Erklärungen:
    Das frische Silikon in der Kartusche ist noch nicht ausgehärtet und mit reiner Essigsäure verdünnt und plastisch gehalten. Wasserfreie Essigsäure ist brennbar, verätzt die Haut und ist schädlich beim Einatmen.
    Es verbrennt also kein Silikon, sondern die enthaltene Essigsäure. Bei waagerechter Platte entzünden sich die Buchstaben ungleichmäßig, bei senkrechter Platte können brennende Teile herunterfallen.
    Auf der Kartusche ist das Fungizid deklariert, weil es dauerhaft im Silikon enthalten bleibt.
    Es kann bei Kontakt mit der Haut allergische Reaktionen auslösen. Die Zusätze (Additive) sind auch für den Rüuß im Rauch verantwotlich, da reine Essigsäure ohne Ruß brennt.

    Essigsäure ist ein Gefahrstoff der im Hasuhalt und Gewerbe nur verdünnt ( 50% als Essenz oder 5 % für Speisen) angewendet wird.

    Dies ist ein netter Effekt, mit dem auch mal eine Party feuriger werden kann.

    Dieser Versuch kann auch bei der Brandlehre ( Kapitel 4.1.) angesiedelt sein, wegen der Essigsäure beschreibe ich ihn hier.

    Fragen
    1. Was soll man mit leeren Silikonkartuschen machen?
    2. Ist Essig-essenz ( 50%ig ) brennbar?
    3. Wo gibt es Essigsäure im Haushalt, in welchen Konzentrationen wird er verwendet?
    4. Was ist das silicon-valley in den USA?
    5. Sanitärsilikon ist noch bei 5°C zu verarbeiten,
    warum geht das obwohl reine Essigsäure bei 16°C fest wird?

    Querverweise
    Gebrauchsanleitung: belüftete Räume
    Eisessig, Schmelzpunkt.
    Name der Essigsäure, historische Aspekte
    Betäubende Wirkung von Essigsäure.
    Die Silikonchemie ist recht komplex, einen kleinen Eindruck gibt es bei wikipedia
    Sand und Silikon



    3.2. Salze


    3.2.1. Brausepulver


    Natriumhydrogencarbonat ist ein vielseitiges Salz. Wir backen damit Laugenbrezel, können Feuer löschen, Sodbrennen beseitigen oder auch Brausepulver herstellen.
    Aufbrausen kann auch sehr erfrischend sein, nämlich wenn wir uns eine Brause herstellen.
    Es braust tatsächlich, wenn Brausepulver feucht wird dann setzt eine chemische Reaktion ein und es wird ein Gas, Kohlendioxid, frei.

    Geräte und Hilfsmittel:
    Becherglas
    Mörser
    Farbindikatorpapier
    Probierlöffel
    Probenbecher
    Einmal-Handschuhe

    Chemische Stoffe:
    Natriumhydrogencarbonat (Natronpulver)
    Zitronensäure
    Zucker
    Geschmackszusätze

    Arbeitsauftrag
    1. Gib eine Spatelfüllung Zitronensäure in den sauberen Mörser.
    Zerreibe die trockene körnige Säure zu feinem Pulver.
    Gib etwas von dem festen Pulver auf ein Stück pH - Papier und feuchte es an.
    Der Stoff ist eine Säure Base zutreffendes unterstreichen!
    Fülle das feine Zitronensäure - Pulver in den Mischbecher.

    2. Gib nun etwa die gleiche Menge an Natron in den Mörser und zerreibe das Pulver.
    Gib etwas von dem festen Pulver auf ein Stück pH - Papier und feuchte es an.
    Der Stoff ist eine Säure Base zutreffendes unterstreichen!

    3. Mische die beiden Stoffe im Mischbecher gut durch.
    Gib etwas von der festen Mischung auf ein Stück pH - Papier und feuchte es an.
    Der Stoff ist eine Säure ? Base ? oder neutral ?
    zutreffendes unterstreichen!!

    4. Du kannst nun mit dem Probierlöffel jeweils kleine Mengen testen:
    Wie schmeckt die reine Zitronensäure:
    Wie schmeckt das reine Natronpulver:
    Wie schmeckt die Mischung:
    Was geschieht neues mit der Mischung, wenn sie vom Speichel feucht wird:

    5. Das Brausepulver in dieser konzentrierten Form schmeckt nicht so besonders gut
    Zerreibe also etwas Zucker zu feinem Pulver und mische ihn mit dem Brausepulver.

    6. Für einen besonderen Geschmack gibt es Zusätze, die du ausprobieren kannst.
    So können wir eine
    Grillbrause oder
    Currybrause machen.

    Fülle die fertige Brausepulvermischung in einen Vorratsbehälter und beschrifte ihn:
    Artikelbezeichnung
    Datum der Herstellung
    Produktionsnummer
    Hersteller

    7. Schau den Videoclip aus Wolfgangs Watt Wunder über die wiedererweckten Seelen der Seeleute an.
    Probiere das mit ca. 60g Brausepulver (ohne Zucker!) und einem Einmalhandschuh aus.

    Fragen:

    1. Was sind Hydrogensalze?
    2. Was ist Sodawasser?
    3. Natriumhydrogencarbonat wird als Backpulver verwendet. Welches Zersetzungsprodukt treibt das Backwerk auf?
    4. Zitronensäure ist eine Tricarbonsäure, was bedeutet das?
    5. Wieso bilden sich bei der Lösung von Hydrogencarbonat in Wasser Hydroxylionen ( OH- )?
    6. Nenne drei saure und zwei alkalische Stoffe aus dem Haushalt.
    7. Wie werden Molmassen berechnet, zeige das am Beispiel des Natriumhydrogencarbonates.
    8. Nenne eine chemische Stoffgruppe, die verwendet wird, um dem Brausepulver Geschmack zu geben.
    9. Wie kann der pH – Wert einer Säure oder Lauge erkannt werden?
    10. Was ist ein basisches Salz ?
    11. Gibt es auch Natriumcarbonat ? wie ist dann die Formel ?
    12. Warum schäumt Brause erst wenn sie feucht wird ?
    13. Was ist in Natron das Anion ?
    14. Was ist eine Neutralisation, was eine Hydrolyse ?
    15. Was entsteht bei der Hydrolyse von Zyankali oder von Natriumsulfid ?
    16. Wenn wir gegen Sodbrennen 1 g Natron essen, wie groß ist dann der Rülpser?
    17. Warum können wir gegen Sodbrennen keine verdünnte Natronlauge trinken ?

    Querverweise:

    Die pH-Wert Skala wird schnell verstanden wenn wir Beispiele aus dem Alltag für verschiedene pH-Werte nennen.
    In einem 6 kg Feuerlöscher sind etwa 4 kg Natriumhydrogencarbonat enthalten.
    Berechne das mögliche Volumen an CO2 und die Masse der verbleibenden Natronlauge.
    Für die Massenverhältnisse der Reaktionspartner bei der Neutralisation ist die Anzahl der reagierenden Kationen und Anionen von Bedeutung. Moleküle müssen also gezählt werden.
    Dazu benutzen wir das Mol.
    Eine Hand voll = 5 Stück
    Ein Duzend = 12 Stück
    Ein Gross = 144 Stück
    Ein Mol = 6 x 1023 Stück

    Dem Luftballon geht es nicht ganz so prall und er ist beim Arzt. "Na, wo fehlt es denn " fragt dieser. " Ich habe immer so eine Platzangst! "

    3.2.2. Die Kalkinsel



    Kalk hat in unserer mineralischen und belebten Welt eine grosse Bedeutung. Viele haben Kalk schon in den Hand gehabt, als Eierschale oder als Muschel an der Wattküste.
    In der Tafelkreide ist Kalk und manche leben in Hauswänden aus Kalksteinen.
    Damit Muscheln einen Kalkpanzer bilden können oder damit Hühner eine feste Eierschale machen können müssen sie Kalkverbindungen mit der Nahrung zu sich nehmen. Wir Menschen bekommen eine beträchtlichen Teil unseres Kalkbedarf aus der Kuhmilch. Chemisch heisst Kalk Calzumcarbonat, es hat die Formel CaCO3 .Es ist ein Verbindung aus einem Calziumion und einem Carbonation (dieses ist aus Kohlenstoff und Sauerstoff zusammengesetzt)

    Wir lassen eine Kalkinsel entstehen und lösen sie dann wieder auf.:

    Geräte und Hilfsmittel:
    Quadratische Glaswanne
    Schwarzer Karton

    Stoffe:
    Wasser
    Calziumchlorid
    Natriumhydrogencarbonat
    Zitronensäure

    Arbeitsauftrag
    Fülle die Glaswanne einen Zentimeter hoch mit Wasser.
    Warte einen Moment bis das Wasser ruhig geworden ist
    Gib jeweils einen Spatel voll von festem Calziumchlorid und Festem Natriumhydrogencarbonat
    in entgegengesetzte Ecken der Wanne.
    Im Wasser ist durch leichte Schlierenbildung bereits zu erkennen, dass sich die Salze lösen.
    Dort wo sich die beiden Lösungen treffen bildet sich eine Kalkinsel.

    Interessant ist die Bildung der Strukturen, der Niederschlag bildet sich ungleichmäßig und zeigt schöne Strukturen und Muster.

    Wenn die Kalkinsel groß genug geworden ist gib einige Körnchen Zitronensäure auf den Niederschlag und
    Beobachte die Auflösung und die Gasbildung.



    Fragen
    1. Worin ist Calziumkarbonat enthalten:
    Dolomiten
    Kreidefelsen auf Rügen
    Mörtelfugen in Backsteinmauern
    Tropfsteinhöhlen
    Arterien im Blutkreislauf
    in hartem Wasser
    Muschelschalen
    Calzitkristalle
    Korallenriffe
    Kalksandsteine

    2. Welches Gas bildet sich bei der Auflösung?
    3. Formuliere die Reaktionsgleichung zwischen Kalziumchlorid und Natriumhydrogencarbonat
    4. In welchen Formen kennen wir Kalziumkarbonat im Alltag?
    5. Können Wasserkocher mit Zitronensäure entkalkt werden ?

    Querverweise
    Was geschieht bei der Ozeanversauerung?
    Wie entstehen Korallenriffe?
    Kalk als Stalldesinfektion und Verhinderung von Schimmelbildung an Wänden
    Was bedeutet es, wenn man Kalk ablöscht?
    Löslichkeit verschiedener Salze und Hydrogensalze.
    nicht homogene Strukturen, Muster in der Natur
    Mischen und Rühren in der Technik weil chemische Reaktionen sonst nicht gleichmässig (homogen) ablaufen.
    Muscheln und Eierschalen

    Technische Anwendungen der Kalkkreislauf-chemie:
    Hand und Kaffewärmer für Wanderer (Wärme )
    Wände mauern mit Kalkmörtel (Bildung von festem Kalkstein mit CO2
    Travoxgeräte zur Auffrischung der Atemluft (Bindung von Wasser und CO2 aus der Atemluft, aber Erwärmung der Luft)
    Klärschlamm stichfest machen und desinfizieren (Wärme und Wasserbindung)
    Anwendung im Gartenboden (Kalkversorgung bei zu sauren Böden)
    Abgasreinigung für Schwefeloxide und Kohlendioxid (Bindung von CO2 und Bildung von Gips CaSO4 )

    3.2.3. Runge Bilder


    Arbeitsauftrag
    Bitte hier aufrufen

    Fragen


    Querverweise


    3.3. Elektrochemie

    3.3.1. Leitfähigkeit

    Arbeitsauftrag
    xx

    Fragen

    Querverweise


    3.3.2. Zementation

    Arbeitsauftrag
    xx

    Fragen

    Querverweise


    3.3.3. Cu / Mg - Element

    Du willst Musik aus dem Radio hören und die Batterie ist alle?
    Mit einem Bleistiftspitzer und einer Cent - Münze ist das Problem zu lösen:

    Geräte:
    Stativ mit Muffe und Klemme
    Radio (1,5 V)
    Kabel mit Krokodilklemmen
    Becherglas 250 ml

    Chemische Stoffe:
    Kupfermünzen (Cu)
    Magnesiummetall (Bleistiftspitzer) (Mg)
    Wasser
    Kochsalz

    Arbeitsauftrag:
    1. Spanne das Radio mit der Stativklemme ein und befestige die Klemme mit der Muffe am Stativ. Befestige die beiden Krokodilkabel an den Batteriepolen.
    2. Wir bauen nun eine Batterie aus den Metallen Kupfer und Magnesium, und als Elektrolytlösung verwenden wir Kochsalz in Wasser.
    Fülle das Becherglas zu Hälfte mit Wasser, gib 4 Spatellöffel Kochsalz hinzu und rühre gut um.
    Fasse den Bleistiftspitzer aus Magnesium mit dem Krokodilkabel vom oberen Pol des Radios (Minus - Pol).
    An das andere Krokodilkabel befestige eine Kupfermünze (unterer Pol des Radios, Plus-Pol)
    Halte nun beide Metalle (Kupfer und Magnesium) so in die Salzlösung, dass sich die beiden nicht berühren.
    3. Schalte das Radio ein und suche einen Sender (Scan drücken).
    4. Ziehe einen Metallpol aus der Lösung heraus, was geschieht?
    5. Statt der Kupfermünze nimm ein 10-Cent oder ein 1-Euro-Stück.
    Spielt das Radio?

    6. Mache noch einen Versuch und nimm reines Wasser ohne Kochsalz.
    Reicht die Batterie jetzt schon aus, um das Radio zum Klingen zu bringen?
    Fülle nun grammweise etwas Kochsalz in das Wasser und beobachte, nach welcher Menge Kochsalz das Radio reagiert.

    7. Schreibe hier die Ergebnisse auf:
    Batterie: -------- Effekt: ------------
    Cu und Mg in Salzlösung
    Nur Cu - Pol in Salzlösung:
    Mg und 10 Cent in Salzlösung:
    Mg und 1 Euro in Salzlösung:
    Cu und Mg in reinem Wasser:

    Wie viel Gramm Kochsalz braucht ein funktionierender Elektrolyt bei 150 ml Lösung?

    Fragen
    Warum besteht der Spitzer aus Magnesium ?

    Querverweise
    Opferanode (oder Kathode ?) aus Zink an Schiffen und in Wasserboilern


    3.3.4. Galvanik

    Arbeitsauftrag
    xx

    Fragen

    Querverweise


    3.3.5. Voltasche Säule

    Arbeitsauftrag
    xx

    Fragen

    Querverweise



    4. Brandlehre

    Feuer und Flamme sind für uns Menschen oft eine erwünschte und faszinierende chemische Reaktion. Energie wird frei, die Flamme leuchtet und wärmt.
    Natürlich gibt es auch unerwünschtes Feuer, deswegen müsse wir uns ausgiebig mit dem Entstehen, dem Löschen und dem Verhindern von Bränden beschäftigen.
    Die Energie des Feuers kann auch langsam und ohne Flammeneffekt frei werden, das geschieht bei der Verbrennung von Nährstoffen wie zum Beispiel Zucker in unserem Körper.
    Zum Thema Brandlehre habe ich einige einfache Experimente an denen ich die Hintergründe gut erklären kann.

    4.1. brennbare Stoffe
    4.1.1. Teelichtverpuffung
    4.1.2. Karamellbonbons
    4.1.3. Die Wachskerze
    4.1.4. Toastbrot
    4.1.5. Brandverhalten von Stoffen

    4.2. oxidierend wirkende Stoffe

    4.3. Zündungen / Aktivierungsenergie

    zurück zum Gesamtverzeichnis

    4.1. brennbare Stoffe


    4.1.1. Teelichtverpuffung



    Arbeitsauftrag
    xx

    Fragen
    1. Wo könnte dies auch im Alltag auftreten?
    2. Kann man brennendes Öl mit Wasser löschen?

    Querverweise


    4.1.2. Karamellbonbons


    Arbeitsauftrag
    Bitte hier aufrufen

    Fragen

    Querverweise

    4.1.3. Die Wachskerze



    Arbeitsauftrag
    xx

    Fragen

    Querverweise


    4.1.4. Toastbrot



    In einigen Familien gibt es frischen Toast zum Frühstück. Das Crunchen beim Kauen ist sehr schön, auch der Geschmack ist ganz anders als von ungetoastetem Weissbrot.
    In der Hitze des Toaströsters haben sich die Stärkemoleküle chemisch verändert. Die Brotoberfläche ist braun geworden.
    Die großen Kohlehydratmoleküle sind zum Teil zerbrochen ( Crackreaktion )und die Brüchstücke haben sich neu verbunden (Maillardreaktion ).

    Geräte und Hilfsmittel:
    Toaströster
    Kleiner CO2 - Feuerlöscher
    Tiegelzange
    Stoppuhr
    Schere


    Chemische Stoffe:
    Toastbrot
    Zeitungspapier, Sperrholzscheibe
    Wellpappe, feste Pappe
    Schreibpapier, Esspapier

    Arbeitsanleitung:
    1. "Bestimmungsgemäßes" Toasten Toaste eine Scheibe Weißbrot mit der "kurz" - Einstellung des Toasters, messe die Röstzeit mit der Stoppuhr. Notiere die Röstzeit. Lege den fertigen Toast auf eine kalte glatte Fläche. Wiederhole das Toasten mit der "lang"-Einstellung und ermittle wieder die Röstzeit. Und lege den fertigen Toast neben dem kurz getoasteten. Wieviel länger und wie stark brauner ist der zweite Toast ?. Nimm nun beide Toastscheiben von der glatten Fläche und vergleiche die Rückstände auf der Platte. Wie ist das zu erklären ?

    2. Andere Materialien toasten
    Schneide aus Papier und Pappe zuerst je eine toastbrotgroße Scheibe zurecht.
    Richte den Arbeitsplatz ein (Stoppuhr, Toaster, Notizzettel etc.)
    Heize den Toaster 1 Minute vor, Einstellung Maximum.
    Halte nun mit der Tiegelzange das Papier in den Toasterschacht und zähle die Sekunden, bis zuerst Rauch aufsteigt. Ziehe dann sofort die Probe aus dem Schacht heraus.
    Hat der Rauch einen besonderen Geruch?
    Wiederhole diese Messung mit den anderen Probematerialien.
    Trage die Werte in die Tabelle ein.
    Betrachte die erhitzten Papiere. Solches Vergilben ist bei alten Dokumenten oft zu sehen. Hier hat nicht die Wärme das Papier schnell verändert, sondern in langer Zeit zersetzen sich die Papiermoleküle auch.

    Ergebnistabelle:

    Material Sekunden bis zur Rauchentwicklung Geruch

    Zeitungspapier
    Schreibpapier
    Feste Pappe
    Wellpappe
    Toastbrot
    Sperrholz
    Esspapier
    Was könnten die Gründe dafür sein, das die Einwirkzeiten so unterschiedlich sind?
    Mache Vorschläge:

    Mache eine Serie mit Toastbroten, die mehrfach getoastet werden.
    Monoback, Zwieback, Triback, Quadroback, Pentaback.
    Wann entsteht problematischer Rauch?
    Welchen Toast würdest du noch essen?
    Wiege eine frische Toastbrotscheibe und eine Quadrobackscheibe.
    Wieviel Wasser ist entwichen, und welche Wassermenge ist in einer Packung Toastbrot enthalten? Gib das Ergebnis in Gramm pro Packung und in % an.

    Halte eine frische Toastbrotscheibe in die Flamme eines Bunsenbrenner. Mache dasselbe mit einer viermal
    getoasteten Scheibe Messe die Zeiten bis die Toastscheibe brennt.
    Wie gross ist der Zeitunterschied.

    ACHTUNG !!! Das folgende Experiment nur mit geübten Chemikern machen. Unter dem Abzug und mit sehr besonnener Vorbereitung. Die Rauchgase sind giftig !!

    Schneide aus einem Urethanschaum (Sandwichplatte aus dem Bausektor) eine Scheibe die in Grösse und Dicke einem Toastbrot entspricht.
    Schalte den Toaster ein, nimm die Urethanscheibe mit der Tigelzange und halte sie in den Toastschacht.
    Wenn sich nach etwa 10 Sekunden Rauch entwickelt nimm die Scheibe wieder aus dem Schacht heraus.
    Der Rauch ist gesundheitsschädlich. !!!!!
    Dieses Experiment zeigt wie schnell sich aus Kuststoffen bei Bränden giftiger Rauch entwickelt.
    Verglichen mit einem "normalen" Zimmerbrand (Holz, Baumwolle erc.) ist die Giftigkeit etwa 20 mal stärker.

    Fragen
    Welcher chemische Stoff färbt das Toastbrot braum bzw, schwarz ?
    Gibt es im Alltag Situationen oder Techniken bei denen wir unter oder über 100°C kochen?
    In der Sommersonne wollen viele Urlauber in der Sonnen braten. Was ist damit gemeint?

    Querverweise

    Brände an Reitdächern in der Nähe vom Schornstein.
    Rekombination von Crackprodukten mit einem zerrissenen Blatt Papier zeigen.

    4.1.5. Brandverhalten anderer Stoffe


    Fünf Beispiele mit alltäglichen Stoffen:

    Geräte:
    Gasbrenner
    Tiegelzange
    feuerfeste Unterlage (Metallplatte oder Steinfliese)
    Schutzscheibe
    Reagenzgläser
    9 V - Blockbaterie

    Chemikalien:
    Esspapier (Geldscheine aus Zucker)
    Teebeutel mit Inhalt
    Puderzucker
    Natriumhydrogenkarbonat (Natron)
    Spiritus
    Feiner Sand oder Kieselgur oder Korundsand
    Gummibärchen
    Kaliumchlorat
    Stahlwolle

    Fünf Aufträge:
    Esspapier brennt fast Rauchfrei, tropft aber etwas ab, also feuerfeste Unterlage verwenden !

    1. Zünde Esspapier an, welches du mit der Tiegelzange senkrecht hältst.
    Die vollständige Verbrennung dauert ____________ Sekunden

    Mache dasselbe mit einem Blatt Esspapier, das du waagerecht (=flach) hältst.
    Die vollständige Verbrennung dauert ____________ Sekunden

    2. Baue die ostfriesische Teebeutelrakete nach.

    Zünde mehrere Raketen gleichzeitig. Welche steigt am höchsten?

    3. Wie lange muss Stahlwolle mit einer 9V Batterie Kontakt haben um sich zu entzünden?
    Etwa _________________ Sekunden

    4. Die Schlangen des Pharao zum Leben erwecken
    Verreibe in der Reibschale gemeinsam 12g Puderzucker und 2g Natriumhydrogencarbonat.
    Fülle die Mischung in einen Becher und teige sie mit etwa 6 ml Alkohol an.
    Tränke auf einer feuerfesten Unterlage eine 2cm hohe Pyramide aus feinem Sand mit 15 ml Alkohol.
    Gib einen möglichst runden Klecks des Teiges auf die Spitze der nassen Pyramide und zünde an.

    5. Gummibärchen in der Hölle.
    Dieses Experiment sollten nur erfahrene Chmiker vorführen.
    Hinter der Schutzscheibe wird das Stativ mit einer leicht schräg berestigtem Reagenzglas aufgebaut.
    In das Glas gib etwa 1 cm hoch Kfestes Kaliumchlorat.
    Mit dem Brenner wird das Salz vorsichtig, langsam und gleichmässig zum Schmelzen gebracht.
    Kaliumchlorat schmilzt bei 356°C , zuesetzt sich aber schon bei 370°C.
    Die Zersetzung kann unkontrolliert heftig ablaufen, also
    unbedingt eine Überhitzung vermeiden !

    In die Schmelze wird ein einzelnes Gummibärchen geworfen, es muss Kontakt mit der Schmelze bekommen.
    Unter kräftigem Fauchen gibt es die Reaktion.

    Fragen

    Querverweise


    4.2. oxidierend wirkende Stoffe

    4.3. Zündungen / Aktivierungsenergie


    5. Analytik


    5.1. Nachweise
    5.1.1. Zuckernachweis
    5.1.2. Chromatographie
    5.1.3. Flammenfärbung

    5.2. Bestimmungen

    5.3. Gasanalytik qualitativ und quantitativ nach Messbereichen
    5.3.1. Probenahme
    5.3.2. Arbeitsschutz
    5.3.4. Prüfröhrchen auf: SO2, Chlor, CO, Toluol, etc
    5.3.5. Exmeter
    5.3.6. Alkoholtest

    zurück zum Gesamtverzeichnis

    5.1. Nachweise


    5.1.1. Zuckernachweis



    Dieser Nachweis wurde von Hermann Fehling 1848 entwickelt und diente vorrangig zum Erkennen der
    Zuckerkrankheit (Diabetes) beim Menschen.

    Geräte:
    2 Erlenmeyerkolben
    Reagenzgläser
    Brenner
    Öchslewaage

    Chemikalien:
    Kupfersulfat,
    Kaliumtartrat
    Natronlauge
    Zuckerproben
    Apfelsaft

    Vorbereitung:
    Zunächst werden zwei Lösungen (haltbare Stammlösungen ) hergestellt:
    Lösung "Fehling 1":
    Die Lösung enthält 17,5g blaue Kupfersulfatkristalle in 500ml destilliertem Wasser.
    Lösung "Fehling 2":
    Die Lösung enthält 50ml destilliertes Wasser und 90g Kaliumnatriumtartrat sowie 3 g festes Ätznatron.

    Arbeitsauftrag
    Fülle jetzt ein Reagenzglas etwa 1 cm hoch mit der Kupfersulfatlösung. ("Fehling 1")
    Gieße die gleiche Menge von der anderen Stammlösung (Fehling 2) hinzu. ("Fehling 2")
    Diese fertige Fehlingsche Lösung ist tiefblau, aber nicht lange haltbar.

    Fülle in ein weiteres Reagenzglas eine weizenkorngroße Menge reinen Traubenzucker.
    Gib 5ml Wasser und 1-2ml von der tiefblauen Fehlingschen Lösung dazu.
    Erhitze diese Mischung vorsichtig über dem Bunsenbrenner bis zum Farbumschlag.
    Was ist zu beobachten?
    Wiederhole die Prüfung auf Zucker mit anderen Stoffen:
    verschiedene Getränke
    Weizenmehl
    Nahrungsmittel

    Die Bestimmung einer Menge von Zucker in Getränken (quantitativ) ist mit Hilfe einer Dichtemessung möglich.
    diese Methode wurde von Ferdinand Oechsle 1820 entwickelt.
    Nach ihm ist ein speziell kalibriertes Aräometer (Spindel)
    benannt, die Oechslewaage
    Zur Dichtemessung vgl kap. 2.1.2.

    Auf der Verpackung der Öchslewaage ist die Anleitung zu lesen.
    Fülle 100 ml Apfelsaft in den Standzylinder
    Setze die Öchslewaage ein und lies den angezeigten Wert ab.
    Berechne nun den Zuckergehalt und die mögliche Konzentration des Alkohols wenn der Saft vergoren wird.

    Fragen

    Querverweise
    Steuerung von Redoxreaktionen durch pH-Wert und Komplexierung.
    Der Nachweis wird durch andere chemische Stuff gestört und wird heute in der Medizin nicht mehr verwendet


    5.1.2. Chromatographie


    In der chemischen Praxis haben wir fast immer keine reinen Stoffe vorliegen. Oft sind es wilde Gemische, in denen wir die gesuchten Stoffe erst isolieren müssen um sie eindeutig zu erkennen.
    Die Stofftrennung ist also eine wichtige Aufgabe der Chemie zu der es viele verschiedene Techniken gibt. Das mach wir zum Beispiel mit Filtern, Zentrifugen oder elektrischen Eigenschaften.
    Ein relativ neues Verfahren zur Stofftrennung ist die Chromatographie. Sie ist besonders für sehr geringe Stoffmengen (Spurenanalytik) sehr gut geeignet.
    Der Name ist historisch entstanden und bedeutet, dass sich getrennte Stoffe durch Farbgebung (Chromos) zu erkennen geben können.
    Wir probieren das Verfahren mit Farbstoffen aus.
    Viele Farben, die wir im Alltag benutzen sind aus einzelnen Farben zusammengemischt.
    Wir können die Mischungen wieder auftrennen:

    Geräte und Hilfsmittel:
    Kreidestücke
    Filterpapier
    Petrischalen
    Schwarzlichtlampe

    Chemische Stoffe:
    Wasser
    Filzstifte (wasserlöslich) z.B. schwarz und grün

    Arbeitsauftrag
    Ziehe mit dem schwarzen Filzschreiber einen Strich in etwa 2 cm Abstand vom Ende um das Kreidestück herum.
    Fülle in die Petrischale Wasser 1 cm hoch und stelle vorsichtig das Kreidestück senkrecht hinein und beobachte, wie das Wasser im Kreidestück hochsteigt.
    In einem zweiten Versuch machen wir dasselbe mit dem grünen Filzschreiber.
    Mache dasselbe auf einem Stück Filterpapier.
    Die Entwicklung der Farben benötigt etwa 10 Minuten.

    Betrachte die getrennten Farben des Filzschreibers auch unter dem Schwarzlicht.
    Was siehst du?

    Fragen

    Querverweise
    Verschiedene stationäre Phasen, Kombination mit verschiedenen mobilen Phasen.
    Erfassungsbereiche in der Spurenanalytik
    Störungen bei Nachweisen (qualitativ)
    Standardabweichung bei Bestimmungen (Quantitativ)

    5.1.3. Flammenfärbung


    Arbeitsauftrag
    Bitte hier aufrufen

    Fragen
    Querverweise

    5.2. Bestimmungen

    5.3. Gasanalytik qualitativ und quantitativ nach Messbereichen

    5.3.1. Probenahme


    5.3.2. Arbeitsschutz


    5.3.4. Prüfröhrchen auf: SO2, Chlor, CO, Toluol, etc


    Arbeitsauftrag
    xx

    Fragen

    Querverweise


    5.3.5. Exmeter


    5.3.6. Alkoholtest



    6. Chemie ohne Kittel

    6.1. am Schreibtisch
    6.1.1. Zählen mit der Waage
    6.1.2. Elemente - portraits
    6.1.2.2. Technisches Zeichnen - Gasbrenner
    6.1.2.3. Glasgeräte bestellen
    6.1.2.4. Spieglezeichnen
    6.1.2.5. Prozessdatenkontrolle - Blutdruckmessung
    6.1.2.6. Organodomino
    6.1.2.7. Chemisches Rechnen
    6.1.2.8. Zündhölzer auf Englisch

    6.2. am Bildschirm
    6.2.1. Filme der BG Chemie
    6.2.2. Filme zur PSA
    6.2.3. Filme aus der Industrie
    6.2.4. Clips aus dem Internet, Linkliste
    6.2.5. Datenbanken
    6.2.6. CD Dateien der Sicherheitsliteratur
    6.2.7. PPT etc Präsentationen zu speziellen Themen

    zurück zum Gesamtverzeichnis

    6.1. am Schreibtisch


    6.1.1. Zählen mit der Waage

    Das Verhältnis zwischen Anzahl und Masse hat in der Chemie eine sehr grosse Bedeutung. Wir zählen Moleküle mit der Massenangabe, und das ist die Idee vom MOL

    Arbeitsauftrag:
    Bitte hier aufrufen

    Fragen:

    Querverweise:




    6.1.2. Elemente - portraits



    6.1.2.2. Technisches Zeichen - Gasbrenner


    Arbeitsauftrag
    Bitte hier aufrufen

    Fragen:

    Querverweise:

    6.1.2.3. Glasgeräte bestellen


    Arbeitsauftrag
    xx

    Fragen

    Querverweise


    6.1.2.4. Spiegelzeichnen


    Arbeitsauftrag
    xx

    Fragen

    Querverweise


    6.1.2.5. Prozessdatenkontrolle - Blutdruckmessung


    Im Verlauf einer chemischen Produktion werden viele physikalische Daten abgelesen.
    Diese dienen zur Steuerung und Kontrolle der laufenden chemischen Reaktionen (chemischer Prozess)
    Die Blutdruckmessung ist ein einfaches Beispiel für eine Prozessdatenkontrolle unserer Herzaktivität. Das Herz ist eine biologische Pumpe, die unser Blut ständig pulsweise durch die Adern drückt. Blut dient zum Transport von Sauerstoff und Nährstoffen zu den Körperzellen. Chemische "Abfallstoffe" werden von denn Zellen abtransportiert. Der chemische Lebensprozess darf nur wenig unterbrochen werden.
    Die Herzaktivität können wir sehr leicht mit einem Blutdruckmessgerät ermitteln. Dabei werden immer drei Daten gemessen: Der untere Wert ist der ständige Druck in unseren Adern, der obere Wert ist der Pumpdruck.
    Der Puls sagt, wie oft unser Herz "schlägt", also pumpt.

    Arbeitsauftrag
    Ermittle deinen Blutdruckwerte im Abstand von 15 Minuten. Laufe zwischendrin um den Hofplatz oder mache zwei
    Handstände.
    Trage die Messwert in die Tabelle ein:
    Messung Nr.: Uhrzeit Oberer Wert Unterer Wert Pulsfrequenz
    Besondere Tätigkeiten bei Nr.:

    Zeichne ein Diagramm mit dem Verlauf der drei Messwerte (y - Achse ) gegen die Zeit (x-Achse).

    Fragen:
    Warum hören und fühlen wir unseren Herzschlag bei normaler Arbeit nicht,
    nach grösserer Anstrengung aber doch?

    Querverweise:
    Beispiele pysikalischer Messgrössen in der Prozessdatenkontrolle:
    Temperatur
    Druck
    Farbe
    Dichte
    Lichtdurchlässigkeit
    Geräuschart
    Geräuschstärke
    Lichtstärke
    Magnetismus
    Vibration
    .

    Erfassung und Übermittliung der Messwert mit elektrischen Messwertaufnehmern oder durch
    Ablesen und Dokumentation.

    6.1.2.6. Organodomino


    Arbeitsauftrag
    xx

    Fragen

    Querverweise


    6.1.2.7. Chemisches Rechnen


    Arbeitsauftrag
    xx

    Fragen

    Querverweise
    Fragt der Student seinen Freund: " Wieviele Rechenaufgaben hattet ihr heute bei der Testarbeit?" " 15 " Und wieviele hast du falsch ?" " Nur eine" " Toll gratuliere, die anderen hast du alle verstanden?" " Nöö, zu denen bin ich gar nicht erst gekommen".


    6.1.2.8. Zündhölzer auf Englisch


    Arbeitsauftrag
    xx

    Fragen

    Querverweise


    6.2. am Bildschirm


    6.2.1. Filme der BG Chemie


    6.2.2. Filme zur PSA


    6.2.3. Filme aus der Industrie


    6.2.4. Clips aus dem Internet, Linkliste


    6.2.5. Datenbanken


    6.2.6. CD Dateien der Sicherheitsliteratur


    6.2.7. PPT etc Präsentationen zu speziellen Themen


    7. Organische Chemie


    7.1. Lösemittel

    7.2. Alkohole, Säuren, Ester

    7.3. Seife

    zurück zum Gesamtverzeichnis

    7.1. Lösemittel



    Arbeitsauftrag
    xx

    Fragen

    Querverweise


    7.2. Alkohole, Säuren, Ester


    Arbeitsauftrag
    xx

    Fragen

    Querverweise


    7.3. Seife


    Arbeitsauftrag
    xx

    Fragen

    Querverweise



    8. Kunststoffe


    8.1. Das Tischtennis-Doppel

    8.2. Die Wasseruhr

    zurück zum Gesamtverzeichnis

    8.1. Das Tischtennis-Doppel

    Arbeitsauftrag
    Bitte hier aufrufen

    Fragen
    1. Was ist der Unterschied zwischen Schweißen und Löten ?
    2. Was ist beim Quellschweißen von Kunststoffen anders als beim Schweißen von Eisen ?
    3. Wo wird Aceton im Haushalt verwendet ?
    4. Ist Aceton brennbar ? Wo gibt es Informationen darüber ?
    5. Zelluloid ist ein gefährlicher brennbarer Kunststoff, er wird in der Technik selten verwendet. Warum gibt es keine TT-Bälle aus anderen Kunststoffen ?
    6. Probiere es aus: Hat der Doppelball beim Tischtennis eine Chance ?
    7. Erkläre, wie ein Klebstoff funktioniert.
    8. Warum wurden die Bälle angestochen ?

    Kreuze an. Was ist das Doppel bei Tennis?
    0 Jeder spielt mit zwei Bällen
    0 Jeder hat zwei Tennisschläger
    0 das wird vor einem Spiegel gespielt
    0 der Ball muss den Boden zweimal treffen
    0 die Spieler sehen alles doppelt (nicht nüchtern)
    mache mehr Vorschläge:
    0
    0
    0
    0

    Querverweise

    8.2. Die Wasseruhr


    Arbeitsauftrag
    xx

    Fragen

    Querverweise



    9. Besondere Stoffe


    9.1. Zinksulfid

    9.2. Titandioxid

    9.3. Milch

    9.4. Legierungen

    zurück zum Gesamtverzeichnis

    9.1. Zinksulfid



    Fast aller Schwefel auf der Erde ist chemisch gebunden. Oft sind es Verbindungen mit Metallen, die wir in Erzgruben abbauen. Solche Erze nutzen wir um reine Metalle herzustellen. Der Schwefel aus den Metallerzen ist oft ein Nebenprodukt, man stell damit Schwefelsäure her.

    So ist es auch in der Zinkhütte in Nordenham. Dort wird per Schiff Zinksulfid angeliefert. In der Erzmine werden die Zinksufid-Brocken gemahlen und vorgereinigt. Die Zinkhütte Nordenham verarbeitet davon kg am Tag und stellt daraus kg Zinkmetall her an Schwefelsäure fallen etwa kg pro Tag an.

    Dieses grauschwarze Erzpulver ist unser Stoff, aus dem wir Schwefel freisetzen wollen.

    Stoffe /Chemikalien
    Zinkerz

    Geräte und Hilfsmittel
    Reagensglas
    Reagensglasständer (Holz)
    Spatel
    Reagenzglashalter
    Gasbrenner
    Indikatorpapier

    Arbeitsauftrag
    Befülle das Reagenzglas etwa ein cm hoch mit dem Zinkerz.
    Entzünde den Gasbrenner und regele Luft hinzu, bis die Flamme farblos ist.
    Fasse das Reagensglas mit dem Halter .
    Halte das Reagensglas mit der Unterseite in die Flamme.
    Nimm das Glas nach etwa 10 Sekunden wieder aus der Flamme heraus.
    Kannst du schon eine Veränderung am oberen Hals des Reagensglases entdecken?
    Beobachtung:

    Halte dann das Glas wiederum für 5 Sekunden in die Flamme.
    Wiederhole das kurzzeitige Erhitzen mehrmals bis du über dem schwarzen Erz am Glasrand einen gelben Niederschlag erkennen kannst.
    Messe mit dem Lineal die Breite dieser gelben Zone und trage den Messwert hier ein:

    _________________ mm

    Wiederhole das kurzzeitige Erhitzen mehrmals bis die gelbe Zone sich verändert.
    Was genau passiert, trage die Beobachtungen hier ein:
    1. Was geschieht an der Glaswand im Reagensglas?
    2. Nebel ? , Geruch?.

    Erklärung
    Zuerst wird das Wasser, mit dem das Zinkerz (ZnS) angefeuchtet ist frei und bildet Tröpfchen am oberen Rand des Reagensglases. In der Hitze zersetzt sich das ZnS und Schwefel wird als Schwefeldampf frei. Dieser schlägt sich oben am kälteren Glasrand nieder.
    Bei weiterer vorsichtiger langsamer Erwärmung schmilzt der Schwefel und verändert seine Farbe (das ist eine ungewöhnliche Eigenschaft, die nur der Schwefel hat), und verbrennt dann zu Schwefeldioxid, das ist eine Verbindung mit Sauerstoff:
    Schwefel + Sauerstoff ' Schwefeldioxid
    S + O2 ------- SO2

    SO2 hat einen typischen unangenehmen stechenden Geruch, unsere Nase warnt uns vor diesem Stoff, denn er ist in höheren Konzentrationen sehr giftig.

    Säure oder Lauge ?
    Entnimm der runden pH-Papierpackung einen Streifen ( ca 3 cm ) vom pH-Indikatorpapier. Feuchte diesen Streifen mit Wasser an und halte ihn oben in das Reagensglas.
    Beobachte die Verfärbung und vergleiche die Farbe mit der Skala auf der Packung des pH-Papiers.
    Welchen pH-Wert kannst du ablesen:

    _________________________________

    Schwefeldioxid bildet mit Wasser zusammen eine schweflige Säure:

    SO2 + H2O ----------- H2SO3.
    Säuren haben pH -Werte unter pH 7 Laugen über pH7
    Prüfe ob das Zinkerzpulver auch schon eine Verfärbung des pH-Papiers verursacht:
    Beobachtung:

    Fragen

    Querverweise
    Schwefelerze werden oft phantasievoll benannt :
    Zum Beispiel als Zinkblende (ZnS), Katzengold ( FeS) oder Bleiglanz (PbS)

    9.2. Titandioxid



    Herstellung einer weißen Pigmentfarbe


    Die Nordenhamer Chemiefirma KRONOS TITAN produziert große Mengen einer sehr begehrten weißen Farbe. Es ist der chemische Stoff Titandioxid.
    Dieses Farbpigment ist sehr kräftig weiß, sehr gut haltbar und in der Farbe ungiftig Das Pulver muss für die Anwendung als Farbe mit Bindemitteln vermischt werden.
    An der Luft härten die Bindemittel aus und sind so sehr dauerhaft haltbar.

    Aus dem Pulver machen wir nach einem sehr alten Rezept eine weiße Ei - Temperafarbe..
    Geräte und Hilfsmittel:
    Rührbecher
    Holzspatel
    Pinsel
    Schwarze Pappe
    Chemische Stoffe:
    Titandioxid
    Hühnerei
    Leinöl

    Arbeitsauftrag:
    Schlage ein Ei auf und trenne das Eiweiss vom Eigelb.
    Gib etwas Eigelb (die Hälfte aus dem Hühnerei)
    und etwa den gleichen Massenanteil an Öl in den Rührbecher.
    Füge sieben Spatellöffel Titandioxid hinzu und rühre mit dem Holzspatel gut um.
    Nach fünf Minuten rühren (Uhr beachten) entsteht eine gleichmäßige Farbpaste in der keine Körnchen mehr zu erkennen sind. Ggf. muss noch etwas Titandioxid hinzugegeben werden.
    Einen kleinen Teil dieser weissen Farbe fülle in den Vorratsbehälter um und beschrifte das Produkt. (Rückstellung einer Probe des Produktes).
    Das ist bei der Produktion üblich um mögliche Nachragen oder Klagen von Anwendern der Farbe zu klären.


    Stoff:
    Herstellungsdatum:
    Hergestellt von:


    Male nun mit der weißen Farbe auf dem schwarzen Karton
    Ein schönes Winterbild oder ein Gesicht


    Fragen
    Du hast sicherlich bemerkt dass Flecken der weissen Farbe sehr gut haften und schlecht wegzuputzen sind.
    ist das ein Nachteil für die Farbe ??

    Querverweise

    Gibt es alternativen zum Titanweiss =
    viewlleicht auch historische Ersatzstoffe ? ( Bleiweiss etc.)
    Wir haben zwei Bücher über das Produkt Titandioxid.

    9.3. Milch


    Arbeitsauftrag
    xx

    Fragen

    Querverweise


    9.4. Legierungen


    Arbeitsauftrag
    Bitte hier aufrufen

    Fragen
    1. Wie du weißt, sind Gold und Silber chemische Elemente. Ist es daher überhaupt möglich, sie aus anderen Stoffen herzustellen?
    2. Es will dir jemand eine vermeintlich echte Gold- bzw. Silbermünze verkaufen. Wie kannst du herausfinden, ob es sich tatsächlich um Gold oder Silber handelt?
    3. Beschreibe, was eine Legierung ist.
    4. Kennst du noch weitere Legierungen ?

    Querverweise




    10. Anderes


    10.1. Silikagel

    zurück zum Gesamtverzeichnis

    10.1. Silikagel



    Arbeitsauftrag
    xx

    Fragen

    Querverweise


    10.2. S/W-Fotolabor

    zurück zum Gesamtverzeichnis
    10.2. S/W-Fotolabor

    Das Analog ( S/W ) - Fotolabor


    Das Fotolabor der Umweltstation Iffens liegt hinter dem Ornithologie-Zimmer. Die Dunkelkammer hat 4 Abeitsplätze mit Vergrösserungsgeräten:

    Im Fotolabor sind Experimente zur Fotochemie (Redoxchemie) und auch ganztägige Einzelkurse möglich.
    Zunächst die allgemeine Anleitung für das Entwickeln der Kleinbildfilme und für die Herstellung von Positiv-Vergösserungen.

      
    Bevor du anfängst:
    Merke dir noch im hellen Licht die Positionen der benötigten Geräte und Hilfsmittel.
    Prüfe alle Funktionen: Wasser, Lampen der Vergrösserer, Uhr, Handtücher, Lichtschleuse, etc.
    Schalte das Rotlicht ein und das helle Licht aus.
    Gib deinen Augen etwas Zeit sich an die Dunkelheit zu gewöhnen.
    Achte auf mögliche Ritzen in den Wänden, die noch helles Licht hereinlassen, dichte sie mit dem schwarzen Klebeband ab.

    Negativprozess:

    Lege einen schwarz/weiss ( SW) Kleinbildfilm (35 mm breit, 1,7 m lang) in eine analoge Kamera ein. Mache nun einige schöne Fotos. Den belichteten Film spule zurück und entnimm ihn der Kamera.
    Zur Filmentwicklung gibt es eine spezielle Einrichtung. Übe zunächst bei hellem Licht mit einem fertig fixierten Filmstreifen das Öffnen der Filmkapsel und das einlegen des Filmes in die Spule.
    Das muss später blind bei vollständiger Dunkelheit geschehen. Die volle Spule wird in den Tank eingesetzt und der Tank wird mit dem Deckel lichtdicht verschlossen.

    Du kannst nun bei hellem Licht weiter arbeiten und die Lösungen in den Tank füllen.
    Zunächst wird eine definierte Menge des Entwicklers eingefüllt. die Entwicklungszeit ist genormt festgelegt, während der Entwicklungszeit muss der Tank einige male kurz auf den Kopf gestellt werden.
    Nach der abgelaufenen Entwicklungszeit wird der Entwickler aus der geschlossenen Dose abgegossen und weil er in der Regel ein Einmalentwickler ist kann er in einen Abfall-Sammeltank überführt werden.
    Einmaliges spülen mit klarem Wasser reicht zum stoppen des Entwicklungsprozesses.
    Nun wird in die immer noch geschlossene Dose das Fixierbad eingefüllt. Während der Fixierzeit sollte der Tank wieder einige male kurz auf den Kopf gestellt werden. Das Fixierbad kann mehrfach verwendet werden und wird nach der Fixierzeit in den Vorratstank zurückgegossen.
    Das Wässern des entwickelten Filmes kann bei geschlossenem oder offenem Deckel geschehen.
    Der fertig gewässerte Film wird der Spule entnommen, mit den Fingern abgestreift und mit zwei Filmklammern zum Trocknen aufgehängt.

    Positivprozess:

    1. Filmvergrösserung Lege einen Negativfilm in die Bühne des Vergrösserers ein. Stelle die Schaltuhr auf Dauerlicht. Justiere die Bildschärfe. Stelle die Bildgrösse und den Bildausschnitt ein. Justiere die Bildschärfe nach.
    Bringe den Klemmrahmen in die richtige Position und Schiebe die Seitenrahmen in die richtige Stellung.
    Schalte das Dauerlicht aus und das rote Raumlicht ein, und entnimm der lichtdichten Packung ein Blatt Fotopapier. Lege es in den Klemmrahmen. Mit der Rotlichtblende vor der Linse des Vergrösserers kannst du dessen Dauerlicht einschalten und den Klemmrahmen genauer positionieren.

    2. Belichtung Wenn alles ok ist schalte das Dauerlicht des Vergrösserers aus, klappe die Rotlichtblende zur Seite und du kannst die Zeitschaltuhr mit der vorgewählten Belichtungszeit starten.

    Ermittlung der Zeitdauer der Belichtung.
    Die Lichtstärke ist zunächst mit der Blende zu regulieren, eine grosse Vergrösserung bringt schwächeres Licht auf das Fotopapier.
    Die beste Regulierung ist die Belichtungsdauer, die mit der Zeitschaftuhr eingestellt werden kann.
    Ermittle die richtige Zeitdauer so: Stelle die Schaltuhr zB. auf 2 Minuten. Belichte nun mit eingestelltem Negativbild indem du die Uhr startest aber nach 15 sec einen Teil des Bildausschnittes abdeckst (mit der Hand oder mit einem Papier). nach weiter 15 sec deckst du etwas mehr ab und so weiter. Nach der Entwicklung des Testbildes siehst du die am Besten geeignete Belichtungszeit, die stellst du an der Zeitschaltuhr ein.
    Eine gute Belichtungszeit liegt zwischen 15 und 45 sec.


    Die Schaltuhr schaltet sich selbst aus, das Bild ist nun belichtet aber noch nix ist zu sehen.

    3. Entwicklung
    Entnimm des Fotopapierdem Klemmramen und schiebe es seitwärts in das Entwicklungsbad, nimm dabei die Fotozange zur Hilfe, vermeide Kontakt der Hände mit der Entwicklerlösung und der Oberfläche des Fotopapiers.
    Beobachte nun wie sich das Schwarzweissbild entwickelt, es dauert etwa 2 Minuten.
    Wenn dir die Schwarztiefe und der Kontrast gefällt entnimm das Bild mit der Fotozange und lasse überschüssigen Entwickler ca. 15 sec abtropfen.

    4. Stoppbad und Fixierung
    Schiebe dann das Foto in das Stoppbad. Der Entwicklerprozess wird durch einen sauren pH-Wert (Esssigsäure) sofort gestoppt. Im Stoppbad kann das Bild einige Minuten bleiben, sollte aber bald in das Fixierbad überführt werden ( Abtropfen, seitwärts einschieben, keinen Kontakt mit den Händen !).

    Die Fixierzeit dauert etwa 20 Minuten, die Fotos im Fixierbad sollten öfter bewegt werden ( alle 3 Minuten). Nach dieser Zeit ist das Foto lichtstabil und du kannst es kurzzeitig in einer trockenen Schale ins helle Licht tragen um es besser zu bewerten.

    5. Wässern und trocknen In einer Wässerungsschale erfolgt die Spülung des Fotos bei der die komplexierten Silbersalze aus dem Papier entfernt werden. Das nasse Foto wird sorgfältig abgestreift und kann nun auf einer schnellen Trockenpresse oder an einer Wäscheleine getrocknet werden.

    Experimente im Fotolabor:


    -Kopf-

    Arbeitsaufträge:

    Beachte den Text Bevor du Anfängst (grüner Kasten)

    Fotogramme
    Fingerabdruck
    Fotopapier im Tageslicht
    Kontaktabzug
    Portrait mit verschiedenen Kontrasttiefen
    Abwedeln

    Zur Chemie des Fotoprozesses:


    Redoxchemie
    Steuerung durch pH-Wert Einstellung
    Komplexchemie
    Löslichkeit
    Kolloidale Verteilung

    Fragen

    Querverweise



  • Zurück zur Homepage der Umweltstation Iffens
  • Zurück zu Chemie und Labor