1. Woche Einführung in die Grundlagen der Chemie und Aufbau der

Institut für
Anorganische Chemie/Materialchemie
Fachdidaktik
Chemie
1. Woche
Einführung in die Grundlagen der
Chemie und Aufbau der Materie
Teil I
Inhaltsverzeichnis
Seite
1.1.
Unterschiede zwischen physikalischen Vorgängen und
chemischen Reaktionen
2
1.2.
Stoffeigenschaften
4
1.3.
Die Masse von Gasen
6
1.4.
Beziehung Struktur/Eigenschaften
8
1.5.
Einteilung der Stoffe – Gemische
10
1.6.
Ölbrand und Feuerball
12
1.7.
Trennmethoden
16
Chemische Schulversuche aus Allgemeiner und Anorganischer Chemie
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Chemie
1.1. Unterschiede zwischen physikalischen Vorgängen
und chemischen Reaktionen
Theorie
Die Chemie beschäftigt sich mit den Stoffen und ihren Eigenschaften sowie mit den
Umwandlungen der Stoffe (chemische Reaktionen). Eine chemische Reaktion ist eine
bleibende stoffliche Veränderung, es entstehen neue Stoffe mit neuen Eigenschaften. Zum
Einstieg in die Chemie soll den Schülern ein Gefühl dafür vermittelt werden, wo wir es mit
physikalischen Vorgängen und wo mit chemischen Reaktionen zu tun haben.
Didaktische Hinweise
Neben den angeführten klassischen Versuchen können eine Reihe weiterer praktischer
Beispiele aus der Alltagserfahrung der Schüler angesprochen werden (z.B. Patina auf
Kupferdächern, Verbrennen von Papier, Erdgas usw., Elektrolyse von Wasser, Sieden von
Wasser,...).
Für die verwendeten Stoffe sollten jeweils auch praktische Anwendungen angegeben werden.
MgO-Pulver verwenden Turner, um die Rutschfestigkeit ihrer Hände zu verbessern, Sn wird
z.B. in Form von „Lötzinn“ (= Legierung aus Zinn und Blei) verwendet, Mg früher in
Blitzlichtern, heute in Form von Legierungen im Flugzeugbau.
Beim Verbrennen von Holz, Papier usw. ist darauf hinzuweisen, dass bei einer chemischen
Reaktion auch gasförmige Reaktionsprodukte entstehen können (Kohlendioxid,
Wasserdampf, usw.).
Geräte
 Teclubrenner
 Reagenzglas
 Tiegelzange
Chemikalien






Magnesiastäbchen
Platindraht
Zinn-Granalien oder -Stücke
Magnesiumband
Holzspan
Blatt Papier
Versuchsablauf
Ein Magnesiastäbchen wird in die Flamme des Teclubrenners gehalten und beobachtet, was
passiert. Statt des Magnesiastäbchens kann auch ein Stück Platindraht verwendet werden.
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Einige Zinn-Granalien (Schmelzpunkt: 232°C) werden in ein Reagenzglas gegeben und mit
dem Brenner erhitzt. Das Schmelzen des Metalls wird beobachtet.
Ein Stück Magnesiumband wird mit einer Tiegelzange in die Flamme des Teclubrenners
gehalten. Das Magnesium verbrennt unter greller Lichterscheinung (ACHTUNG! Nicht direkt
ins grelle Licht schauen!), es entsteht Magnesiumoxid als weißes Pulver.
Ein Holzspan wird an der Brennerflamme entzündet. Statt des Holzspans kann auch ein Stück
Papier verwendet werden.
Verbrennung von Magnesium
Entsorgung
 Magnesium – Getrennt von anderen Gefahrenstoffen in eigenem Behälter entsorgen
Sicherheitshinweise
Magnesium
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1.2. Stoffeigenschaften
Theorie
Es sollen ausgewählte physikalische und chemische Eigenschaften von Stoffen experimentell
untersucht werden. Zu den physikalischen Eigenschaften zählen u.a. Dichte, Siedepunkt,
Schmelzpunkt, Magnetisierbarkeit, Farbe, Härte, Elastizität, elektrische Leitfähigkeit und
Wärmeleitfähigkeit. Chemische Eigenschaften sind z.B. Brennbarkeit, Geruch, Geschmack,
Reaktivität und Toxizität. Die Löslichkeit nimmt eine Zwischenstellung ein, man könnte sie
als physikalisch-chemische Eigenschaft bezeichnen.
Ferromagnetismus zeigen neben Eisen auch noch Nickel, Cobalt, Gadolinium, Dysprosium
sowie eine Reihe von Legierungen aus Kupfer, Aluminium und Mangan (HeuslerLegierungen).
Didaktische Hinweise
Das Lernen wird erleichtert, wenn im Unterricht alle Sinne angesprochen werden. Die Schüler
sollen also insbesondere die Möglichkeit erhalten, Dinge anzugreifen oder zu riechen.
Reizende Stoffe (z.B. NH3, SO2) dürfen nur in kleinsten Mengen eingeatmet werden (mit der
Hand ein wenig zufächeln), kein Schüler darf natürlich dazu gezwungen werden. Absolut
verboten im chemischen Labor und damit auch im Chemieunterricht ist das Kosten von
Stoffen!
Geräte
 Waage
 Messzylinder
 5 Cent-Stücke
 Stabmagnet
 Bleistiftspitzer
 Reagenzglas
 Uhrglas
Chemikalien
 Wasser
 Aceton
Versuchsablauf
Es soll die Dichte von 5 Cent-Münzen experimentell bestimmt werden. Dazu müssen Masse
und Volumen ermittelt werden ( = m / V). Es ist günstig, 20 Stück 5-Cent-Münzen zu
verwenden. Diese wiegen etwa 78 g und verdrängen 10 cm³ Wasser (Messzylinder!). Aus der
erhaltenen Dichte von 7,8 g/cm³ kann man schließen, dass die Münzen (entgegen der
Erwartung vieler Schüler) nicht aus reinem Kupfer bestehen können ( = 8,9 g/cm³), die
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Dichte würde aber gut zu Eisen ( = 7,87 g/cm³) passen. Tatsächlich bestehen die 1-, 2- und
5-Cent-Münzen aus einem Eisenkern mit einer wenige µm dicken Kupferschicht. Diese
Münzen werden im Gegensatz zu reinem Kupfer von einem Permanentmagneten
angezogen. Auch 1- und 2-Euro Münzen sind wegen des hohen Ni-Gehaltes magnetisierbar.
Eine weitere Dichtebestimmung kann mit einem Bleistiftspitzer durchgeführt werden (Klinge
vorher entfernen). Dieser ist nicht aus Aluminium ( = 2,7 g/cm³), sondern aus einer
magnesiumreichen Mg-Al-Legierung ((Mg) = 1,7 g/cm³).
Geruch und Brennbarkeit können am Beispiel von Aceton gezeigt werden. Das Aceton
kann in einem Uhrglas entzündet werden oder in geringen Mengen an die Tafel gesprüht und
dort entzündet werden.
Entsorgung
Aceton – Gefäß für flüssige organische Abfälle halogenfrei
Sicherheitshinweise
Aceton
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1.3. Die Masse von Gasen
Theorie
Der gasförmige Zustand ist der dem Verständnis am schwersten zugängliche. Luft, ein
Gasgemisch, das uns ständig umgibt, wird meist mit „nichts“, mit leerem Raum,
gleichgesetzt. Ein weit verbreitetes Fehlkonzept ist daher, dass Gas keine Masse hat, also
nichts wiegt.
Didaktische Hinweise
Die Vorgänge des Evakuierens eines Kolbens, des Befüllens mit Luft und der Wägung des
Kolbeninhaltes machen sehr deutlich, dass Gas nur ein bestimmter Zustand von Materie ist,
die wie gewohnt Masse, Volumen und somit Dichte aufweist.
Geräte
 1 L Rundkolben mit Hahn
 Waage
 Stativmaterial
 Vakuumpumpe
Versuchsablauf
Die Masse des Rundkolbens mit offenem Hahn wird auf einer Waage bestimmt.
Anschließend wird der Rundkolben mittels Vakuumpumpe entleert, der Hahn verschlossen
und erneut gewogen. Beim Öffnen des Hahnes kann nun wieder eine Massenzunahme
beobachtet werden.
Anstelle von Luft können auch andere Gase, wie z.B. Kohlendioxid oder Methan (Erdgas)
gewogen werden. Zum Befüllen des Kolbens aus Gasflaschen eignet sich am besten ein
Dreiweghahn.
Hat man entsprechende Druckgasflaschen zur Verfügung, kann man je einen Luftballon mit
Wasserstoffgas und Kohlendioxid befüllen und das unterschiedliche Verhalten der beiden
Ballons beobachten.
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Versuchsaufbau
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1.4. Beziehung Struktur/Eigenschaften
Theorie und didaktische Hinweise
Hier soll verdeutlicht werden, dass strukturelle Eigenschaften auf Ebene der Teilchen (Atome,
Moleküle), z.B. Molekülmasse und Elektronegativität, unmittelbare Auswirkungen auf die
makroskopischen Eigenschaften von Stoffen, z.B. den Siedepunkt, haben. Es soll also die
„Mikrowelt“ mit der „Makrowelt“ verknüpft werden.
Als (grobes) Kriterium dafür, ob in einer Verbindung Ionenbindung oder Atombindung
(kovalente Bindung, Elektronenpaarbindung) auftritt, kann die Elektronegativitätsdifferenz
 herangezogen werden. Es gilt:
  1,5: Ionenbindung
 1,5: kovalente Bindung
Für 0,5 liegt eine polare kovalente Bindung vor, darunter eine unpolare.
Der Siedepunkt eines Stoffes ist nun in erster Näherung von der Molekülmasse und der
Polarität der Verbindung abhängig. Hierzu einige Beispiele:
1) SO2 und SO3 haben gleiche Polarität (polare, kovalente Bindung), es sollten
also Molmasse und Siedepunkt in Beziehung gebracht werden können (Sdp.(SO2) =
–10°C, Sdp.(SO3) = +44°C).
2) H2O und NH3 haben ungefähr gleiche Molmassen (M(H2O) = 18 g/mol, M(NH3) =
17 g/mol), man kann also und den Siedepunkt miteinander vergleichen. (H2O) =
1,3; (NH3) = 0,9; das wesentlich stärker polare Wasser hat einen viel höheren
Siedepunkt als Ammoniak (Sdp.(H2O) = 100°C, Sdp.(NH3) = –33°C).
Ähnliche Überlegungen kann man auch mit Schmelzpunkten anstellen. So steigen die
Schmelzpunkte innerhalb der Gruppe der Halogene (unpolare X2-Moleküle) kontinuierlich an.
Wie aus untenstehender Abbildung ersehen werden kann, ist für die homologe Reihe von Cl 2
bis At2 die Abhängigkeit von Siede- und Schmelzpunkt von der Molmasse M sogar linear.
Iod (I2-Moleküle) und Schwefel (S8-Moleküle, natürlich beide unpolar) haben etwa dieselbe
Molmasse und deshalb denselben Schmelzpunkt usw.
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1.5. Einteilung der Stoffe - Gemische
Theorie
Gemische bestehen im Gegensatz zu Reinstoffen aus zwei oder mehreren chemisch
verschiedenen Substanzen. Diese können durch physikalische Trennmethoden (siehe Kap.
1.7.) aufgetrennt werden. Man unterscheidet homogene, einphasige Gemische und solche, die
aus mehr als einer Phase (durch Grenzflächen abgetrennte Bereiche) bestehen und daher
heterogen sind. Diese heterogenen Gemische werden als Gemenge bezeichnet. Diese
erscheinen entweder bereits makroskopisch (mit dem Auge betrachtet) inhomogen wie Sand
+ Kochsalz, Gesteine (z.B. Granit) oder mikroskopisch inhomogen wie Suspensionen
(Schlamm, Löschkalk), Emulsionen (Milch, Butter, Mayonnaise) und kolloide Lösungen (z.B.
Dispersionsfarbe). Die so genannten echten Lösungen, wo einzelne Atome, Ionen oder
Moleküle gemischt vorliegen (molekular dispers), sind homogene Gemische und bestehen
auch mikroskopisch betrachtet nur aus einer Phase. Es gibt gasförmige homogene Gemische
(z.B. Luft), flüssige (Lösungen, Flüssigkeitsgemische) und feste (Legierungen,
Mischkristalle).
Didaktische Hinweise
Hier werden nur die Gemenge näher betrachtet, da homogene Gemische ohnehin häufig in
den anderen Kapiteln vorkommen. Ziel ist es, die Systematik und Einteilung der Stoffe
verständlich zu machen. Dabei sollte mit möglichst vielen anschaulichen Beispielen, die den
Schülern bereits bekannt sind, gearbeitet werden. Eine sinnvolle Übung dazu ist, bekannte
Stoffe in das Schema einordnen zu lassen. Zu beachten sind zweierlei Dinge: i; Die
Ambivalenz von Begriffen in Alltag und Chemie, ii; die Abgrenzungen sind zum Teil
willkürlich und es gibt Fälle, die sich nicht genau in das Schema einordnen lassen. Zudem
werden die verwendeten Begriffe nicht in allen Lehrbüchern einheitlich gebraucht.
Geräte
 Reagenzgläser mit Stopfen
 Bechergläser
Chemikalien
 Sand fein
 Kochsalz
 Gestein (z.B. Granit, Schiefer, etc.)
 Löschkalk (CaO + Wasser)
 Dispersionsfarbe
 Speiseöl
 Eigelb
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Versuchsablauf
Feste Gemenge
Im Becherglas wird ein Gemisch aus Sand und Kochsalz hergestellt (siehe auch Kap. 1.4.).
Ein Gestein wird genauer betrachtet.
Suspensionen
Eine Suspension von Calciumhydroxid in Wasser (Löschkalk) wird hergestellt. Dazu
schlemmt man am besten etwas CaO in Wasser auf. Eine beginnende Auftrennung der
„milchigen“ Flüssigkeit in festes Ca(OH)2 und Wasser kann nach einigen Minuten beobachtet
werden. Im Vergleich dazu trennt sich die Dispersionsfarbe (kolloide Lösung) auch nach
langem Stehen nicht auf.
Achtung: Löschkalk ist stark alkalisch und daher ätzend!
Emulsion
Emulsionen sind feinste Verteilungen zweier nicht homogen mischbarer Flüssigkeiten. Zu
ihrer Stabilisierung dienen Emulgatoren, die auch als „Lösungsvermittler“ bezeichnet werden.
Dabei werden kleine Tröpfchen der einen Flüssigkeit von Emulgatormolekülen
eingeschlossen und so in der anderen Flüssigkeit gehalten. Sehr häufig vorkommende
Emulsionen sind Wasser/Öl-Gemische. Ist das Öl in Wasser emulgiert, spricht man von O/WEmulsionen (z.B. Milch), im umgekehrten Falle von W/O-Emulsionen (Mayonnaise, Butter).
Im Eigelb enthaltenes Lezithin dient bei den folgenden Versuchen als Emulgator. In zwei
Reagenzgläsern werden ca. 10 mL Wasser und 1 mL Öl gegeben. Nur in ein Reagenzglas
kommt ein Tropfen Eigelb. Beide Reagenzgläser werden nun kräftig geschüttelt. Ohne
Emulgator tritt sehr rasch wieder Entmischung ein, während mit Emulgator die Mischung
über Stunden stabil bleibt. In einem zweiten Versuch geht man ähnlich vor. Man nimmt nun
aber nur 1 mL Wasser und 10 mL Öl. Hier ist der Unterschied mit/ohne Lezithin noch
drastischer.
Entsorgung
Calciumoxid – in den Abfluss, mit Wasser nachspülen
Sicherheitshinweise
Calciumoxid
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1.6. Ölbrand und Feuerball
Theorie
Gerät eine brennbare, mit Wasser nicht mischbare Flüssigkeit mit geringerer Dichte als
Wasser in Brand, so darf keinesfalls mit Wasser gelöscht werden. Wasserzutritt fördert den
Brand, da die brennbare Substanz fein verteilt wird (Aufschwimmen, Spritzen, Verteilung an
kondensierenden Wassertröpfchen) und somit rascher verbrennt. Dies trifft nicht nur auf
Ölbrände, sondern auch auf Benzinbrände und Lösungsmittelbrände (z.B. Ether) zu.
Didaktische Hinweise
Der Versuch ist sehr eindrucksvoll und zudem sicherheitsrelevant! Schon in Kinderliedern
wird Wasser als Löschmittel besungen und auch die Volksmeinung lautet nicht anders. Leider
ist Wasser kein universell einsetzbares Löschmittel. Jährlich gibt es in Österreich hunderte
Küchenbrände, die nicht selten durch Überhitzung von Speiseöl ausgelöst werden. Menschen,
die versuchten, brennendes Öl mit Wasser zu löschen, erlitten schwerste Verbrennungen mit
gelegentlich tödlichem Ausgang. Es bietet sich auch die Gelegenheit, auf alternative
Löschmittel einzugehen.
Geräte
 Kleine Pfanne oder Eisenschale mit Deckel
 Kochplatte
 Spritzflasche und Schlauchmaterial
 Tiegelzange
 Reagenzgläser
 Reagenzglashalter
 Becherglas
 Teclubrenner
 Hitzebeständige Handschuhe
 Schutzschild
Chemikalien
 Speiseöl
 Paraffin („Kerzenwachs“)
Versuchsablauf
Ölbrand
ACHTUNG! Dieser Versuch kann nur in einem verschließbaren Abzug oder im Freien
durchgeführt werden.
Zuerst bastelt man sich mit Spritzflasche und Schläuchen eine Vorrichtung, um Wasser aus
sicherer Entfernung bzw. von außerhalb des Abzuges in die Pfanne zu spritzen. Man füllt, den
Boden bedeckend, Speiseöl in die Pfanne und erhitzt auf einer elektrischen Kochplatte bei
voller Leistung. Das Öl beginnt zu rauchen und entzündet sich nach einigen Minuten von
selbst. Heizplatte sofort ausschalten. Nun wird demonstriert, dass der Brand durch Abstellen
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der Heizquelle und Abdecken (Unterbrechung der Sauerstoffzufuhr) rasch zu löschen ist. Man
nimmt nach kurzer Zeit den Deckel wieder ab, um zu zeigen, dass sich das noch heiße Öl
auch ohne weiteres Erhitzen nach wenigen Sekunden wieder entzündet Nun wird gezeigt was
passiert, wenn man versucht, den Brand mit Wasser zu „löschen“. Beim kurzen Sprühen von
Wasser in das brennende Öl entsteht ein beeindruckender Feuerball, heißes Öl spritzt heraus
und das Öl brennt nachher immer noch weiter.
Ölbrände im Haushalt können durch Abdecken (Deckel, Löschdecke, etc.) und Feuerlöscher
für die Brandklasse B (z.B. Pulverlöscher, CO2-Löscher) bekämpft werden. Großflächige Ölund Fettbrände gehören zur Brandklasse F und verlangen professionellen Löscheinsatz.
Selbstentzündung von Speiseöl durch Erhitzen
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Spontane Wiederentzündung
"Löschversuch" mit Wasser
Feuerball
Dieser etwas unglücklich auch als „chemischer Flammenwerfer“ bezeichnete Versuch fällt
wohl in die Kategorie Schauversuche und passt thematisch zu diesem Kapitel.
ACHTUNG! Handschuhe und Visier tragen!
Man braucht bei diesem Versuch Paraffin, welches man am besten aus Überresten von Kerzen
und Teelichtern gewinnt. Nur spezielle Kerzen sind aus echtem Wachs, welches chemisch in
eine ganz andere Substanzklasse fällt und für diesen Versuch nicht geeignet ist. Man gibt ca.
2 - 3 cm hoch Paraffinstücke in ein trockenes Reagenzglas und erhitzt mit harter
Brennerflamme, bis das Paraffin schmilzt und in weiterer Folge siedet. Nach ca. 30 Sekunden
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Sieden setzt man das Reagenzglas rasch in ein mit Wasser gefülltes Becherglas. Eine bis zu
einen Meter hohe Stichflamme entweicht aus dem Reagenzglas.
Feuerball
Entsorgung
 Rückstände von Speiseöl – Gefäß für flüssige organische Abfälle halogenfrei
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1.7. Trennmethoden
Theorie
Das Auftrennen von Gemengen und Gemischen verschiedener Reinstoffe ist ein
Standardvorgang bei unzähligen Prozessen in Natur und Technik. Grundlage jeder Trennung
sind Unterschiede bei den physikalisch-chemischen Eigenschaften der Komponenten. Die
Anzahl der Methoden ist groß - mit Dekantieren, Filtrieren, Zentrifugieren, Absorbieren,
Adsorbieren, Extrahieren und Destillieren seien nur einige recht bekannte Beispiele genannt.
Didaktische Hinweise
Jeder kennt aus seinem Alltag Trennmethoden, ist sich aber des Zusammenhanges mit diesem
Kapitel des Chemieunterrichts nicht bewusst. Als Einstieg sollte man daher zumindest in der
Unterstufe nicht zögern, mit recht einfachen Versuchen wie z.B. der Auftrennung von
Sand/Kochsalz-Gemengen zu beginnen. Dieses Unterrichtsthema eignet sich bestens zum
Einsatz von Schülerexperimenten und sollte auch weitgehend auf diese Weise behandelt
werden. Dabei eröffnen sich der Lehrkraft mannigfaltige Möglichkeiten und es muss betont
werden, dass hier nur einige Beispiele angeführt sind.
Geräte
 Reagenzgläser
 Bechergläser
 Trichter
 Rundfilter
 Reagenzglasgestell
 Destillationsapparatur mit Thermometer
 Kristallisierschalen
 Teclubrenner
 Reibschale mit Pistill
 Laufmitteltrog
 Kieselgel-DC-Platten
Chemikalien
 Sand fein
 Kochsalz
 Himbeersaft
 Aktivkohle
 Rotwein
 Filzstifte (verschiedene Farben, vorwiegend schwarz und braun)
 grüne Blätter (evt. Spinat)
 Quarzsand grob
 Aceton
 Petrolether
 2-Propanol
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Versuchsablauf
Filtration – Abdampfen
Im Becherglas wird ein Gemenge aus Sand und Kochsalz in Wasser aufgenommen und gut
vermengt. Die Suspension wird filtriert. Aus dem Filtrat wird Wasser solange abgedampft, bis
wieder Salz im Reagenzglas zurückbleibt. Alternativ kann auch ein Löffel zum Eindampfen
verwendet werden. Eine Variante dieses Versuches mit Praxisbezug ist die Gewinnung von
Kochsalz aus Salzstein (z.B. als Lecksteine für Land- und Forstwirtschaft erhältlich). Dabei
wird der Salzstein zerkleinert und dann genau so vorgegangen wie bei Sand/Kochsalz.
Zentrifugieren
Eine Suspension von Calciumhydroxid in Wasser wird zentrifugiert. Dazu schlemmt man am
besten etwas CaO in Wasser auf. Eine vollständige Auftrennung der „milchigen“ Flüssigkeit
in festes Ca(OH)2 und Wasser kann beobachtet werden. Die Auftrennung erfolgt durch
unterschiedliche Dichte der Reinstoffe im Gemenge. Auch Emulsionen können auf diese
Weise getrennt werden, z.B. Milch (Butterherstellung) oder Blut (Trennung von Serum und
Plasma). Ein Alltagsbezug ist durch die Verwendung von „Zentrifugen“ im Haushalt
(Waschmaschine, Kaltentsafter, Salatschleuder) gegeben, wobei hier aber die Auftrennung
über ein Sieb erfolgt und nicht durch die unterschiedliche Dichte.
Adsorption
In einem Becherglas wird etwas Himbeersaftkonzentrat mit Wasser 1:1 verdünnt und ein
Esslöffel Aktivkohlepulver gut eingerührt. Die Suspension wird filtriert. Achtung: Nicht alle
erhältlichen Aktivkohleprodukte erwiesen sich als geeignet. Die Körnung sollte nicht zu fein
aber keinesfalls zu grob sein. Natürlich ist die Kohle nur dann „aktiv“, wenn sie nicht zu
lange offen gelagert wurde. Gesättigte Kohle lässt sich durch Ausheizen unter dynamischem
Vakuum reaktivieren.
Ein weiterer Versuch beschäftigt sich mit dem so genannten „Superabsorber“ in
Babywindeln. Es handelt sich dabei um ein Polymer, das sehr viel Wasser ad- und
absorbieren kann. Eine geeignete Babywindel mit körnigem Adsorberpolymer (z.B. Pampers
Active Fit) wird aufgerissen und in einen Plastiksack gesteckt. Dieser wird nun kräftig
geschüttelt, so dass das Polymer aus der Windel fällt. Das Polymer kommt dann in ein 400
mL Becherglas und wird mit 200 – 300 mL Wasser übergossen. Es entsteht eine feste Masse
– das Becherglas kann auf den Kopf gestellt werden, ohne dass Wasser ausfließt.
Chromatographie
Versuch A: In einem Rundfilter wird in der Mitte ein Loch gestochen, durch das man einen
Docht aus eingerolltem Filterpapier steckt. Im Abstand von etwa 2 cm rund um den Docht
werden mit verschiedenen wasserlöslichen Filzstiften Kreissegmente auf das Filterpapier
aufgetragen. Man stellt nun den Rundfilter mit dem Docht in eine Kristallisierschale mit
Wasser und beobachtet die entstehende Farbtrennung. Außer Filzstiften können mit dieser
Technik auch Lebensmittelfarbstoffe aufgetrennt werden, wobei als Laufmittel eine Lösung
von 2,5 % Na-Citrat in 5 %iger NH3-Lösung dient. Der Vorteil der Filzstifte ist, dass sie sich
ohne weitere Schritte bereits zum Auftragen eignen und Wasser als Laufmittel geeignet ist.
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Chromatographie, Versuch A
Versuch B: Man zerreibt frische, grüne Blätter mit Quarzsand und Aceton in der Reibschale
und filtriert die Farbstofflösung ab. Als Laufmittel stellt man eine Mischung aus 10 Teilen 2Propanol und 100 Teilen Petrolether her. Auf einer Kieselgel-DC-Platte bringt man mittels
Kapillare einen Punkt der Farbstofflösung auf und stellt die Platte in den mit Laufmittel ca. 1
cm hoch gefüllten Laufmitteltrog. Gut geeignet für diese Dünnschichtchromatographie ist
auch das Aceton-Extrakt von Paprikapulver. Das Pulver sollte aus einer frisch geöffneten
Packung stammen.
Chromatographie, Versuch B
Destillation
Als Beispiel sei hier die Rotweindestillation angeführt. Rotwein wird in der
Destillationsapparatur unter Beobachtung der Siedetemperatur destilliert. Zum Vergleich wird
anschließend versucht, etwas Rotwein und etwas Destillat zu entzünden. Eine Option ist, die
Dichte und somit den Alkoholgehalt des Destillats zu bestimmen. Dieser Versuch entspricht
im Groben der Herstellung von Weinbrand.
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Destillationsapparatur - Lehrerversuch
Destillationsapparatur - Schülerversuch
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Entsorgung
 Petrolether – flüssige organische Abfälle, halogenfrei
 Aceton – flüssige organische Abfälle, halogenfrei
 Ethanol – in den Abfluss, mit Wasser nachspülen
 2-Propanol – flüssige organische Abfälle, halogenfrei
Sicherheitshinweise
Petrolether
Aceton
Ethanol
2-Propanol
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