Metalle_mal_anders
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Chemie Metalle mal anders Ein Großteil der Elemente sind Metalle. Im Unterricht hast Du bestimmt schon einige kennen gelernt. Ihr Glanz begeistert uns so, dass wir aus Edelmetallen Schmuck fertigen und tragen. Auch ihre elektrische Leitfähigkeit machen wir uns zunutze. Metallgewinnung Abgesehen von den edlen Metallen kommen reine Metalle in der Natur nur sehr selten vor. Man gewinnt sie deshalb vorwiegend aus ihren Erzen, die als Hauptbestandteile Metalloxide oder Metallsulfide (Verbindungen mit Schwefel) enthalten. Es gibt zwei unterschiedliche Verfahren, um aus diesen Erzen die reinen Metalle zu gewinnen. Welcher Weg zur Gewinnung beschritten wird, hängt dabei von der Zusammensetzung der Erze und ihren chemischen Eigenschaften ab. Der klassische Weg, wie er im Hochofen Verwendung findet, ist die Reduktion der Oxide durch geeignete Reduktionsmittel, wie zum Beispiel Kohlenstoff (Versuch ). Die Erze einiger Metalle werden, soweit sie nicht als Oxide vorliegen, durch sogenanntes "Rösten" oxidiert und anschließend mit Säuren in ihre Salze überführt. Aus diesen Salzlösungen werden anschließend mittels Elektrolyse die reinen Metalle gewonnen. Metalle, wie z. B. Kupfer, welche elementar mit anderen Metallen vergesellschaftet vorkommen, werden mittels Elektrolyse gereinigt (Kupferraffination, Versuch ). In Umkehrung dieses Verfahrens lassen sich Metalle auch zur Gewinnung von elektrischem Strom gebrauchen. Unter welchen Bedingungen eine solche „Batterie“ die größte Spannung liefert, sollt ihr in Versuch untersuchen. Metallbeschichtungen Metalle können durch drei grundlegende Verfahren mit dünnen Überzügen anderer Metalle beschichtet werden. Das Werkstück kann durch Eintauchen in ein flüssiges Metall (z.B. Feuerverzinkung von Autokarosserien und Nägeln, Versuch ) beschichtet werden, weiterhin durch Elektrolyse in einer Salzlösung (Galvanotechnik, Versuch ) oder durch Abscheidung von edleren Metallen aus einer entsprechenden Salzlösung auf unedleren Metallen. Letzteres Verfahren wird z.B. beim Verchromen von Fahrradlenkern angewandt. Zunächst wird der Eisenlenker durch Eintauchen in flüssiges Zink (Feuerverzinkung) verzinkt. Durch Eintauchen des verzinkten Lenkers in eine Chromsalzlösung scheidet sich dann elementares Chrom ab, welches anschließend poliert werden muss, damit der schöne Chromglanz zur Geltung kommt. -2Legierungen Unterschiedliche Metalle lassen sich in flüssigem Zustand mischen. Diese Mischungen nennt man Legierungen. Diese besitzen in der Regel einen geringeren Schmelzpunkt als die der ursprünglichen Metalle. Bekannte Legierungen sind Lötzinn (Versuch ), Messing (Versuch ), oder die unterschiedlichen Beschichtungen von Münzen (Versuch ). Modeschmuck besteht häufig aus Legierungen eher günstiger und damit unedlerer Metalle, wie z. B. Nickel, auf das einige Menschen zum Teil mit starken Allergien reagieren. Legierung Bronze Aluminiumbronze Gelbmessing Zusammensetzung 75 - 80 % Kupfer 20 - 25 % Zinn 88 - 95 % Kupfer 5 - 12 % Aluminium 60 - 70 % Kupfer 30 - 40 % Zink Rotmessing (Tombak) 80 % Kupfer 20 % Zink Konstantan 75 % Kupfer 25 % Nickel Verwendung Glockenguss Uhrfedern Kerzenleuchter, Türbeschläge Blattkupfer (unechtes Blattgold), Beschichtung von 10-Pfennigmünzen Münzen (5 DM, 2 DM, 1 DM, 50 Pfennige) Tabelle 1: Die Zusammensetzung verschiedener Legierungen und ihre Verwendung. Wunderkerzen Besonders reizvolle Effekte ergeben sich auch, wenn Metalle verbrannt werden. Die Funken der Wunderkerze entstehen bei der Verbrennung von Eisenpulver. Damit diese Verbrennung gut vonstatten geht, müssen Brandförderer zugegeben werden, also Verbindungen, die leicht Sauerstoff abgeben wie Chlorate und Nitrate. Ein Bindemittel (in unserem Versuch Stärkekleister) sorgt dafür, dass die Bestandteile der Wunderkerze an dem Eisendraht haften. Bei der Verbrennung einer größeren Zahl von Wunderkerzen kann sogar ohne zusätzliche Luftzufuhr, etwa unter Wasser, die Verbrennung weitergeführt werden (Versuch ). -3- Übersicht über die Experimente Nr. Experiment durchgeführt Ein Hochofenmodell in der Mikrowelle (Reduktion von Eisenoxid zu elementarem Eisen) Elektrolytische Kupferraffination Wer baut die stärkste Batterie? Der Zink-Brom-Akku Feuerverzinken von Eisen Herstellung von Messing in der Mikrowelle „Versilbern“ und „Vergolden“ einer Münze (Herstellung einer Messinglegierung) Verbinden von Metallen durch Löten Was macht das Metall im Abflussreiniger? Wunderkerzen selbst gemacht Die Unterwasserfackel aus Wunderkerzen -4- Ein Hochofenmodell in der Mikrowelle (Reduktion von Eisenoxid zu elementarem Eisen) Geräte: 1 Mikrowelle 1 Tontopf mit Schamottmörtel 1 Tiegelzange 1 Porzellantiegel mit Deckel 1 Mörser mit Pistill 1 Spatel 1 Paar Thermo-Handschuhe Schmirgelpapier Chemikalien: Eisen(III)-oxid-Pulver Fe2O3 Aktivkohle (gekörnt) Aktivkohlepulver Durchführung: 5 g Eisen(III)-oxid werden im Mörser mit 1 g Aktivkohlepulver gut verrieben und anschließend mit 5 g gekörnter Aktivkohle vermischt. In den Tiegel gibt man zuerst 0,5 g gekörnte Aktivkohle, dann die Eisenoxid-Aktivkohlemischung und deckt schließlich mit 1 g gekörnter Aktivkohle ab. Der Tiegel wird in den Tontopf gestellt und mit Aktivkohle umgeben. Nach dem Abdecken des Tiegels mit dem Tiegeldeckel wird der befüllte Tontopf auf einen „Hot Spot“ (markierter Bereich) in die Mikrowelle gestellt. Man erhitzt den Tiegel im „Hot-spot“ bei 700 Watt für mind. 15 Minuten. Dabei sollte die Aktivkohle möglichst gleichmäßig um den Tiegel herum glühen. Vorsicht! Tiegel und Tontopf sind nach dem Erhitzen bis zu 1000°C warm! Verbrennungsgefahr! Zum Herausnehmen aus der Mikrowelle bitte unbedingt Thermo-Handschuhe tragen und die Tiegelzange benutzen! Während des Erwärmens und Abkühlens möglichst nicht den Tiegeldeckel abheben! Nach dem Abnehmen des Deckels wird der Inhalt des Porzellantiegels auf eine feuerfeste Unterlage gekippt und die Mischung untersucht Teste mit Hilfe eines Magneten und überprüfe, ob die Metallstückchen mit Salzsäure eine Gasentwicklung zeigen. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. Das ist kein Experiment für die heimische Mikrowelle! Entsorgung: nach dem vollständigen Abkühlen: Papierkorb -5- Elektrolytische Kupferraffination Geräte: 1 Gleichstromquelle 3 Kabel 2 Krokodilklemmen 1 100 mL Becherglas mit PVC-Schlauch 1 Sandpapier Chemikalien: 1 Kupferelektrode 1 Messingschraube Schwefelsäure (c(H2SO4) = 0,5 mol/L) Kupfersulfat (CuSO4 5 H2O) (Xn, N) Durchführung: 1. Die Kupferelektrode wird vorsichtig abgeschmirgelt. Das Becherglas wird mit 50 mL Schwefelsäure gefüllt und die Elektrode sowie die Messingschraube in diese Lösung gestellt. Die Messingschraube (Plus-Pol) dient als Roh-Kupferelektrode, die Kupferelektrode wird als Minus-Pol geschaltet. Anschließend elektrolysiert man bei einer Gleichspannung von 12-15 V. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. 2. Du nimmst den gleichen Versuchsaufbau, aber tauschst die Lösung durch die gesättigte Kupfersulfat-Lösung (CuSO4) aus. Beobachte die Elektroden. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. Entsorgung: Kupfersulfat-Lösung in den Sammelbehälter -6- Wer baut die stärkste Batterie? Geräte: 3 Bechergläser 100 mL hoch 2 Krokodilklemmen 2 Kabel 1 Spannungsmessgerät (Voltmeter) Schmirgelpapier 1 Stück PVC-Schlauch 1 Stativ mit Universalklemme 1 Glasstab Chemikalien: Als Elektroden: Kupfer, Zink, Aluminium, Eisen, Silber, Blei ... Als Elektrolytflüssigkeiten: demineraliertes Wasser, Kochsalzlösung, Verd. Salzsäure (c(HCl) = 0,1 mol L-1) Durchführung: 1. Fülle von der Elektrolytflüssigkeit jeweils ca. 50 mL in ein 100 mL-Becherglas. Klammere das Becherglas zum Schutz vor Umkippen am Stativ fest. 2. Verbinde die Metallstücke mit Hilfe einer Krokodilklemme mit dem Kabel und schließe sie an das Spannungsmessgerät an (Wähle einen Messbereich von 0 - 2000 mVolt). 3. Halte die beiden Elektroden in die Elektrolytflüssigkeit und miss die Spannung, die deine „Batterie“ ergibt. Hinweise: Schmirgele die Metallstücke mit Schmirgelpapier etwas an, bevor du sie in die Lösungen tauchst (Ausnahme: Silberelektroden nicht anschmirgeln!) Überlege, wozu das Stück PVC-Schlauch nützlich sein könnte!! Notiere Deine Beobachtungen in der Tabelle auf der folgenden Seite. -7- Notiere deine Messwerte in der Tabelle und vergleiche die Werte miteinander. Elektrolytflüssigkeit Metallkombination demin. Wasser Kochsalzlösung verd. Salzsäure Mit welcher Elektrodenkombination und welcher Elektrolytflüssigkeit erhältst du die höchsten Spannungen? Welche Bedingungen in der Versuchsanordnung müssen noch erfüllt sein, um eine Spannung messen zu können? Entsorgung: Ausguss -8- Der Zink-Brom-Akku (Eine wiederaufladbare Batterie) Geräte: Chemikalien: 2 Bechergläser 100 mL hoch Bromwasser (T) 1 Stück PVC-Schlauch Zinkpulver (F) 2 Kohleelektroden, 2 Kabel Zinkjodidlösung (w 10%) (Xi) 1 Gleichstromquelle (bis 12 V), 1 Spannungsmessgerät, 1 Flügelmotor bzw. 1 Glühbirne mit Fassung (beim Assistenten) 1 Glasstab, 1 Spatel Durchführung: 1. Vorversuch: Gib unter dem Abzug (!) in ein Becherglas mit ca. 50 mL Bromwasser (Br2(aq)) eine Spatelspitze Zinkpulver. Rühre vorsichtig mit dem Glasstab um. Vorsicht beim Umgang mit Bromwasser (Brom ist ein Atemgift und verätzt die Haut): Abzug und Handschuhe! ................................................................................................................................................. 2. Die Elektrolyse einer Zinkbromidlösung: Ein anderes Becherglas wird mit dem Stück PVC-Schlauch in zwei Teile getrennt und zur Hälfte mit der klaren und farblosen Zinkbromidlösung aus dem Vorversuch (ggf. vorsichtig vom Bodensatz abgießen) gefüllt. Die beiden Kohleelektroden werden mit Kabeln mit der Gleichspannungsquelle verbunden und in die Zinkbromidlösung eingetaucht. Es wird einige Minuten lang bei einer Spannung von ca. 6 Volt elektrolysiert. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. 3. Die Umkehrung der Zinkbromid-Elektrolyse: Nach der einige Minuten dauernden Elektrolyse der Zinkbromidlösung tauscht man die Stromquelle durch ein Voltmeter aus und misst die Spannung im Messbereich 0 – 3 Volt (Probiere gegebenenfalls auch eine andere Polung am Voltmeter aus). Teste auch, ob du einen kleinen Flügelmotor zum Laufen bzw. ein Glühbirnchen zum Leuchten bekommst. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. 4. Die Elektrolyse einer Zinkjodidlösung und ihre Umkehrung Wiederhole die Versuchsteile 2) und 3) mit einer Zinkjodidlösung anstelle der Zinkbromidlösung. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. Entsorgung: Sammelgefäß -9Als man Anfang des 19. Jahrhunderts v.a. durch die Forschungen von Allesandro Graf Volta (1745-1827) die Möglichkeit bekam, den elektrischen Strom zu handhaben, führte dies zu einer Vielfalt von wichtigen Entdeckungen auf dem Gebiet der Chemie und Physik, denn bald begannen die Wissenschaftler alle möglichen Substanzen mit elektrischem Strom zu behandeln. So entdeckte man sehr schnell, dass einige Stoffe den elektrischen Strom leiten und andere nicht. Und man stellte fest, dass sich bestimmte Stoffe chemisch verändern, wenn man elektrischen Strom hindurchleitet. So wurde 1800 von Johann Wilhelm Ritter (1776-1810) die Elektrolyse entdeckt, also die Zerlegung von Stoffen durch elektrischen Strom; als der Engländer Humphry Davy (1778-1829) dieses Verfahren auf Salzschmelzen anwendete, konnte er die Elemente Kalium, Natrium, Magnesium, Calcium, Strontium, Barium und Chlor erstmals herstellen. Michael Faraday (1791-1867) war es schließlich, der 1832 wichtige quantitative Gesetzmäßigkeiten entdeckte und die Ionenlehre einführte. Auch wir wollen, wie die Chemiker vor 200 Jahren, eine Substanz mit elektrischem Strom behandeln, nämlich eine Lösung von Zinkbromid (ZnBr2(aq)). 1) Anstatt sie einfach aus dem Chemikalienschrank zu nehmen, sollt ihr diese Lösung in einem Vorversuch zuerst einmal selbst herstellen. Die Reaktionsgleichung lautet: ............................................................ 2) Bei der Elektrolyse könnt ihr die entstehenden Stoffe anhand ihrer stoffartkennzeichnenden Eigenschaften ziemlich sicher charakterisieren und auch eine Reaktionsgleichung schreiben: ............................................................ 3) ............................................................. ............................................................. Dann wird bei der Elektrolyse-Apparatur die Stromquelle entfernt und durch ein Spannungsmessgerät ersetzt. Und jetzt stellt man fest, dass ... ...................................................................................................................................... Diese Aufgabe könnt ihr, besonders wenn ihr zuvor schon die Station („Wer baut die stärkste Batterie?“) bearbeitet habt, selbständig bearbeiten. Wenn ihr hier gar nicht weiterkommt, dann gilt: Fragen! 4) Dieses Grundprinzip eines jeden Akkus (Ladevorgang und Entladevorgang) lässt sich auch an einer anderen Beispielsubstanz zeigen, am Zinkjodid. Formuliere auch hier die Reaktionsgleichungen: ............................................................ ............................................................. ............................................................ ............................................................. - 10 - Feuerverzinken von Eisen Geräte: 1 Porzellantiegel 1 Sandpapier 1 Tiegelzange 1 Dreifuß mit Tondreieck 1 Bunsenbrenner Chemikalien: 2 Eisennägel Zinkgranalien Durchführung: In einem Porzellantiegel werden einige Zinkgranalien geschmolzen (Schmelzpunkt 419°C). Ein Eisennagel wird mit Sandpapier gereinigt und etwa 10 Minuten lang in die Schmelze getaucht. Während dieser Zeit hält man das Zink mit kleiner Flamme in der Schmelze. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. Entsorgung: Papierkorb - 11 - Herstellung von Messing in der Mikrowelle Geräte: 1 Mikrowelle 1 Tontopf mit Schamottmörtel 1 Tiegelzange 1 Porzellantiegel mit Deckel 1 Mörser mit Pistill 1 Spatel 1 Paar Thermo-Handschuhe Schmirgelpapier Chemikalien: Zinkpulver (F) Kupferpulver (F) Aktivkohle (gekörnt) Aktivkohlepulver Durchführung: Man fülle ca. 0,75 g Zink- und 1 g Kupferpulver in einen Mörser und vermische das Pulver bestmöglich. Das Gemisch wird in den Tiegel gegeben und mit einem halben Zentimeter Aktivkohlepulver bedeckt. Der Tiegel wird in den Tontopf gestellt und mit Aktivkohle umgeben. Nach dem Abdecken des Tiegels mit dem Tiegeldeckel wird der befüllte Tontopf auf einen „Hot Spot“ (markierter Bereich) in die Mikrowelle gestellt. Variante A: Man erhitzt den Tiegel ca. 8 Minuten bei 700 Watt. Variante B: Man erhitzt den Tiegel erst 4 Minuten bei 250 Watt und dann 5 Minuten bei 700 Watt. Dabei sollte die Aktivkohle möglichst gleichmäßig um den Tiegel herum glühen. Vorsicht! Tiegel und Tontopf sind nach dem Erhitzen bis zu 1000°C warm! Verbrennungsgefahr! Zum Herausnehmen aus der Mikrowelle bitte Thermo-Handschuhe tragen und die Tiegelzange benutzen! Während des Erwärmens und Abkühlens möglichst nicht den Tiegeldeckel abheben! Das Zink oxidiert sonst! Das abgekühlte Rohmessing wird mit Wasser gewaschen und mit Schmirgelpapier blank poliert. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. Entsorgung: nach dem vollständigen Abkühlen: Papierkorb Das ist kein Experiment für die heimische Mikrowelle! - 12 - „Versilbern“ und „Vergolden“ einer Münze (Herstellung einer Messinglegierung) Geräte: 1 200 mL Becherglas 1 Tiegelzange 1 Magnetrührer mit Rührmagnet 1 Thermometer 1 Bunsenbrenner 1 100 mL Messzylinder 1 Spatel Chemikalien: Zinkstaub (F) Kalilauge (w(KOH) = 40%) (C) 1- oder 2-Cent-Münzen Durchführung: In einem Becherglas werden 2-3 g Zinkstaub mit etwa 80 mL Kalilauge (Kaliumhydroxid-Lösung) versetzt und auf ca. 60°C erhitzt. Anschließend wird eine Kupfermünze für 2-3 Minuten in die Lösung gehalten. Das Ergebnis verbessert sich bei längerer Einwirkzeit. Nach dem Herausnehmen der Münze wird diese zunächst gründlich mit viel demineralisiertem Wasser abgespült und anschließend mehrmals durch die rauschende Bunsenbrennerflamme gezogen. Sobald sich die Münze golden verfärbt, sollte man das Erhitzen in der Brennerflamme beenden. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. Entsorgung: Sammelgefäß - 13 - Verbinden von Metallen durch Löten Geräte: 1 Tiegelzange 1 Bunsenbrenner 1 Lötkolben Chemikalien: 3 Kupferbleche Lötzinn Lötfett Ammoniumchlorid NH4Cl (Xn) Durchführung: 1. Auf ein Kupferblech wird ein Stück Lötzinn gelegt und anschließend mit dem Bunsenbrenner erhitzt. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. 2. Auf ein weiteres Kupferblech wird wenig Ammoniumchlorid gegeben und darauf ein Stück Lötzinn gelegt. Das ganze wird anschließend erhitzt. ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ 3. Versuchsteil 2. wird wiederholt, allerdings wird ein zweites Kupferblech auf das geschmolzene Lötzinn gepresst. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. 4. Versuche auch, die Kupferbleche mit dem Lötkolben mit Lötzinn und Lötfett zu verbinden. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. Entsorgung: Papierkorb - 14 - Was macht das Metall im Abflussreiniger? Geräte: 4 kleine Uhrgläser 1 Spatel 1 Pinzette 6 Reagenzgläser mit Ständer 1 Stopfen 1 Pasteurpipette 1 Thermometer 1 Erlenmeyerkolben 100 mL Weithals 1 Magnetrührer mit Rührschwein 1 Tiegelzange 1 Holzspan Streichhölzer Chemikalien: Abflussreiniger „Abflussfrei“ (C) Indikatorpapier Haare, Fingernägel, Wollreste etc. Aluminiumfolie Verd. Natronlauge (c(NaOH) = 2 molL-1) (C) Durchführung: 1. Zerlege auf einem Uhrglas eine Probe Abflussreiniger (ca. 1 Teelöffel) mit Hilfe der Pinzette in ihre Bestandteile. Wie viele Komponenten sind mit dem bloßen Auge erkennbar? Beschreibe das Aussehen der Komponenten. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. Jetzt geht es daran, die Bestandteile einzeln zu untersuchen 2. Beobachte die einzelnen Bestandteile über einen längeren Zeitraum hinweg (ca. 5-10 Min.). Notiere den Anfangszustand und nach der Durchführung der weiteren Versuche den Endzustand. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. 3. Prüfe auf einem Uhrglas, ob sich die einzelnen Bestandteile in wenig Wasser (ca. 1 mL) lösen oder verändern und prüfe die Lösungen nach einiger Zeit mit Indikatorpapier. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. - 15 Und wie wirken diese Bestandteile nun zusammen? 4. Fülle ein Reagenzglas zu etwa einem Viertel mit dest. Wasser und miss die Temperatur. Gib zwei Spatel Abflussreiniger hinzu und beobachte die Temperatur. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. 5. Gib etwa 1 Teelöffel voll Abflussreiniger und ca.. 20 mL Wasser in einen 100 mL Erlenmeyerkolben. Füge Haare, (Finger-)Nägel und Wollreste hinzu und koche die Mischung einige Minuten auf der Heizplatte unter Rühren. Beobachte den Versuchsansatz. Vorsicht! Die heiße Abflussreinigerlösung kann spritzen! ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. Halte in die Öffnung des Erlenmeyerkolbens (nicht den Rand berühren) ein Stück mit demin. Wasser angefeuchtetes Indikatorpapier. Welchen pH-Wert zeigt das Papier? Teste auch vorsichtig (!) den Geruch! ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. (Hinweis: als leicht flüchtige alkalische Substanz kommt zumeist nur Ammoniak in Frage) 6. Knäuele ein kleines Stück Aluminiumfolie zu einem gut erbsengroßen Stück und gib es in ein Reagenzglas. Füge etwa 1 cm hoch Natronlauge hinzu. Versuche nach einiger Zeit in den oberen Teil des Reagenzglases einen brennenden Holzspan zu halten, um das entstehende Gas zu entzünden. Dabei musst du etwas Geduld haben, bis genügend Gas entstanden ist. Evt. kannst du vorsichtig! für kurze Zeit das Reagenzglas mit einem locker aufgesetzten Stopfen etwas verschließen. Probiere die Entzündung des Gases auch mit einer Spatelspitze des vollständigen Abflussreinigers nach Zugabe von 1 cm hoch Wasser. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. Bei dem entstehenden Gas handelt es sich um Entsorgung: Sammelgefäß ........................................................ - 16 - Wunderkerzen selbst gemacht Geräte: 1 Becherglas 150 mL 1 Magnetrührer 1 Messzylinder 50 mL 6 Uhrgläser 1 Waage (0,1 g) 1 Paar Thermo-Handschuhe Chemikalien: grobes Eisenpulver (F) Magnesiumpulver (F) Aluminiumpulver Kaliumchlorat (O, Xn) Bariumnitrat (O, Xn) lösliche Stärke Eisendraht 2mm Ø Durchführung: 1. Wiege die folgenden Substanzen in verschiedenen Uhrgläsern ab: 5 g grobes Eisenpulver 0,3 g Magnesiumpulver 1 g Aluminiumpulver 3 g Kaliumchlorat 12 g Bariumnitrat 2. Wiege in einem 150 mL Becherglas 6 g lösliche Stärke ab und erhitze diese mit 15 mL demin. Wasser unter Rühren auf der Heizplatte des Magnetrührers. 3. Wenn die Flüssigkeit zu einer dicken Paste geworden ist, nimmst du das Becherglas von der Heizplatte und rührst der Reihe nach die bei 1. abgewogenen Bestandteile hinein. Falls Bereiche der Mischung trocken bleiben, gib einige Tropfen heißen Wassers dazu. 4. Überziehe den Eisendraht mit dieser Mischung. Dazu kannst du einen Spatel zur Hilfe nehmen oder auch eine Kunststofffolie, auf die du die Mischung gießt und den Draht dann darin wälzt. Mit dem Fön kannst du die Wunderkerze etwas vortrocknen. 5. Die vorgetrockneten Wunderkerzen werden nun vorsichtig mit der feuchten Seite nach oben in ein Becherglas gestellt und kommen für mindestens 1 Stunde zum Trocknen in einen auf 120 °C vorgeheizten Trockenschrank. Hinweise: Die Wunderkerzen dürfen nur im Freien oder unter dem Abzug entzündet werden. Halte die Wunderkerze mit einer Tiegelzange und gib Acht auf umherfliegende Funken. Notiere deine Beobachtungen: ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... Entsorgung: Papierkorb - 17 - Die Unterwasserfackel aus Wunderkerzen Geräte: 1 Becherglas 1 L Tesafilm Hitzefeste Schutzhandschuhe Gasbrenner Chemikalien: 10 Wunderkerzen Durchführung: 1. Das Becherglas wird zu ¾ mit kaltem Wasser gefüllt. 10 Wunderkerzen werden mit Tesafilm vollständig umwickelt, so dass sich die Nahtstellen überlappen. Dabei lässt man lediglich an der Spitze ½ cm frei. 2. Die Wunderkerzen werden an der Spitze entzündet (Hitzefeste Schutzhandschuhe tragen), bis alle Wunderkerzen entzündet sind. Dann lässt man die Fackel kopfüber in das wassergefüllte Becherglas tauchen und tritt zurück. Hinweise: Besondere Vorsicht beim Umgang mit den entzündeten Wunderkerzen. Dieses Experiment bitte unter keinen Umständen zuhause nachmachen!! Notiere deine Beobachtungen: ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... Entsorgung: Ausguss bzw. Papierkorb
