Inhaltsverzeichnis Detailinformationen zu den Autoren und Mitwirkenden Einleitung 01 Sicherheit im Chemieunterricht Ersatzstoffprüfung Sicherheitsunterweisung Entsorgung Druckgasflaschen Umgang mit Glasgeräten Hydroxide sind ätzend Gefährlichkeit von Benzindämpfen Brennender Latexhandschuh 1 7 9 11 13 15 16 17 Temperaturzonen in der Brennerflamme Flammtemperatur Gasbrennermodell Gib niemals Wasser in die Säure Hochspannung (Glühgurke) „Löschen" eines Magnesiumbrandes mit Wasser Kerzenwachsbrand durch Löschen mit Wasser.. 19 21 23 24 25 27 28 1 4 5 8 9 10 11 Leuchtschirm für Reagenzglasständer Bau eines AST-Elements, hot-spot-Bestimmung. Glasherstellung in der Mikrowelle Zersetzung von Silbersulfid Leitfähigkeit der Natriumchlorid-Schmelze Lösungen Projektionsversuche - OHP bzw. Diaprojektor ... Tüpfeltechnik 14 15 17 18 21 23 25 27 02 Arbeitstechniken Allgemeine Tipps für Microscale-Experimente Gastransport (Microscale) Gasdarstellung (Chlor in Microscale-Variante) Braunstein-Katalysator-Tabletten Low-cost-Spiritusbrenner Bau eines Aktivkohle-Adsorptionsröhrchens Gasentwickler (Chlor im Makromaßstab) Teppichfliesentechnik zur Darstellung von Reaktionen 13 03 Computereinsatz und Messwerterfassung Arbeiten mit Beamer, Flexcam und Laptop 1 ChemSketch 3 Gaschromatographische Untersuchung von Feuerzeug-Gas 6 Schmelz- und Abkühlungskurve (Kristallisationswärme) von Natriumthiosulfat 9 pH-Wert-Messung in Abhängigkeit von Volumen ALL-CHEM-MISST II 11 pH-Wert-/Leitwert-/Volumen-Messung Mehrkanalmessung mit ALL-CHEM-MISST II .... 13 pH-Wert-A/olumen-Messung Zweikanalmessung mit Chembox 17 Aufnahme eines Extinktionsspektrums eines Farbstoffs 21 Dünnschichtchromatographie von Blattfarbstoffen und Aufnahme der Absorptionsspektren 23 Untersuchung der Wirkungsweise von Backpulver mit dem Xplorer GLX 25 04 Modelle und Simulationen Übergänge zwischen den Aggregatzuständen Realversuch und Computersimulation 1 Mechanische Simulation der Aggregatzustände ... 3 Einfache Beschreibung von lonengittern der flächenzentrierte Elementarwürfel 5 Atomkern-Funktionsmodell zur Bedeutung der Neutronen 8 Black-Box-Modell zu Modellvorstellungen von den kleinsten Teilchen der Materie 9 Galvanische Zelle: Zink/Braunstein Realversuch und Computersimulation 11 Galvanisieren eines Eisenschlüssels Realversuch und Computersimulation 13 Energiestufenmodell im Makromaßstab 15 Bildung eines lonengitters als Funktionsmodell .. 16 Kohlenhydratmodelle 17 Lösen eines Salzes / Fällungsreaktion Magnetmodelle 18 Lösen eines Salzes / Fällungsreaktion Styropormodelle 19 Lösen von Natriumchlorid in Wasser Realversuch und Computersimulation 20 Luftmodell in Teppichfliesentechnik 21 Metallbindung - dargestellt in einer Computersimulation 23 http://d-nb.info/1023333902 Metalle - betrachtet auf Stoff- und auf Teilchenebene (Metallgitter) 25 Bildung der verschiedenen Kupferoxide Realversuch und Bau von Modellen 27 Ableitung der Verhältnisformel des Salzes NaCI mit Hilfe der Elementarzelle 29 Redoxreaktionen in Teppichfliesentechnik 32 Modellhafte und reale Darstellung der Polymerisationsreaktion 33 Modellhafte Veranschaulichung der Energiefreisetzung bei der Kristallisation 35 Modelle für molekular gebaute Stoffe 37 Papierchromatografie Realversuch und Computersimulation 39 Redoxreaktion Realversuch und Computersimulation 41 Modelle für salzartige Stoffe 43 Streuversuch von Rutherford dargestellt in einer Computersimulation 45 Modellhafte Veranschaulichung von verschiedenen Anziehungskräften 48 Verbrennen von Eisenwolle Realversuch und Computersimulation 49 Verbrennen von Holz Realversuch und Computersimulation 50 05 Stoffe und Eigenschaften "Flüssiggas" - Teilchenmodell und Aggregatzustandsänderung 1 Verflüssigen von Butan-Gas durch Druckerhöhung oder Abkühlung 3 Destillationsapparatur aus Ampullenflaschen 4 Destillation von Rum oder Erdölersatz in der Microscale-Destillationsapparatur 5 Destillation nach Liebig 7 Bestimmung der Dichte eines Bleistiftspitzers 8 Temperaturabhängigkeit der Diffusion 9 Bildung von Berliner Blau oder Eisenrhodanid durch Diffusion 10 Wasserdampfspringbrunnen 11 Abhängigkeit der Siedetemperatur vom Druck ... 13 Züchten von Alaun-Kristallsternen 15 Ermittlung der Schmelz- und Erstarrungstemperatur 17 Löslichkeit von Gasen in Wasser 18 Herstellen einer Messinglegierung auf einer Kupfermünze 19 Schnelle Kristallbildung in der Petrischale 21 Aggregatzustände: Sublimation und Resublimation von lod 22 Trockeneis aus dem Sahnespender 23 06 Chemische Reaktion und Energetik Analyse von Diiodpentaoxid Explosion im Filmdöschen Brausetablette als "Motor" für eine entropiegetriebene Rakete Bunsenbrennerflamme und Drahtnetz Eisen(ll)-sulfidsynthese (qualitativ) Endotherme Reaktion Entwässerung von Kupfersulfat-Pentahydrat Explosion Methan-Luft-Gemisch Fernzündung von Feuerzeuggas Ausgewählte Versuche zur Kerzenflamme Knallgaskanone Brennende Glühbirne Massenänderung bei einer brennenden Kerze ... 1 2 3 4 5 6 7 8 9 11 13 16 17 Die Bedeutung der Luft beim Verbrennungsvorgang 19 Massenerhaltung bei chemischen Reaktionen ... 20 Massenzunahme bei der Eisenverbrennung 21 Rosten von Eisenwolle, Sauerstoffgehalt der Luft als experimentelle Hausaufgabe 22 Staubexplosion 23 Elektrolyse von Wasser, Microscale-Variante für Schülerübungen 24 Kupferchlorid reagiert mit Zink in einer exothermen Reaktion 25 Synthese von Zinksulfid 26 „Hüpfender Schnapsbecher" - Zündung eines Knallgasgemisches mit einem Katalysator 27 07 Metalle und Salze Sicherheitshinweise zum Umgang mit Alkalimetallen Aluminiumbromidsynthese Anreibeversilberung Hochofenmodellexperiment Kupfer aus Malachit lonenwanderung auf dem Objektträger lonenwanderung im Doppel-U-Rohr lonenwanderung in der Petrischale lonenwanderung - Projektion Low-cost-Leitfähigkeitsprüfung Magnesium reagiert mit Kohlenstoffdioxid Magnesium reagiert mit Kohlenstoffdioxid aus Gasdruckkorkenzieher Natriumchloridsynthese Natriumchloridsynthese Langzeitversuch Natriumchloridsynthese Spritzenvariante 1 2 3 5 7 8 9 10 11 13 14 15 17 18 19 Reaktion von Lithium mit Wasser und Knallgasprobe Reaktion von Lithium und Natrium mit Wasser... Reaktion von Magnesium mit Wasser Reaktion von Magnesium mit Kohlenstoffdioxid Luftballonvariante Vergleich der Schnittflächen von Lithium und Natrium Synthese und Elektrolyse von Zinkiodid Reduktion von schwarzem Kupferoxid mit Wasserstoff-Spritzentechnik Reduktion von schwarzem Kupferoxid im Reagenzglas mit Kohlenstoff Reduktion von schwarzem Kupferoxid mit Wasserstoff - Rohr 8 Thermitverfahren Wärmeleitfähigkeit der Metalle Zinkbaum in Petrischale 21 23 24 25 26 27 28 29 31 33 35 36 08 Nichtmetalle Herstellung von Chlor Chlor aus Sanitärreinigern und Zündholzköpfchen Bleichwirkung von Chlor Umgang mit Brom Herstellung von Bromwasser 1 Herstellung von Bromwasser 2 1 3 4 5 6 7 Sublimation von lod und Fingerabdrücke Sauerstoffentwicklung aus Oxi-Reinigern Kohlenstoffdioxid als Treibhausgas Wasserstoffentwicklung und Knallschaum Brennbarkeit von Wasserstoff Diffusion von Wasserstoff 8 9 10 13 15 16 09 Qualitative Analytik Ammoniaknachweis Nachweis von Carbonaten Kohlenstoffdioxidnachweis Fällungsreaktionen Flammenfärbung 1 2 3 5 Sauerstoffentwicklung aus Wasserstoffperoxid .... 7 Wasserstoffnachweis durch die Knallgasprobe .... 8 Wasserstoffspektrum 9 Entwicklung und Nachweis von Kohlenstoffdioxid in der Wellplate 11 10 Quantitative Aspekte Explosion von Feuerzeuggas in der Chipsdose .... 1 Chlorknallgas 3 Eudiometer klassisch 6 Spritzeneudiometer 7 Explosive Benzin-Luft-Gemische 9 Hüpfende Dose 1 11 Hüpfende Dose 2 13 Natrongehalt von Backpulver 15 Kupferoxidsynthese quantitativ 16 Kupfer(l)-sulfidsynthese quantitativ im Porzellantiegel 17 Kupfer(l)-sulfidsynthese quantitativ im Reagenzglas 19 Ermittlung der Molaren Masse über die Messung der Gasdichte 21 Bestimmung des Molaren Volumens von Wasserstoff 23 Kerze unter Glaszylinder 24 Bestimmung des Sauerstoffanteils in der Luft .... 25 Messung der Reaktionswärme einer Neutralisationsreaktion 27 11 Wechselwirkungen 99 Luftballons Adsorption und Desorption von Methylenblau Aktivkohle adsorbiert Brom Chromatographie 1 2 3 4 Extraktion von lod Lösungswärme, Lösungskälte Polarität von Stoffen, Ablenken eines Wasserstrahls 5 6 7 12 Protolysen Ammoniakspringbrunnen (Ampullen) 1 Microscale-Springbrunnen mit Ammoniak (g) aus Lötstein und Rohrfrei 3 Ammoniumchlorid-Synthese 5 Ammoniumchlorid-Analyse 6 Herstellung und Einsatz eines Blaukrautindikators 7 Essigsäure in unterschiedlicher Konzentration 9 Indikatorfarben in sauren und alkalischen Lösungen 10 Leitfähigkeit von Zitronensäure - lonenbildung mit Wasser 11 Leitfähigkeitstitration - ohne Computereinsatz ... 13 Neutralisation - exothermer Charakter und Salzbildung 15 Neutralisation - Wassernachweis 16 Springbrunnenversuch - Wasserstoffchlorid im Rundkolben 17 Salzsäure - Leitfähigkeit 19 Salzsäure - Leitfähigkeit (Wellplate) 21 Protolyse in Salzlösungen 23 13 Redoxreaktionen Mineralisches Chamäleon - schrittweise Reduktion von Permanganat-Ionen 1 Elektrolyse einer CuC^-Lösung oder Zn^-Lösung im Tropfenmaßstab 3 Magnesium-Iod-Batterie / Zink-Iod-Batterie 4 Elektrolyse von Zinkiodid (aq) 5 Oxidationsstufen des "Mangans" - Reduktion von Permanganat-Ionen in Abhängigkeit vom pH-Wert 7 Unedle Metalle und verdünnte saure Lösungen ... 9 Verdrängungsreaktionen Halogen / Halogenid ... 10 Wunderkerzenverbrennungsprodukte 11 14 Kohlenwasserstoffe Ethendarstellung und Ethennachweis Dehydratisierung von Ethanol Bromierung von Heptan - Petrischale Reaktion von Ethin mit Chlor 1 3 4 Ethindarstellung aus Calciumcarbid und Nachweis seiner Eigenschaften 5 Löslichkeit von Kohlenwasserstoffen 7 Methan - Darstellung und Eigenschaften 8 15 Alkohole - Carbonylverbindungen - Carbonsäuren Schiffsche Probe - Aldehydnachweis Ethanal aus Ethanol und Nachweis mit der Schiffschen Probe Fehling Probe - Aldehydnachweis Fehling Probe - "Löffel-Variante" Silberspiegelprobe Benedict-Probe Addition an die Carbonylgruppe 1 2 3 4 5 6 7 Acidität von Carbonsäuren - Reaktion mit Magnesium 8 Acidität von Carbonsäuren - pH-Wert-Messung .. 9 Der Begriff "Eisessig" 10 Verdünnen von EssigsäureLeitfähigkeitsänderung 11 Titration von Essigsäure mit Natronlauge 12 Unterscheidung von Methanol und Ethanol 13 Herstellung von Ethanol - Alkoholische Gärung . 14 Löslichkeit von Alkoholen Viskosität von Alkoholen Oxidation von Ethanol mit Kupferoxid Oxidation von Alkoholen durch Permanganat-Ionen 15 16 17 Oxidation von Alkoholen durch Dichromat-Ionen Alkoholatbildung 19 21 18 16 Ester, Fette, Tenside Bleichmittel in Vollwaschmitteln Emulgiervermögen von Tensiden Esterhydr.olyse (Handversuch) Herabsetzen der Oberflächenspannung Herstellung von Essigsäureethylester Nachweis ungesättigter Fettsäuren Netzwirkung von Tensiden 1 2 3 4 5 6 7 Nachweis ungesättigter und gesättigter Fette mit Betaisodona-Lösung 8 Vergleich zwischen Seife und einem synthetischen Tensid 9 Verseifung von Sonnenblumenöl 11 Optische Aufheller in Vollwaschmitteln 13 1 3 5 6 7 8 Struktur-Eigenschafts-Beziehungen bei Indikatorfarbstoffen Synthese von Fluorescein Küpenfärbung mit Indigo Säurewirkung von Phenol Verschiedene Formen der Lumineszenz 17 Aromaten und Farbstoffe Synthese von Orange II "Blue Bottie" als microscale-Variante Bromierung von Lycopin Bromierung von Phenol Extraktion von Chlorophyll Dünnschichtchromatographie 9 11 13 14 15 18 Kunststoffe Anionische Polymerisation im Sekundenkleber .... 1 Eigenschaften von Kunststoffen 3 Energieumsatz bei der Elastomerverformung 5 Herstellung von "Plexiglas" 7 Tiefziehen von Joghurtbechern 9 Löslichkeit von Polystyrol und Herstellen von Leuchtsternen 11 Nylondarstellung 12 Polyester aus Citronensäure und Glycerin 13 Polykondensation mit Milchsäure 14 Polyurethanschaum Stärkefolie Recycling von Polystyrolschaum durch Styroporkugelherstellung Superabsorber aus Babywindeln Synthese von Polystyrol durch radikalische Polymerisation Verbrennung von Silicon Aminoplaste 15 16 Hydrolyse von Stärke lod-Stärke-Reaktion Nachweis von Cellulose Optische Aktivität von Zuckern Saccharose-Inversion 8 9 10 11 13 17 19 21 23 24 19 Kohlenhydrate Fructose Glucose Halbacetalbildung bei Glucosemolekülen Hydrolyse von Saccharose und Nachweis der Bausteine Hydrolyse von Maltose 1 3 4 5 7 20 Eiweiße und Enzyme Biolumineszenz bei Leuchtkrebsen 1 Denaturierung von Katalase aus Kartoffeln 2 Einfluss von Schwermetall-Ionen und Hitze auf die Aktivität von Luziferase 3 Kompetitive (Isosterische) Hemmung von Urease 4 pH-Abhängigkeit der Pepsinaktivität Proteinnachweis mit der Biuret-Reaktion Substratspezifität von Urease Xanthoproteinreaktion 5 6 7 8 21 Reaktionsgeschwindigkeit Änderung der Reaktionsgeschwindigkeit CaCOa(s) / HCI(aq) 1 Einfluss des Zerteilungsgrades auf die Reaktionsgeschwindigkeit 2 Zersetzung von Wasserstoffperoxid - Homogene und heterogene Katalyse 3 Landolt-Zeit-Reaktion - lod-Uhr 5 Änderung der Reaktionsgeschwindigkeit Mg / HCI(aq) 7 Einfluss von Temperatur und Konzentration auf die Reaktionsgeschwindigkeit 9 Thiosulfat-Disproportionierung in saurer Lösung 10 22 Gleichgewichte Modellversuch Stechheber 1 Ammoniak-Ammoniumhydroxid-Gleichgewicht .... 2 Beeinflussung der Lage des Kohlenstoffdioxid„Kohlensäure'-Gleichgewichtes 3 Störung und Neueinstellung des NO2/N2O4Gleichgewichtes 5 Temperaturabhängigkeit des NO2/N2O4Gleichgewichtes 7 Verschiebung der Gleichgewichtslage Stoffmenge Phosphat-Puffer als "Wunderwasser" Essigsäure-Acetat-Puffer Essigsäure-Acetat-Puffer als Projektionsversuch 8 9 11 13 23 Elektrochemie "Schwarze Löcher" - Reaktion von AluminiumAtomen mit Zinn(ll)-lonen Redoxreihe der Metalle Energieumsatz bei der Reaktion von Zink-Pulver Kupfersulfat-Lösung Daniell-Element zur Einführung galvanischer Zellen Spannungsreihe der Metalle Spannungsreihe der Nichtmetalle Standardpotential Reinigen von Silbergegenständen mit Aluminium Zitronenbatterie 1 2 mit 3 5 7 9 11 Getränkedose-Batterie 15 CD-ROM-Batterie (Aluminium-Luft-Batterie) 17 Modellexperiment zur Lithiumbatterie 19 Leclanche-Element 21 Modellexperiment zur Silberoxid-Zink-Batterie ... 23 Zersetzungsspannung und Phänomen der Überspannung 25 Der Bleiakkumulator 27 Brennstoffzelle basisch 29 Konzentrationszelle 1 31 Konzentrationszelle 2 33 13 14 24 Korrosion Korrosion - die wichtigsten Begriffe 1 Säurekorrosion von Zink 2 Kontaktkorrosion Kupfer-Zink in saurer Lösung .... 3 Rost-Bedingungen 4 Sauerstoffkorrosion in neutraler Lösung, Kontaktkorrosion Eisen-Kupfer 5 Sauerstoffkorrosion in neutraler Lösung, Korrosionszelle ohne Metallkontakt 7 Sauerstoffkorrosion in neutraler Lösung, Rostbildung Sauerstoffkonzentrationszelle "Belüftungselement nach Evans" Korrosion im Wassertropfen Kathodischer Korrosionsschutz Weißblech Korrosion von Magnesium 9 11 13 15 17 19 25 Schauversuche Blue Bottie Brennende Schrift Brennender Geldschein Bunte Hexensuppen Coca-Cola Dracula-Sorbet Elefantenzahnpasta aus der Sektflasche Flaschengeist Glühender Eiswürfel Glühendes Herz Goldregen Gummibärchenhölle Künstliches Blut Methanmamba Luminolversuch (Variante 1) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Luminolversuch (Variante 2) O'zapft is Pharaoschlange Rauch im Weinglas Rumwuffi, („Bellender Hund") Schiffe versenken Sieben Becher Sinkendes Schiff Thermit3 Unterwasserkerzen Wasser macht Feuer Wasserstoffballons Weißwein-Rotwein-Grünwein und blauer Prosecco Zauberschrift 17 18 19 20 21 23 24 25 26 27 28 29 30 31