1. Start¶

Standard-Variante: Nur Experimente A Stoffeigenschaften, B Blue Bottle, "F Chemische und physikalische Vorgänge

Material und Chemikalien¶

Materialliste

A Stoffeigenschaften¶

Flasche mit konz. Ammoniak
Quarz-Kristall

B Blue Bottle¶

Lösung 1: 0.2g Methylenblau in 100mL Wasser
Lösung 2: 5g NaOH und 40 g Glucose in 400 mL Wasser
Pipette 5mL (Socorex)
1 L Rundkolben mit passendem Gummistopfen und Korkring
Gasdruckflaschen N2 und O2.

C Indigocarmin-grünes Wunder¶

1 leeres 5 Liter Becherglas.
Grosser Standzylinder (1L)
Indigocarmin-Lösung: 100 mg Indigocarmin in 100 ml Wasser lösen. Diese Lösung ist nur wenige Stunden haltbar. Mit Socorex 5 mL
Lösung A: in einem grossen Becherglas (1 L) 10 g NaOH und 80 g Glucose in 800 mL Wasser lösen.

D Zauber-Becher¶

6 Bechergläser 600 mL
300mL Leitungswasser in erstes BG geben und dann von BG zu BG umgiessen:
20 Tropfen Phenolphthalein-Lösung
15 Tropfen NaOH 1M
30 Tropfen HCl 1M und 30 Tropfen Eisen(III)-chlorid oder Eisen(III)-nitrat (nicht zu alt), 0.1M
20 Tropfen Kaliumrhodanid KSCN 0.1 M
20 Tropfen Kaliumhexacyanoferrat(II) 0.1 M
Becherglas halb gefüllt mit Wasser, um Inhalt aus zweitletztem hinein zu verdünnen.

E Rotkohlsaft¶

20 ml Rotkohlsaft
Salzsäure, konzentriert mit Pipette auf Serviette
Salzsäure, verdünnt, mit Pipette auf Serviette
Ammoniak, konzentriert, mit Pipette auf Serviette
Ammoniak, verdünnt, mit Pipette auf Serviette.
Becherglas 100ml zum Lösen von Zucker in Wasser

F Chemische und physikalische Vorgänge 1: Aggregatzustandsänderung vs thermische Zersetzung¶

Napthalin mit Polylöffel auf Serviette
Saccharose mit Polylöffel auf Serviette
Bunsenbrenner, Feuerzeug, Gasschlüssel
Feuerfeste RG
RG-Gestell
RG-Klammer

G Chemische und physikalische Vorgänge 2: Reversible chemische Reaktion¶

In Tropfflaschen:

Bromthymolblau-Lösung
Salzsäure 1M
Natronlauge 1M
Grosses BG
Rührfisch
Magnetrührer

Sicherheit¶

Sicherheitshinweise

Durchführung¶

Beschreibung

A Stoffeigenschaften¶

Was sind charakteristische Eigenschaften? Z.B. Wie riecht man an einer Probe?
Wie könnte man zeigen, dass es sich bei einer Flüssigkeit um Wasser handelt? Trinken (Geschmack, Giftigkeit), Siedepunkt, Schmelzpunkt, Dichte, Farbe,…

B Blue Bottle¶

5 mL von Lösung 1 zur ganzen Lösung 2 geben. Ist dieses Mischen chemisch oder physikalisch
Entfärbt sich – chemisch oder physikalisch?
Es war so eine schöne Farbe – ärgerlich schütteln – wird wieder blau! Chemisch oder Physikalisch? Wie kann Schütteln zu einer Verfärbung führen? Und Stehenlassen wieder zu einer Entfärbung?
Was könnte der Grund sein?
Bewegung zerschlägt Teilchen,
Bewegung führt zu Erwärmung führt zu Reaktion?
Bewegung mischt Phasen, die sich entmischt haben (oberfläche bleibt ein bisschen blau)? - Das Mischen mit Luft?
Das ist natw. Arbeiten: Man beginnt mit der Beobachtung eines (spannenden) Phänomens, versucht Erklärungen zu finden. Eine plausible Erklärung ist eine Hypothese. Man sucht also möglichst viele vernünftige Hypothesen. Dann testet man diese Hypothesen. Wie könnte man vorgehen? Erwärmen, "alle Luft wegnehmen"(dann kann man nicht mehr schütteln) -> Begasen mit H2 und N2 und O2 und schütteln. Nicht CO2 verwenden! Mit CO2 entfärbt die Lösung anscheinend nicht mehr.
Kann man jetzt zu 100% sicher sein, dass es wirklich Sauerstoff ist? Nein: der Stopfen könnte beim Versuch mit O2 nicht ganz dicht gewesen sein, der Sauerstoff aus der Druckflasche könnte eine andere Komponente enthalten. Wir sind also nie ganz ganz sicher. Aber mit immer mehr Versuchen können wir unsere Hypothesen immer besser absichern. Eine gut abgesicherte Hypothese nennen wir dann Theorie. Im Prinzip könnte es ja die ganze Welt gar nicht geben, sondern ihr seid nur ein Hirn, das im WElltall schwebt und sich alles andere einbildet. Wie wollt ihr das wiederlegen. Aber besonders plausibel ist es nicht. Wir sind also nie ganz sicher, dass unsere Erklärung stimmt, können aber sehr viele falsche Erklärungen ausschliessen.
War derjenige Schüler nun sehr clever, der die korrekte Lösung vorgeschlagen hat und die anderen alle ein bisschen dumm? Nein! Die anderen Hypothesen hätten auch richtig sein können. Wenn man Nitroglycerin schüttelt, explodiert es, und zwar nicht wegen dem hineingeschüttelten Sauerstoff, sondern weil die Bewegung die Teilchen verändert. Ein Streichholz entzündet man wirklich, in dem es sich durch die Bewegung erhitzt. Und ein Chamäleon verfärbt sich, weil Phasen anders verteilt werden (man muss ein Chamäleon zu diesem Zweck zwar nicht schütteln, es macht es von selber).
So muss man in der Chemie durch viele Experimente, teils sehr indirekte, verscuchen herauszufinden, was die Hintergründe der chemischen Reaktionen sind.

C Indigocarmin-grünes Wunder¶

Variante 1: Ein grosser Standzylinder wird mit Lösung A gefüllt, mit Rührmagnet bestückt und auf Magnetrührer gestellt. Dann wird die Indigocarmin-Lösung dazugeleert. Je nach Rührgeschwindigkeit können gleichzeitig die verschiedensten Farben in der Lösung auftreten.

Variante 2: Man leert die Flüssigkeiten (Variante A) von weit oben aus einem BG in ein anderes. Man erhält den Farbverlauf grün → blau → orange → gelb. Es ist schwierig, die dunklen Farbtöne (Blau-Grün) durch Umleeren wieder zu erhalten. Vielleicht geht es besser durch Einblubbern von Pressluft oder O2.

Variante 3: Lösung A etwa 1cm hoch in grosse Kristallisierschale füllen, relativ viel Indigocarminlösung zugeben (vielleicht etwa das 5 fache wie bei Variante 1, nach einer gewissen Zeit nachgiessen, weil Indigocarmin mit der Zeit zerstört wird)  Ausbildung von Mustern aufgrund der unterschiedlichen Obeflächenspannung und/oder Dichte der Lösung mit oxidiertem Indigocarmin. Fährt man mit dem Glasstab langsam durch die Lösung, so erhält man wunderschöne Wirbelstrassen.

D Zauberbecher¶

Erstes BG mit deionisiertem Wasser füllen und dann das Wasser von einem BG in das andere umschütten.

E Rotkohlsaft¶

Auf drei RG verteilen
Zum einen RG etwas Säure tropfen, zum anderen etwas Ammoniak
Physikalisch oder chemisch?
In das RG mit Säure Base geben und umgekehrt: chemische Reaktionen können sehr wohl reversibel sein. Aber Stoffe verändern sich dabei immer.

F Chemische und physikalische Vorgänge¶

Infos¶

Hintergrund

Ein Ziel der Einführung ist, dass klar wird, dass Reversibilität nicht ein Kriterium dafür ist, ob ein Vorgang chemisch ist oder nicht

	reversibel	nicht reversibel
Physikalisch	Herunterrollende Kugel	Schreddern einer Harddisk
Chemisch	Entfärben von Methylenblau	Verbrennen eines Bildes

Ein zweites Ziel: Formulierung und Prüfung von Hypothesen

Check¶

Benötigt Check

Todo¶

Todos

Weiteres¶

Infos