Chemie - Klexse

Klexse- Experimente
erprobt von Manfred Martin und Bernd Setzer
Im Kapitel „Chemie“ werden einige Experimente beschrieben, durch die man
manches über
•
die Stoffumwandlung bei chemischen Vorgängen
•
Sauerstoff und Verbrennungen
•
die Wirkungsweise von Katalysatoren
•
Säuren, Laugen und Indikatoren
erfahren kann.
Auf den folgenden Seiten sind die Experimente beschrieben, und zwar jede
Beschreibung auf einer eigenen Seite.
Blättert doch einfach von Seite zu Seite und druckt Euch die die
Beschreibungen der Experimente aus, die Ihr durchführen möchtet.
Viel Vergnügen beim Lesen und viel Spaß beim Experimentieren.
Ein ausgewähltes Experiment
erprobt von Manfred Martin und Bernd Setzer
Rotkrautfarben
Du benötigst für dieses Experiment:
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zwei Rotkrautblätter
einen Becher oder ein Glas
Wasser
Essig
Seifenlauge (etwas Kernseife oder Waschpulver in Wasser gelöst)
zwei Untertassen oder zwei flache Teller
Und so wird’s gemacht:
Bitte einen Erwachsenen, den Rotkohl
möglichst fein zu zerkleinern, z.B. in
einer Küchenmaschine. Gib den feinen
Rotkohl in den Becher und gieß etwas
Wasser dazu, so dass der Rotkohl
gerade bedeckt ist. Rühre gut um,
damit das Wasser den Farbstoff
vom Rotkohl aufnimmt.
Gieß etwas von dem Rotkohlwasser
(ungefähr 1 Teelöffel) auf die Teller
bzw. die Untertassen.
Den Rest hebst Du für das Experiment
„Wechselfarbenpapier“ auf.
Gib auf den einen Teller etwas Essig, auf den
anderen etwas Seifenlauge. Du kannst mit
verschieden großen Portionen von Essig und
Seifenlauge experimentieren, von einigen
Tropfen bis max. zwei Esslöffel.
Und nun die Erklärung:
Man sagt, Essig ist sauer. Saures verändert den violetten Rotkohlfarbstoff nach
rot. Kernseife und Waschpulver sind basisch. Basisches verändert den violetten
Rotkohlfarbstoff je nach Menge und Stärke der Seifenlauge über blau bis hin zu
gelblich-grün.
Farbstoffe, die ihre Farbe durch Essig oder Seife ändern, nennt man Indikatoren.
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Quelle: http://www.klexse.de
Ein ausgewähltes Experiment
erprobt von Manfred Martin und Bernd Setzer
Wechselfarbenpapier
Du benötigst für dieses Experiment:
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Rotkrautwasser aus dem Experiment „Rotkrautfarben“
ein Blatt weißes Kaffeefilterpapier
einen flachen Teller
Und so wird’s gemacht:
Gieß etwas Rotkohlwasser auf den Teller
und lege Kaffeefilterpapier darauf.
Warte ein paar Stunden, bis das
Wasser verdunstet ist.
Wenn nach dem Verdunsten des Wassers
das Rotkrautpapier getrocknet ist,
kannst Du es in Streifen schneiden.
Jetzt hast Du Indikatorpapier
angefertigt. Das Papier kannst Du als
Teststreifen benutzen, wenn Du prüfen
willst, ob eine Flüssigkeit sauer oder
basisch ist.
Dazu musst Du nur den Teststreifen
in die Flüssigkeit tauchen. Die Farben
hast Du ja schon im Experiment
„Rotkrautfarben“ erfahren.
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Quelle: http://www.klexse.de
Ein ausgewähltes Experiment
erprobt von Manfred Martin und Bernd Setzer
Farben auf Wanderschaft … Schwarz oder bunt?
Du benötigst für dieses Experiment:
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ein Trinkglas (bis ca. 5 cm unter den Rand mit Wasser gefüllt)
Küchenkrepp (ca. 10 x 10 cm) und einen Kaffee-Rundfilter
einen Filzstift (wasserlöslich, schwarz)
einen Bleistift, eine Schere und als Zeichenschablone eine 1 €-Münze
Und so wird’s gemacht:
Den Rundfilter knickst Du 2 mal so, wie es
auf dem Foto zu sehen ist und das Blatt
Küchenkrepp faltest Du zu mehreren Lagen
übereinander, ähnlich wie eine Ziehharmonika.
Die Streifen sollen ungefähr 1,5 cm breit sein.
Lege das Filterpapier nun nur doppelt übereinander
und schneide einen ungefähr 0,5 cm langen Schnitt
in die Mitte des Filters.
Falte nun den Filter auseinander und zeichne
mit dem Bleistift und mit Hilfe der Schablone
in die Mitte des Filters einen Kreis.
Auf diesem Kreis markierst Du möglichst
gleichmäßig verteilt mit dem Filzstift
8 Punkte.
Das gefaltete Blatt Küchenkrepp wird an
einem Ende zusammen gezwirbelt und durch
den Schlitz im Rundfilter gesteckt.
Stelle nun das Papier in das Wasserglas,
wie es auf dem Foto zu sehen ist und
beobachte, was jetzt passiert.
Du konntest bei diesem Experiment beobachten, dass das Wasser, das sogenannte
Fließmittel, durch den Krüchenkrepp nach oben stieg und sich im Kaffeefilter langsam
ausbreitete. Das Wasser nimmt dabei die Farbe des Filzschreibers mit. Du kannst
feststellen, dass die schwarze Farbe keine reine Farbe, sondern ein Gemisch verschiedener
Farbstoffe ist. Die einzelnen Farbstoffe werden unterschiedlich schnell vom Wasser
mitgenommen und dadurch voneinander getrennt und sind einzeln erkennbar. Dieses
Verfahren nennt man Chromatografie (griechisch Chroma: die Farbe und grafein :
schreiben).
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Quelle: http://www.klexse.de
Ein ausgewähltes Experiment
erprobt von Manfred Martin und Bernd Setzer
Handwärmer
Du benötigst für dieses Experiment:
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zwei Plastiktrinkbecher (keine Jogurtbecher)
•
Gips
•
Wasser
•
einen Kaffeelöffel
Und so wird’s gemacht:
Fülle einen Becher halbvoll mit Wasser
und den anderen zu dreiviertel mit Gips.
Gib mit dem Kaffeelöffel nach und nach
den Gips in den Becher mit dem Wasser,
dann rühre um, bis alles gleichmäßig verteilt
ist.
Nach kurzer Zeit kannst Du mit Deinen Händen von
außen fühlen, dass der Becher mit dem Gips schön
warm geworden ist.
Und nun die Erklärung:
Beim Hartwerden verbindet sich das Gipspulver mit dem Wasser. Das ist ein
chemischer Prozess. Man nennt diesen Vorgang „Hydratisieren“. Dabei entsteht
Wärme.
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Ein ausgewähltes Experiment
erprobt von Manfred Martin und Bernd Setzer
Der brennende Zucker
Du benötigst für dieses schwierige Experiment:
die Hilfe eines Erwachsenen, viel Geduld und außerdem
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zwei Stücke Würfelzucker
eine Untertasse
etwas Zigarrenasche und Streichhölzer
eine Schutzbrille (gibt es in jedem Baumarkt)
Und so wird’s gemacht:
Setze bei diesem Experiment die Schutzbrille
auf, um Deine Augen zu schützen. Lege einen
Zuckerwürfel auf die Untertasse.
Lass Dir von einem Erwachsenen ein Streichholz
anzünden und versuche, den Zucker in Brand zu
setzen. Du wirst feststellen, dass der Zucker
vielleicht schmilzt und karamellisiert aber nicht
in Brand gesetzt wird.
Sei vorsichtig, denn der schmelzende Zucker kann spritzen.
Nun legst Du den zweiten Zuckerwürfel
auf die Untertasse. Darauf gibst Du
eine kleine Prise Zigarrenasche und
verreibst sie auf dem Würfel.
Dann lass Dir wieder von einem
Erwachsenen das Streichholz anzünden
und versuche, den Zucker in Brand zu
setzen. Du wirst feststellen, dass der
Zucker vielleicht auch schmilzt, aber
auch mit bläulicher Flamme brennt.
Und nun die Erklärung:
Zucker ist ein brennbarer Stoff. Allerdings kann er nur bei sehr hohen Temperaturen in
Brand gesetzt werden, die man beim Anzünden mit einem Streichholz nicht erreichen kann.
Das bloße Vorhandensein der Zigarrenasche hat genügt, um den Zucker auch bei niedriger
Temperatur zu entzünden. Die Asche hat also die Verbrennung des Zuckers beeinflusst, sie
hat sich dabei jedoch selbst nicht verändert.
Solch einen Stoff, der einen chemischen Vorgang beeinflusst ohne sich dabei zu verändern,
nennt man Katalysator.
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Quelle: http://www.klexse.de
Ein ausgewähltes Experiment
erprobt von Manfred Martin und Bernd Setzer
Brennendes Eisen?
Du benötigst für dieses Experiment:
die Hilfe eines Erwachsenen und außerdem
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einen Stahlwollebausch (ohne Seifenzusatz, gibt’s im Baumarkt)
eine Metallschale als feuerfeste Unterlage (z. B. ein Backblech)
eine Schere
ein langes Streichholz
eine Schutzbrille (bekommt man auch in jedem Baumarkt)
Und so wird’s gemacht:
Schneide von dem Stahlwollebausch ein Stück ab
und zupfe dies Stück zu einem lockeren Büschel
auseinander. Lege dies Büschel auf die Schale.
Jetzt sei ganz vorsichtig und setze zum Schutz
Deiner Augen die Schutzbrille auf.
Nun bittest Du einen Erwachsenen, das
Streichholz anzuzünden. Dies brennende
Hölzchen hältst Du für einen kurzen
Moment an das Stahlwollebüschel.
Lösche das Streichholz, lege es zur
Seite und beobachte, was mit der
Stahlwolle geschieht.
Du konntest feststellen, dass das gesamte Stahlwollebüschel durchglüht, so, als
wenn sich ein Feuer in der Stahlwolle ausbreiten würde.
Und nun wieder die Erklärung zum Experiment:
Immer wenn ein Stoff in Brand gesetzt wird, reagiert dieser brennende Stoff mit
dem Sauerstoff aus der Luft. Das nennt man Oxidation. Bei diesem Experiment
wurde die Stahlwolle vom Streichholz entzündet und das Eisen hat sich mit dem
Sauerstoff der Luft verbunden. Aus Eisen und Sauerstoff ist ein neuer Stoff
entstanden, den wir Eisenoxid nennen. Bei dieser Oxidation entstand Wärme, was
Du am Glühen der Stahlwolle beobachten konntest. Das hat aber nur geklappt, weil
die Stahlwolle ganz fein verteilt ist, mit einem Eisenblock funktioniert das nicht.
Auch Rost ist Eisenoxid und besteht aus Eisen und Sauerstoff. Eisen rostet aber
auch ohne Anzünden durch eine Flamme bei ganz normaler Temperatur. Das passiert
aber nur in feuchter Umgebung, wenn Wasser zugegen ist. Für das Rosten des
Eisens wirkt nämlich das Wasser als Katalysator. Mehr über Katalysatoren erfährst
Du im Experiment „Brennender Zucker“.
Tipp: Führe doch jetzt mal das Experiment vom „Sauerstoffgehalt der Luft“ durch.
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Quelle: http://www.klexse.de
Ein ausgewähltes Experiment
erprobt von Manfred Martin und Bernd Setzer
Sauerstoffgehalt der Luft
Du benötigst für dieses Experiment:
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einen Stahlwollebausch aus der Küche
ein Trinkglas mit senkrechter Wand
einen Trinkhalm
einen Suppenteller
eine Küchenschere
ein Zentimetermaß und einen Filzstift
Und so wird’s gemacht:
Schneide von dem Stahlwollebausch
ein Viertel ab und mache dieses
Viertel gründlich feucht. Schneide
vom Trinkhalm soviel ab, wie das
Trinkglas hoch ist und stecke Halm
und Stahlwollebausch ineinander.
Lege beide zusammen in das Trinkglas
und stelle es mit der Öffnung nach
unten auf den Teller. Gieße jetzt
Wasser in den Teller. Das Wasser
steigt dabei nicht in das Glas.
Im Laufe der Zeit, ganz, ganz langsam steigt
das Wasser in das Glas. Nach zwei Tagen
markierst Du den Wasserstand mit Filzstift.
Nimm dann die Versuchsanordnung wieder
auseinander. Sei vorsichtig, der schwarze Rost
kann böse Flecken verursachen! Messe ab, wie
hoch das Glas innen ist und wie hoch das
Wasser gestiegen ist.
Und nun wieder die Erklärung zum Experiment:
Die feuchte Stahlwolle rostet langsam. Dabei wird der gesamte Sauerstoff im
Glasraum verbraucht, denn Rost besteht aus Eisen und Sauerstoff. In diesem
Experiment sieht der Rost schwarz aus, weil nur wenig Sauerstoff zur Verfügung
steht, am Ende ist nur noch Stickstoff mit einem kleinen Rest anderer Gase im
Glas.
Und so ermitteln wir den Sauerstoffgehalt der Luft: Du wirst feststellen, dass das
Glas innen fünf mal so hoch ist, wie die Steighöhe des Wassers im Glas. Beim
Rosten der Stahlwolle wurde ein Fünftel der Luft im Glas verbraucht. Ein Fünftel
sind 20 %. Wir wissen also nun, dass Luft ungefähr 20 % Sauerstoff enthält.
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Quelle: http://www.klexse.de
Ein ausgewähltes Experiment
erprobt von Manfred Martin und Bernd Setzer
Holzkohle
Du benötigst für dieses Experiment:
die Hilfe eines Erwachsenen und außerdem
•
ein langes Streichholz ohne Kopf (oder ersatzweise ein kurzes
Streichholz und eine Wäscheklammer aus Holz)
• ein Teelicht
• eine Untertasse
• einen flachen Teller
Und so wird’s gemacht:
Stelle die beiden Teller und das Teelicht
so wie auf dem Foto vor Dich auf den
Tisch. Bitte einen Erwachsenen, das
Teelicht anzuzünden.
Nimm das Streichholz in die Hand und
entzünde es am Teelicht. Lass das Holz
bis zur Hälfte abbrennen und blase es
aus.
Lege das verkohlte Stück auf den großen
Teller, lass es abkühlen und prüfe mit
Deinen Fingern, wie hart das ist.
Tipp: Wenn Du kein langes Streichholz zur Hand hast, kannst Du auch ein
kurzes Holz benutzen und dieses mir einer Wäscheklammer aus Holz
halten.
Das Holz ist nicht vollständig verbrannt. Aber durch die Hitze wurde das Holz zum
Teil zersetzt. Es ist Holzkohle übriggeblieben, die sehr porös ist. Holzkohle zum
Grillen ist fast genau das gleiche und wird auch durch Erhitzen von Holz
hergestellt. Das nennen wir „Schwelen“.
Wenn Du zum Halten eine Wäscheklammer benutzen würdest, würde die nicht so
leicht anbrennen, weil sie aus hartem Holz, z.B. Buchenholz, hergestellt wurde, das
Streichholz ist aus weichem Holz, z.B. Nadelbaumholz.
Übrigens:
Wenn mit viel höherer Temperatur Kohle erhitzt wird, entsteht keine Holzkohle
sondern Koks und den Vorgang bezeichnet man dann als „Verkoken“.
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Quelle: http://www.klexse.de
Ein ausgewähltes Experiment
erprobt von Manfred Martin und Bernd Setzer
Schwarzer Peter
Du benötigst für dieses Experiment:
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ein Teelicht
einen Suppenlöffel
einen flachen Teller oder eine Untertasse
Und so wird’s gemacht:
Stelle das Teelicht auf den Teller und
bitte einen Erwachsenen, es anzuzünden.
Halte den Löffel so wie auf dem Foto in
die Flamme.
Nach ganz kurzer Zeit hat sich auf dem
Löffel ein schwarzer Belag gebildet.
Der schwarze Belag besteht aus Kohlenstoff.
Das Wachs des Teelichtes besteht aus Kohlenwasserstoffverbindungen, das sind
chemische Verbindungen, die Kohlenstoff enthalten. In der Flamme verbrennen
diese zu Kohlenstoffdioxid und Wasser.
Der Löffel stört die Verbrennung, die dann nicht mehr vollständig abläuft.
Es bleibt schwarzer Kohlenstoff übrig. Den nennt man auch Ruß.
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Quelle: http://www.klexse.de
Ein ausgewähltes Experiment
erprobt von Manfred Martin und Bernd Setzer
Feuerlöscher
Du benötigst für dieses Experiment:
Die Hilfe eines Erwachsenen und außerdem
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einen Sprudelwasserbereiter ( Sodamaxx )
ein Teelicht
eine Untertasse
Streichhölzer
Und so wird’s gemacht:
Stelle das Teelicht auf eine Untertasse
und bitte einen Erwachsenen, es für Dich
anzuzünden.
Bitte noch mal einen Erwachsenen
um Hilfe. Er soll eine leere
Flasche in den Sodamaxx drehen
und zweimal drücken.
Nimm die offene Flasche und halte
sie, wie es das Foto zeigt, an die
Flamme, so als wolltest Du Wasser
in den Teller gießen. Die Flamme
erlischt sofort.
Das Sprudelwassergas ist Kohlenstoffdioxid. In Kohlenstoffdioxid kann nichts
brennen, weil zum Brennen, z. B. des Kerzenwachses in der Flamme, Sauerstoff
vorhanden sein muss.
Kohlenstoffdioxidgas ist schwerer als Luft und fließt deshalb für uns unsichtbar aus
der Flasche so ähnlich als wäre es flüssiges Wasser. Es verdrängt die Luft von der
Flamme und die erlischt sofort.
In der Praxis nutzt man diesen Vorgang zur Brandbekämpfung. Es gibt nämlich
außer manchen anderen Feuerlöschern auch solche, die mit Kohlenstoffdioxid gefüllt
sind.
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Quelle: http://www.klexse.de
Ein ausgewähltes Experiment
erprobt von Manfred Martin und Bernd Setzer
Löschgas
Du benötigst für dieses Experiment:
Die Hilfe eines Erwachsenen und außerdem
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Backpulver
Essig
eine Untertasse
ein schmales hohes Trinkglas (0,2 Liter Inhalt)
einen Suppenlöffel und einen Kaffeelöffel
ein Teelicht und Streichhölzer
Und so wird’s gemacht:
Stelle das Teelicht auf die Untertasse und bitte einen Erwachsenen, es
anzuzünden.
Gebe nacheinander in das Trinkglas
einen Suppenlöffel Essig und einen
schwach gehäuften Kaffeelöffel
Backpulver und rühre kurz um.
Warte bis das Schäumen fast
aufgehört hat (ca. drei Minuten).
Gieß das Gas aus dem Glas so wie
auf dem Foto langsam an die
Flamme.
Du kannst beobachten, dass die
Flamme sofort erlischt.
Beim Zusammengeben von Backpulver und Essig bildet sich gasiges Kohlenstoffdioxid. Weil dieses Gas schwerer als Luft ist, verdrängt es die Luft von unten aus
dem Glas und bleibt selbst im Glas, bis es den Rand erreicht hat.
Beim Kippen fließt das Kohlenstoffdioxidgas aus dem Glas, so als wäre es Wasser
und verdrängt die Luft und somit auch den Sauerstoff aus der Nähe der Flamme.
Weil zu einer Verbrennung Sauerstoff benötigt wird und in Kohlenstoffdioxidgas
Wachs und andere brennbare Stoffe nicht verbrennen können, erlischt die Flamme.
Wenn Du die doppelte Menge Backpulver und Essig nimmst, kannst Du mehr als ein
Teelicht löschen.
Tipp: Ein Kölschglas ist für dieses Experiment besonders gut geeignet, weil es hoch
und schmal ist.
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Quelle: http://www.klexse.de
Ein ausgewähltes Experiment
erprobt von Manfred Martin und Bernd Setzer
Nagellack
Du benötigst für dieses Experiment:
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einen Eisennagel
sechs gebrauchte 1-Cent-Münzen
eine Zitrone
eine Untertasse
Und so wird’s gemacht:
Reinige den Nagel sorgfältig mit
Küchenpapier. Presse den Saft
der Zitrone in die Untertasse.
Lege den Nagel und die Münzen
in den Zitronensaft. Nach einigen
Stunden ist der Nagel kupferrot.
Die Oberfläche der Centstücke war mit dunklem Kupferoxid überzogen. Dieses
Kupferoxid ist entstanden, weil sich beim Gebrauch der Münzen das metallische
Kupfer durch Verbindung mit Sauerstoff mit Kupferoxid überzogen hat.
Kupferoxid löst sich ein wenig in dem sauren Zitronensaft. Es bildet sich ein
Kupfersalz, welches im Zitronensaft gelöst ist.
Weil Eisen weniger edel ist als Kupfer, scheidet sich auf dem Nagel Kupfer ab und
Eisen löst sich. Es bildet sich ein Eisensalz.
Salze sind Substanzen, die aus positiv und negativ geladenen Teilchen bestehen. In
Wasser lösen sich Salze und bilden Teilchen, die eine Ladung haben. Die aus den
Metallen entstandenen Teilchen sind positiv geladen. Die von den Säuren
stammenden Teilchen sind negativ geladen.
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Quelle: http://www.klexse.de
Ein ausgewähltes Experiment
erprobt von Manfred Martin und Bernd Setzer
Schwarz-Rot/Eisen-Kupfer
Du benötigst für dieses Experiment:
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Stahlwollebausch aus der Küche
Kupfersulfat (wird auch im Internet angeboten, ca. 40g für 1,00 €)
Essig
Wasser
ein Trinkglas
einen Löffel
eine Schere
Und so wird’s gemacht:
Fülle in das Trinkglas 1 Zentimeter
hoch Wasser und gebe ein paar
Tropfen Essig dazu. Darin löst Du
1 Messerspitze Kupfersulfat durch
rühren mit dem Löffel.
Die Lösung wird hellblau.
Schneide von dem Stahlwollebausch, der aus
feinen Eisenfäden besteht, mit der Schere ein
wenig so wie auf dem Foto ab und gib diese in
die Kupfersulfatlösung. Drücke die Stahlwolle
mit dem Löffel so lange unter, bis sie nicht
mehr schwimmt und keine Luftbläschen mehr
zwischen den Fäden sind.
Nach 20 Minuten kannst Du an
den Eisenfäden eine rotbraune
Färbung erkennen .Nach einigen
Stunden ist kein Schwarz mehr
zu sehen und die blaue Färbung
der Lösung ist verschwunden.
Die chemischen Elemente Eisen und Kupfer haben sich ausgetauscht. Aus den blauen
Teilchen des Kupfersulfats hat sich rotbraunes Kupfermetall gebildet und aus dem
Eisenmetall haben sich Eisenteilchen gebildet, die im Wasser gelöst sind.
Den Vorgang bezeichnet man als Redoxreaktion. Kupfer ist edler als Eisen. Gold
und Silber sind noch edler als Kupfer. Aber Zink ist unedler als Eisen. Wir können
diese Metalle in einer Reihenfolge aufschreiben, von unedel zu edel:
Zink (sehr unedel) - Eisen – Kupfer – Silber – Gold (sehr edel).
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Quelle: http://www.klexse.de