Chemie und Weihnachten

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1 Chemie und Weihnachten Das verkehrte Raketentriebwerk Materialien: Kaliumchlorat, Staubzucker (je zu 1/3 gefülltes Reagenzglas), konz. Schwefelsäure, 3 Reagenzgläser (1 hitzebeständiges), Stativmaterial, Pipette. Durchführung: Kaliumchlorat und Staubzucker vorsichtig in einer Filmdose mischen (vorsichtig schütteln!), in ein hitzebeständiges Reagenzglas geben, dieses schräg einspannen und einen Tropfen Schwefelsäure dazugeben. Vorsicht sehr schnell eintretende und heftige Reaktion! (Abzug) Feuer ohne Streichholz Materialien: 5g Kaliumpermanganat, 2,5mL Glycerin, Mörser mit Pistill, Abdampfschale, Pipette/kleinen Messzylinder. Durchführung: Kaliumpermanganat pulverisieren und in der Abdampfschale ein Häufchen mit Vertiefung bilden, das Glycerin in die Mulde geben. Es kommt zur Selbstentzündung; KMnO 4 wird zu Braunstein red., Glycerin zu CO 2 und H 2 O ox. Glycerin: in Hautcreme, Getränken (Wein), zur Fettsynthese, für Nitroglycerinherstellung Der knallende Finger Materialien: Roter Phosphor, Kaliumchlorat, 2 Uhrgläser. Durchführung: Man gibt 1 Spatelspitze Phosphor und 2 Spatelspitzen Kaliumchlorat auf je ein Uhrglas. Dann taucht man den trockenen Mittelfinger in den Phosphor und den trockenen Daumen in das Kaliumchlorat, drückt die beiden Finger zusammen und schnippt dann schnell. Vorsicht: Die Substanzen unbedingt vorher entfernen Funkenflug! Beim Schnippen entsteht ein Funke. Die Reaktion wird durch die Reibungsenergie gestartet. KClO 3 fungiert als Oxidationsmittel, P wird zu P 4 O 10 oxidiert. Sicherheitszünder: Reibfläche enthält P (nicht Zündholz); Spitze des Zündholzes => KClO 3 (Ox.mittel), S (Brennstoff), Kat., Füllstoffe, Bindemittel, Farbstoffe,... Bengalische Zünder: + flammenfärbende Zusätze Überallzünder: im Kopf: neben KClO 3 Phosphosulfide als Reaktionspartner => an beliebiger Reibfläche entzündbar. KClO 3 : Explosionsgefahr (in Anwesenheit von ox. Substanzen) => äußerste Vorsicht bei Handhabung!!, gesundheitsschädlich P: weißer P => Selbstentzündung bei > 50 C (unter H 2 O aufbewahren); schwarzer P => selten Klemm & Kirchsteiger, Dezember,

2 Das Rotfeuer I Materialien: 4 Teile Strontiumnitrat (z.b. 4g), 3 Teile Kaliumchlorat (z.b. 3g), 1 Teil Schellack pulverisiert (z.b. 1g), Zündschnur (einige Stunden in Kaliumnitratlösung getränkt und getrocknet), feuerfeste Unterlage. Durchführung: Chemikalien in einer Filmdose gut mischen (schütteln), auf feuerfesten Unterlage aufhäufen und mit Zündschnur (kurzes Stück) zünden. Schellack ist ein natürliches Harz tier. Ursprungs mit kommerzieller Bedeutung. S. wird gewonnen aus Lac, dem Sekret der weiblichen Lackschildläuse (0,5 0,6 mm langen parasit. Insekten) leben in riesigen Kolonien auf Bäumen u. Sträuchern im südasiat. Raum (Indien, Burma, Südchina). Verwendung: früher Herstellung von Schallplatten; heute => in Nagellack, Kapseln (magensäureresistent), Beschichtung von Dragees, Kaugummis,... Das Rotfeuer II Materialien: 1,8g Strontiumnitrat, 0,6g Schwefel, 0,04g Holzkohle, Zündschnur (einige Stunden in Kaliumnitratlösung getränkt und getrocknet), feuerfeste Unterlage. Durchführung: Chemikalien in Filmdose gut mischen (schütteln), auf feuerfesten Unterlage aufhäufen und mit Zündschnur zünden. Das Blitzlicht unserer Ahnen Materialien: Kaliumpermanganat, Magnesiumpulver, Magnesiumband, Reibschale mit Pistill, Verbrennungsblech. Durchführung: Eine kaffeelöffelgroße Menge Kaliumpermanganat zerreiben und eine gleich große Menge Magnesiumpulver vorsichtig zumischen. Auf dem Verbrennungsblech zu einem Kegel aufschütten und ein kleines Stück Magnesiumband hineinstecken. Dieses anzünden. (Brennendes Band hinauf werfen!) Vorsicht reagiert sehr schnell und heftig! (Abzug) Sternfeuerwerk I (Ruß aus Marmor) Materialien: 2,5g Marmorpulver (Kalkpulver), 2g Magnesiumpulver, Magnesiumband, feuerfeste Unterlage. Durchführung: Vermische 2,5g Marmorpulver (zerreiben) und 2g Magnesiumpulver zu einer einheitlich grau gefärbten Mischung (Fotodose). Forme auf der Unterlage ein Häufchen und entzünde mit dem Magnesiumband. Vorsicht Funken! Reaktionsgleichungen: CaCO 3 CO 2 + CaO Mg + CO 2 MgO + C Klemm & Kirchsteiger, Dezember,

3 Marmor verhindert schnelles Verbrennen des Mg-Bandes (langsame CO 2 Abgabe). Brennendes Mg-Band liefert relativ wenig Wärmeenergie (h.s. Licht) => aber genug für Reaktionsstart. In Funkelkerzen: Fe, Mg oder Al (fein pulverisiert) Die Schlange Pharaos I Materialien: 1 Porzellanschale mit Sand, Brennspiritus, 1g Backpulver/Speisesoda sehr fein gepulvert, 8g Staubzucker, feuerfeste Unterlage. Durchführung: Aus dem Sand und dem Brennspiritus wird ein fester Brei angerührt. Auf diesen Brei kommt die Mischung von Zucker und Speisesoda. Wird der Alkohol entzündet, bilden sich aus der Zuckerasche Schlangen. Die Schlange Pharaos II Materialien: Emser Pastillen, Brennspiritus, Sand, feuerfeste Unterlage, Porzellanschale. Durchführung: Porzellanschale auf feuerfeste Unterlage geben, darin Sand anhäufen. In Spitze 2-3 Emser Pastillen stecken, die man vorher in Brennspiritus eingelegt hat. Nun durchtränkt man die Spitze des Sandkegels noch mit Ethanol und entzündet ihn. Die Pastillen blähen sich auf und wachsen zu Schlangen. Der brummende Gummibär Materialien: Ca. 5g Kaliumchlorat, Gummibär, feuerfestes Reagenzglas, Stativmaterial, Brenner. Durchführung: Kaliumchlorat im schräg eingespannten Reagenzglas schmelzen, Gummibär hineinwerfen. Vorsicht! Die Gelatine im Gummibär reagiert mit dem geschmolzenen KClO 3, das als Sauerstofflieferant dient. Die Gelatine verbrennt unter Feuererscheinung zu CO 2 und H 2 O und diversen NO x. Die dabei entstehenden Gase bringen den armen Bären im Reagenzglas zum Tanzen. Der brummende Sektkorken Materialien: Sektkorken aus Kunststoff, Tiegelzange, feuerfeste Unterlage (Alufolie). Durchführung: Den Sektkorken entzünden und über der feuerfesten Unterlage ca. ½ Meter hoch halten. Vorsicht brennende Tropfen! Die Kerzenflamme Was brennt? Materialien: Kerze, Glasrohr. Durchführung: Kerze entzünden, Glasrohr in Flamme halten, am Ende des Glasrohrs brennendes Zündholz hinhalten Flamme am Glasrohr. Klemm & Kirchsteiger, Dezember,

4 Kerze einige Minuten brennen lassen, dann ausblasen und mit brennendem Zündholz in die Nähe der Kerze fahren Flammensprung. Herstellung von Christbaumkugeln Materialien: ca 5% Silbernitratlösung, ca 10% Glucoselösung, konz. Ammoniak, Christbaumkugel aus Glas zum Öffnen/Rundkolben/Glas eigener Wahl, Wasserbad. Durchführung: Silbernitratlösung so lange mit Ammoniak versetzen, bis sich der gebildete Niederschlag wieder auflöst, dann ungefähr die gleiche Menge an Glucoselösung dazu geben. Die Kugel mit dieser Mischung füllen und im Wasserbad erwärmen (fixieren). Duft nach Wintergrünöl Materialien: Spatelspitze Salicylsäure, 1mL Methanol (giftig!), konz. Schwefelsäure, Reagenzglas, Wasserbad. Durchführung: Salicylsäure und Methanol mischen, 2 Tropfen Schwefelsäure dazugeben und im siedenden Wasserbad erhitzen. Herstellen von Wunderkerzen Materialien: Porzellanschale, Rührstab, Fön, ca. 9g Kaliumnitrat, 1g Aluminiumpulver, 5g grobes Eisenpulver, 3g Stärke, dünne Eisenstäbe (z. B. Stück vom Phosphorlöffel-Stiel oder Fahrradspeiche). Durchführung: Kaliumnitratpulver, Aluminiumpulver, Eisenpulver und Stärke werden sorgfältig miteinander vermischt. Dann gibt man wenig kochendes Wasser hinzu und verrührt alles zu einem steifen Brei. Damit werden die entfetteten Eisenstäbe zur Hälfte überzogen. Das geht am besten mit einem Spatel und mit Fön trocknen. Bunte Feuer Materialien: 5mL Brennspiritus, 0,5g Kupfersulfat/Strontiumnitrat, Porzellanschalen, feuerfeste Unterlage, Reagenzgläser. Durchführung: Die Salze in den Reagenzgläsern in möglichst wenig Wasser lösen und den Alkohol dazu geben. Die Lösungen in die Schalen geben und entzünden. Kohlendioxidnebel und Seifenblasen Materialien: Trockeneis (Pellets), Farbstoff, Glaswanne/Becherglas. Durchführung: Man füllt die Glaswanne ca. halbvoll mit angefärbtem warmen Wasser und versetzt mit Trockeneis. Solange Pellets/warmes Wasser nachgeben, bis die Nebelentwicklung aufhört und die Grenzfläche friert. Zusatz: In die Glaswanne einen Spritzer Seifenlösung/Geschirrspülmittel hinein geben. Anmerkung zur Handhabung von Trockeneis: Klemm & Kirchsteiger, Dezember,

5 Erhältlich z.b. bei Fa. Linde Gas, Graz; Aufbewahrung: z.b. in einer nicht fest verschlossenen Kühltasche Bei Berührung ev. Handschuhe tragen (Kurzzeitige Berührung mit Trockeneis ist gefahrlos, längere Einwirkung auf die Haut ruft jedoch schwere Verbrennungserscheinungen hervor) Geschlossene Räume in denen Trockeneis lagert vor Betreten ev. lüften (1kg T. bildet 500 Liter gasförmiges CO 2 ; Achtung: CO 2 ist schwerer als Luft!) Kohlendioxid sublimiert bei Normaldruck und Raumtemperatur (Festpunkt: -79 C): Es geht ohne zu schmelzen oder flüssige Rückstände zu hinterlassen, direkt in gasförmiges CO 2 über. Farbwechsel durch Kohlendioxid Materialien: Trockeneis (Pellets), Indikator (Universal, Blaukraut), Natriumhydroxid (Plätzchen), Standzylinder. Durchführung: Man füllt den Standzylinder ca. halbvoll mit angefärbtem warmen Wasser und versetzt langsam mit Pellets Trockeneis bis kein Farbwechsel mehr stattfindet. Dann kann man Natriumhydroxidplätzchen dazu geben, bis keine Farbänderung mehr eintritt. Sternfeuerwerk II (Reduktion von Trockeneis) Materialien: Trockeneis (Pellets), Magnesiumband, Standzylinder. Durchführung: Man gibt einige Pellets Trockeneis in einen vorgewärmten Standzylinder. Dann entzündet man ein Stück Magnesiumband und hält/wirft es in den Standzylinder. Die knallende Dose Materialien: Filmdose, Trockeneis (Pellets) Durchführung: Man gibt einige Pellets Trockeneis in eine Filmdose, stellt sie in einem sicheren Abstand von den Zuschauern hin und wartet bis der Deckel durch den Überdruck abhebt. Vorsicht! Klemm & Kirchsteiger, Dezember,