INHALTSVERZEICHNIS. Einführung 3. Das Chemielabor 5. Grundtechniken 12

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1 INHALTSVERZEICHNIS Einführung 3 Das Chemielabor 5 Grundtechniken 12 1 Atome Teilchen des Universums 19 V1 Flammenfärbung 19 Kannst du mir bitte das Salz reichen! 21 2 indungen 23 V1 V2 Leitfähigkeit von festen Salzen und Metalle 23 Löslichkeit und Leitfähigkeit von Salzlösungen 25 Es werde Licht 27 3 Chemische Reaktionen 29 V1 Einfluss der Oberfläche 29 V2 Einfluss der Temperatur und Konzentration 31 V3 Einfluss eines Katalysators 32 Sauerstoff in Rekordzeit 34 4 Energie chemischer Reaktionen 36 V1 Exotherme Reaktion 36 V2 Kältemischungen aus Eis und Salz 37 Vanilleeis am Stiel 39 5 Gase 41 V1 V2 Herstellung und Nachweis von Sauerstoff 41 Herstellung und Nachweis von Kohlenstoffdioxid 42 Feuer aus! 45 6 Flüssigkeiten 47 V1 Wasserhärte 47 V2 Mischbarkeit von Flüssigkeiten 48 Hart und süß zugleich! 50 7 Säuren und asen 52 V1 Herstellung und Untersuchung eines Indikators 52 V2 Untersuchung von Alltagschemikalien 53 V3 Neutralisation 54 lumendünger selbst gemacht! 56 8 Anorganische Feststoffe aus dem Alltag 58 V1 Kristalle züchten 58 Modelle auf dem Prüfstand 60 9 Metalle 62 V1 Unterscheidung edler und unedler Metalle 62 V2 Galvanisches Element 64 Des Goldschmieds Meisterprüfung Organische Kohlenwasserstoffe 69 V1 V2 rennbarkeit von Kohlenwasserstoffverbindungen 69 rennbarkeit organischer und anorganischer Feststoffe 70 Der geheimen Tinte auf der Spur! Organische Sauerstoff-Verbindungen 75 V1 Mischbarkeit von Alkoholen 75 V2 rennbarkeit von Ethanol- Wasser-Mischungen 76 V3 Alkoholische Gärung 78 V4 Destillation 79 Lasst den Wein entflammen! iochemie 83 V1 Fehling-Test 83 V2 Stärke-Nachweis 85 Wanted! Säure gesucht 87 Gefahrensymbole 89 2

2 DAS CHEMIELAOR 12 WICHTIGE LAORREGELN Folgende Laborregeln sind bei ALLEN Versuchen und flex-experimenten zu befolgen! 1 Essen und Trinken sind im Labor verboten! 3 eim Experimentieren immer Schutzbrille und eventuell Labormantel tragen! 5 Ruhig arbeiten und nicht herumlaufen! 2 Chemikalien nicht kosten und nicht mit den Händen berühren! Riechen nur durch Zufächeln! 4 Lange Haare immer zusammenbinden! 6 Arbeitsblätter vor dem Experimentieren genau lesen! 7 Nicht mit einem Löffel verschiedene Chemikalien entnehmen. Der Löffel muss immer sauber sein. 9 Versuchsprotokoll schreiben oder Arbeitsblatt ausfüllen! 11 Arbeitsplatz und Geräte am Ende immer reinigen! 8 Gefäße nach der Entnahme von Chemikalien wieder verschließen! 10 Abfall ordnungsgemäß entsorgen! Entsorgungshinweise stehen immer am Ende des Experiments. 12 Am Ende des Experimentierens immer gründlich die Hände waschen! Um sich alle Laborregeln leichter merken zu können, findest du auf eine Merkhilfe dazu. Sicherheitsbestimmungen Damit man gefährliche Stoffe schnell erkennen kann, werden die ehälter mit Gefahrensymbolen gekennzeichnet. Dabei unterscheidet man zwischen physikalischen Gefahren, Gesundheitsgefahren und Umweltgefahren. Sind Stoffe mit diesen Symbolen gekennzeichnet, muss man besonders sorgfältig mit ihnen arbeiten. Die entsprechenden Sicherheitshinweise findest du auf Seite 89. GHS-Gefahrensymbole (Global harmonisiertes System) Physikalische Gefahren ätzend entzündbar brandfördernd explosiv Gase unter Druck Gesundheitsgefahren Umweltgefahren reizend gesundheitsschädlich giftig umweltgefährlich 5

3 DAS CHEMIELAOR Geräte im Chemielabor Geräte zum Abmessen oder efüllen von Stoffen echerglas Erlenmeyer- Messzylinder Messpipette mit Reagenzglas Reagenzglas mit kolben Pipettierhilfe seitlichem Ausgang Uhrglas Kristallisier- schale Standzylinder mit Deckglas Rundkolben Porzellantiegel Porzellanschale mit Deckel Tropfpipette Tropfflasche Spritzflasche Spritze Löffelspatel Heizquellen renner Feuerzeug Streichhölzer Heizplatte Geräte zur efestigung, zum Halten oder zum Abstellen von anderen Geräten Stativ Muffe Stativklemme Tiegelzange Reagenzglas- klemme Messgeräte für die Massen-, Temperatur- und Spannungsmessung Reagenzglasgestell Waage Thermometer Voltmeter Kabel Geräte zum Durchleiten von Stoffen Schlauchstück Glasrohr gebogen Geräte zum... Abtrennen... Umrühren... Verschließen... Zerkleinern... eschriften Trichter Glasstab Stopfen Mörser mit 6

4 DAS CHEMIELAOR VOLUMENMESSUNG VON FLÜSSIGKEITEN MIT MESSGEFÄSSEN In diesem Versuch soll der richtige Umgang mit Messgefäßen zur Volumenbestimmung gelernt werden. V 1 Informationen In sehr engen Glasgefäßen wird Wasser durch Adhäsionskräfte an den Glaswänden nach oben gezogen. Dadurch ist die Wasseroberfläche gewölbt. In solchen Fällen liest man an der tiefsten Stelle des Wasserspiegels ab. Geräte & Chemikalien echerglas 50 ml Messzylinder 50 ml Erlenmeyerkolben 50 ml Leitungswasser in der Spritzflasche Durchführung Jedes der drei Gefäße wird mittels Spritzflasche mit genau so viel Wasser gefüllt, dass die Wasseroberfläche bei der 50 ml Markierung aufliegt. Die drei gefüllten Gefäße werden für den nächsten Versuch aufgehoben. EDIENUNG EINER WAAGE In diesem Versuch soll der richtige Umgang mit einer Waage geübt werden. Gleichzeitig soll damit die Genauigkeit der Volumengefäße überprüft werden. V 2 Information Wasser hat bei 20 C eine Dichte von 1 g/ml. Das bedeutet, dass 50 ml auch genau 50 g schwer sein müssen. Geräte echerglas 100 ml Waage Durchführung 1. Das leere 100 ml echerglas wird auf die Waage gestellt. Nach dem Drücken der Tara-Taste zeigt die Anzeige der Waage 0,0 g an. Nun kann die Masse einer Substanz direkt bestimmt werden. 2. Als Erstes werden die 50 ml Wasser aus dem 50 ml echerglas in das leere 100 ml echerglas auf der Waage geleert. Die Masse wird von der Waage abgelesen. Der Wert wird in die untere Tabelle eingetragen. Entleere das echerglas und wiederhole die Vorgehensweise mit dem Wasser aus dem Erlenmeyerkolben und mit dem Messzylinder. Messwerte Volumengefäße Volumen Masse echerglas Erlenmeyerkolben Messzylinder 7

5 DAS CHEMIELAOR Interpretation Erkläre, wie es zu unterschiedlichen Massen bei den drei Messgefäßen kommen kann! Entsorgung: Das Wasser wird durch den Abfluss entsorgt. EDIENUNG EINES LAORRENNERS In diesem Versuch soll der richtige Umgang mit einem renner geübt werden. en. Hinweise zum Arbeiten mit einem renner: Folgende Schritte sind bei der Verwendung eines renners zu beachten: 1. Schutzbrille aufsetzen und lange Haare zusammenbinden. 2. Kontrollieren, ob die Luftzufuhr und die Gasregulierung geschlossen sind. 3. Feuerzeug entzünden und über das rennerrohr halten. Kopf nicht darüber beugen! 4. Nach dem Öffnen der Gasregulierung entzündet sich der renner. Es entsteht eine leuchtende, stark rußende Flamme. 5. Durch Regulierung der Luftzufuhr erzeugt man eine blaue, nicht rußende Flamme, die um ca. 200 C heißer ist. In der folgenden Abbildung sind die Temperaturverteilungen der beiden Flammen zu sehen. Die heißesten Stellen bei den jeweiligen Flammen sind immer knapp über dem hellsten Flammkegel. 6. Wenn der renner nicht mehr benötigt wird, muss zuerst die Luftzufuhr geschlossen werden. Dann wird die Gasregulierung zugedreht, damit die Flamme erlischt. Geräte & Chemikalien V 3 Reagenzglas Reagenzglasgestell Reagenzglasklemme renner mit Feuerzeug Leitungswasser in der Spritzflasche 8

6 DAS CHEMIELAOR Durchführung 1. Ein Reagenzglas wird zu einem Drittel mit Wasser gefüllt und ins Reagenzglasgestell abgestellt. 2. Nun wird der renner ordnungsgemäß in etrieb genommen. 3. Dann wird das Reagenzglas in die Reagenzglasklemme gesteckt (oberes Drittel) und vorsichtig bis zum Sieden erhitzt. Es ist darauf zu achten, dass man die Öffnung des Reagenzglases von sich und anderen Personen weg hält. Das Reagenzglas wird immer aus dem Handgelenk geschüttelt und nie mit dem Daumen zugehalten. 4. Nun soll unsachgemäß erhitzt werden, indem ein Siedeverzug eingeleitet wird. Dafür wird in das Reagenzglas noch Wasser gefüllt, bis ca. 3 cm unter dem Rand. Dann wird das Wasser im unteren Teil des Reagenzglases stark erhitzt, ohne dabei das Reagenzglas zu schwenken. ACHTUNG: Unbedingt darauf achten, dass die Öffnung des Reagenzglases von dir und anderen Personen weg zeigt, da Flüssigkeit herausspritzen kann. eobachtung Interpretation Überlege, wie es zum Siedeverzug kommen konnte. Erkläre, wie man ihn vermeiden kann. Entsorgung: Das Wasser wird durch den Abfluss entsorgt. Selbsteinschätzung Kreuze an, was du schon kannst. = kann ich = kann ich nicht Ich kenne alle wichtigen Laborregeln. Kreuze Ich kenne an, die was ezeichnungen du schon kannst. aller Laborgeräte von Seite 6. Ich kann das Volumen von Flüssigkeiten bestimmen. Ich kann einen renner bedienen. Ich kann eine Flüssigkeit bis zum Sieden erhitzen. 9

7 DAS CHEMIELAOR ALLES, NUR NICHT KIPPEN! Vorbereitung 1. ildet Gruppen mit drei Personen. 2. Folgende Materialien werden euch aus der flex-ox zur Verfügung gestellt: flex-ox 2 Messbecher (groß) Messbecher (klein) 3. efüllt einen der beiden großen Messbecher mit genau 30 ml Leitungswasser. Problemstellung ringe so viel Wasser wie möglich von einem echer in den anderen, ohne ihn dabei zu kippen! Kreative Denkphase Zeit: ca. 3 Minuten Überlege dir alleine möglichst viele Wege, wie du das Wasser in den anderen echer bringen kannst, ohne ihn dabei zu kippen. Gehe zunächst davon aus, ausreichend Zeit und beliebige Materialien zur Verfügung zu haben. Notiere auch Lösungsmöglichkeiten, die nur theoretisch machbar wären und sehr lange dauern würden. In dieser Phase sind alle Ideen erlaubt, es gibt keine Einschränkungen. Trage alle deine Ideen im Entwurfsblatt ein. Entscheidungsfindung Zeit: ca. 5 Minuten 1. Tauscht eure Ideen in der Gruppe aus. 2. Nun sollt ihr das Problem nur mit den Materialien lösen, die ihr zusätzlich aus der flex-ox bekommt. 3. Haltet die besten Ideen am Entwurfsblatt mittels eschreibung und Skizze fest. Stellt diese der Lehrkraft vor. Hinweis: Es dürfen keine Materialien aus der flex-ox beschädigt werden. Experimentelle Phase Damit ihr die Genauigkeit eurer Methode angeben könnt, messt das Volumen des Wassers im echer 2 mittels eines kleinen Messbechers. Notiert es in der folgenden Tabelle. 10

8 flex Setzt eure Ideen nun experimentell um. Notiert alle Ergebnisse. 1. eschreibung der Methode Wasservolumen im echer Präsentation & Diskussion Präsentiert eure Vorgehensweisen und Ergebnisse. Diskutiert über eventuell aufgetretene Schwierigkeiten und Verbesserungsmöglichkeiten! Kreative Ideensammlung Methode und eschreibung Materialien Weitere Lösungsideen bei genügend Zeit und beliebigen Materialien: 11

9 Versuche LÖSLICHKEIT UND LEITFÄHIGKEIT VON SALZLÖSUNGEN In diesem Versuch sollen Salze und Metalle auf ihre Löslichkeit in Wasser und ihre Leitfähigkeit untersucht werden. Durchführung Es wird mit den vier Feststoffen von Versuch 1 weitergearbeitet. 1. In jeden echer werden mithilfe eines Messzylinders ca. 20 ml destilliertes Wasser gefüllt. Dann wird ca. eine Minute mit einem Glasstab umgerührt. Der Glasstab muss zwischen den einzelnen Proben immer mit Wasser gut abgespült werden. Das Aussehen der Lösungen wird in der Tabelle 2 notiert. eobachtungen & Interpretation von Schritt 1 V 2 Stoffe Aussehen des Feststoffes Aussehen der Lösung Löslichkeit in Wasser Natriumchlorid Eisenoxid Eisen Zucker Tabelle 2 Erkläre, welche Informationen man vom Aussehen einer Salzlösung gewinnen kann: Klare Salzlösung:... Trübe Salzlösung: Die Flüssigkeiten aus Schritt 1 werden auf ihre Leitfähigkeit untersucht. Der Versuch wird wie in der Grafik dargestellt aufgebaut. Die üroklammern werden nacheinander in die Lösungen getaucht. Die üroklammern müssen nach jeder Lösung mit Wasser abgespült werden. Die eobachtungen werden in die Tabelle 3 eingetragen. eobachtungen von Schritt 2 Flüssigkeiten Natriumchlorid / Wasser Lämpchen leuchtet ja nein Leitfähigkeit Eisenoxid / Wasser Eisen / Wasser Zucker / Wasser Tabelle 3 25

10 2 INDUNGEN Interpretation von Schritt 2 Erkläre, warum die Lampe bei den jeweiligen Stoffen mit Wasser leuchtet bzw. nicht leuchtet. Natriumchlorid: Eisenoxid: Eisen: Zucker: Nano Live Act Stellt mittels eines Nano Live Acts folgende Vorgänge dar: Gruppe A: Lösevorgang von Natriumchlorid in Wasser Gruppe : Vorgang von Eisenoxid mit Wasser Geht in beiden Gruppen auch auf die Leitfähigkeit und auf das Aussehen der Lösung ein. Entsorgung und Reinigung: Die Natriumchlorid- und die Zucker-Lösung können in den Abfluss geleert werden. Das Eisenoxid muss im ehälter für Schwermetallabfälle entsorgt werden. Das Eisenblech wird der Lehrkraft zurückgegeben. Die eschriftungen auf den echern werden mittels Schwamm und Spülmittel heruntergewaschen. Selbsteinschätzung Kreuze an, was du schon kannst. = kann ich = kann ich nicht Ich kann mittels atterie, Lämpchen und Kabeln die Leitfähigkeit einer Substanz messen. Ich kann anhand des Aussehens einer Salzlösung Aussagen über ihre Löslichkeit treffen. 26