Experimentalwettbewerb für die Sekundarstufe I in NRW - Aufgabe

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1 Chemie entdecken Experimentalwettbewerb für die Sekundarstufe I in NRW - Aufgabe Aufgaben: A1 A1.1 Hauptbestandteile von Zeitungspapier: Stark holz- und altpapierhaltiges, maschinenglattes und gut saugfähiges Papier mit einem Flächengewicht von 40 bis 57 g/m 2. Zeitungspapier ist - der Name sagt es - mehrheitlich für den schnellen Rotationsdruck bestimmt und muss daher die Farbe schnell aufnehmen. Quelle: Homepage der Firma Papyrus Schweiz AG, Zürcherstrasse 69, 8800 Thalwil ( A1.2 Die Versuchsreihen 1-3 wurden der Anleitung entsprechend durchgeführt. Versuchsreihe 1 V1.1 Arbeitsablauf: Zerkleinern der Zeitung und entfärben der Masse Nachdem auf einer Küchenwage 40g Zeitungspapier abgewogen wurden, sind die Zeitungsseiten in 3x3 cm große Stücke zerrissen worden. In einer Rührschüssel wurden die Schnipsel mit 200 ml heißem Wasser, zerriebener Kernseife (1Teelöffel) und Soda (1Teelöffel) verrührt.

2 Die Masse wurde nach 10 Minuten für 8 Minuten geknetet. Danach wurde die Masse in einem Eimer mit 3L heißem Wasser übergossen und schaumig gerührt. Der entstandene Schaum wurde verworfen. Mit dem Schaum konnte auch ein Teil der dunkelgrauen Farbe entfernt werden V1.2 Arbeitsablauf: Herstellung einer Grundmasse für die weiteren Versuche Ca. 500 ml der Mischung aus V1.1 wurden mit kaltem Wasser (750ml) verrührt. Aus dieser Masse wurde Papier geschöpft. Mehrfach wurde der Schöpfrahmen durch das Wasser geführt um immer mehr feste Bestandteile aufzunehmen. Das überflüssige Wasser wurde mit einem Schwamm erst von unten, dann von der breiigen Masse durch abgesaugt. Nachdem ein großer Teil des Wassers entfernt war, konnte die Masse aus dem Schöpfrahmen zum trocknen auf ein Handtuch gestürzt werden. Über Nacht hatten die neuen Papierseiten Zeit zum trocknen. Nach einer Nacht waren die Seiten getrocknet. Versuchsreihe 2 Arbeitsablauf: V 2.a Zu der Mischung aus V1.2 (500 ml der Mischung aus V1.1 mit kaltem Wasser verrührt) wurde eine Tube Deckweiß (50g) zugegeben und danach verrührt. Aus der weißen Masse konnten zwei Seiten Papier wie in V1.2 angegeben geschöpft werden. Die entstandenen Seiten waren deutlich heller als die Seiten aus der unbehandelten Grundmasse aus V1.2. V 2.b Zu der Mischung aus V1.2 (500 ml der Mischung aus V1.1 mit kaltem Wasser verrührt) wurde ein 1/2 Teelöffel grüne Deckfarbe mit einem Mörser zermahlenzugegeben und danach verrührt. Aus der grünen Masse konnten zwei Seiten Papier wie in V1.2 angegeben geschöpft werden.

3 V 2.c Zu der Mischung aus V1.2 (500 ml der Mischung aus V1.1 mit kaltem Wasser verrührt) wurden ca. 5ml rote Tinte zugegeben und danach verrührt. Aus der roten Masse konnten zwei Seiten Papier wie in V1.2 angegeben geschöpft werden. Die Farbintensität der geschöpften roten Seite war nicht so deutlich wie in V2.c. Das Ergebnis nach dem Trocknen Papier in unterschiedlichen Farben Versuchsreihe 3 V3.1 Auf das geschöpfte Papier, was nicht mit Zusätzen (Tinte Deckfarbe oder Weißmacher) verändert wurde, wird mit blauer Tinte der Name geschrieben. Die Farbe ist nicht verlaufen: V3.2 Auf das geschöpfte Papier, was nicht mit Zusätzen (Tinte Deckfarbe oder Weißmacher) verändert wurde, wird ein schwarzer Kreis gezeichnet. Nach Zugabe weniger Tropfen Wasser wird beobachtet, wie sich das Wasser und der Farbstoff aus

4 dem Filzschreiber auf dem Papier verhalten. Das Wasser verteilt sich gleichmäßig aus dem Kreis heraus und der Außenrand des Kreises zerfließt in die Richtung, in die das Wasser vom trockenen Teil des Papiers angezogen wird. Der innere Tel des Kreises bleibt scharf begrenzt. -Kreis ohne Wasser- -wenige Tropfen Wasser- -nach einer Minute- V3.3 Mit Deckfarbe wird ein weiterer Kreis auf das geschöpfte Papier gemalt. Nach Zugabe weniger Tropfen Wasser wird beobachtet, wie sich das Wasser und die Farbe auf dem Papier verhalten. Der eingefärbte Teil des Papiers verändert sich nicht im Gegensatz zu V3.2 (Kreis von einem Filzstift gezeichnet). Die Deckfarbe hat mit dem Papier eine Verbindung aufgebaut, die durch Wasser nicht beeinflusst wird. -Kreis ohne Wasser- -wenige Tropfen Wasser- -nach einer Minute- Vergleich Farbe aus dem Filzschreiber (schwarz) und Deckfarbe (rot)

5 V3.4 Aus dem eingefärbten Papier (grüne Farbe wurde vor dem Schöpfen zugesetzt) wird eine Grußkarte gebastelt. A2 Der Begriff Suspension mit Bezug auf Papierrecycling Beim Recycling von Papier wird das Altpapier in kleinste Bestandteile zerlegt. Danach werden große Mengen Wasser zugefügt und der Prozess der Zerkleinerung wird fortgeführt, bis das Papier in kleinste Fasern zerlegt ist. Es entsteht ein dünnflüssiger Brei. Dieses Stadium nennt man Wiederaufschlämmung oder auch (Re-) Suspension.