Arbeitsblatt: Arbeiten wie ein Chemiker

Arbeitsgemeinschaften Chemie Experimente Arbeiten wie ein Chemiker Sicheres Arbeiten im Labor 1. Grundregeln zum Experimentieren 2. Gefahrensymbole warnen 3. Gefahrenhinweise (R-Sätze) und Sicherheitsratschläge (S-Sätze) Handwerkszeug des Chemikers 4. Laborgeräte 5. Die Wasserstrahlpumpe, eine hilfreiche Erfindung 6. Das Prinzip der Wasserstrahlpumpe 7. Wasserstrahlpumpe kontra Filtration 8. Aufbau des Bunsenbrenners 9. Der Bunsenbrenner hat verschiedene Flammen Arbeitstechniken 10. Erhitzen von Stoffen 11. Wiegen und Volumen abmessen 12. Gleich viel ist nicht gleich schwer Arbeitsgemeinschaften Naturwissenschaften und Technik Eine Zusammenarbeit der BASF Aktiengesellschaft, der Chemieverbände Rheinland-Pfalz und 10 Gymnasien im Rhein-Neckar-Dreieck Experimente Arbeiten wie ein Chemiker Arbeitsblatt 01/21 Sicheres Arbeiten im Labor 1. Grundregeln zum Experimentieren Gehe nur in Gegenwart des(r) Lehrers(in) in die Chemieräume. In Chemieräumen darf nicht gegessen und nicht getrunken werden. Lies die Versuchsanleitung vor Beginn eines Versuches sorgfältig durch und befolge sie genau. Lass den Versuchsaufbau immer von dem(r) Lehrer(in) kontrollieren. Hantiere nicht ohne Erlaubnis des(r) Lehrers(in) mit Geräten, Chemikalien und Versorgungseinrichtungen. Beachte die Gefahrensymbole und die Sicherheitsratschläge. Trage eine Schutzbrille und binde lange Haare beim Experimentieren zurück. Arbeite stets mit kleinen Stoffportionen. Benutze immer einen sauberen Spatel oder Löffel zum Abmessen von festen Stoffen. Führe keine Geschmacksproben durch. Stelle den Geruch durch vorsichtiges Zufächeln der aus dem Gefäß aufsteigenden Dämpfe fest. Chemikalien dürfen nur in Gefäßen aufbewahrt werden, die eindeutig, dauerhaft und mit den vorgeschriebenen Gefahrensymbolen beschriftet sind. Gefäße, die üblicherweise zur Aufnahme von Speisen oder Getränken bestimmt sind, dürfen auf keinen Fall für Chemikalien verwendet werden. Wende dich an den Lehrer bzw. die Lehrerin, wenn du etwas verschüttet oder zerbrochen hast. Er/sie hilft dir bei der sachgerechten Entsorgung. Gib Chemikalienreste nicht in die Vorratsgefäße zurück. Sie werden in besonderen Abfallbehältern gesammelt. Reste dürfen nur auf Hinweis des(r) Lehrers(in) in den Papierkorb oder in den Ausguss gegeben werden. Räume den Arbeitsplatz nach Beendigung des Experiments auf. Reinige die Geräte und die Arbeitsplatte nach Absprache mit dem(r) Lehrer(in). Arbeitsgemeinschaften Naturwissenschaften und Technik Eine Zusammenarbeit der BASF Aktiengesellschaft, der Chemieverbände Rheinland-Pfalz und 10 Gymnasien im Rhein-Neckar-Dreieck Experimente Arbeiten wie ein Chemiker Arbeitsblatt 02/21 Sicheres Arbeiten im Labor 2. Gefahrensymbole warnen Einführung Chemikalien dürfen nur in Behältern aufbewahrt werden, die eindeutig und dauerhaft beschriftet sind. Gefährliche Stoffe werden zusätzlich durch leicht verständliche und international gebräuchliche Warnsymbole gekennzeichnet. Gefahrensymbole: Die Piktogramme warnen mit einer einfachen Zeichnung vor der Gefahr, die von der Chemikalie ausgeht. Kennbuchstabe und Gefahrenbezeichnung: Jedem Gefahrensymbol ist ein Kennbuchstabe zugeordnet, der die Gefahr näher bezeichnet. Der Kennbuchstabe leitet sich häufig von einem englischen Begriff ab: X: gesundheitsschädlich reizend (toxic): giftig (corrosive): ätzend (flammable): leicht entzündlich (oxidising): brandfördernd (explosive): explosionsgefährlich N: umweltgefährlich Vorsichtsmaßnahmen: Aus den Gefährlichkeitsmerkmalen leiten sich Vorsichtsmaßnahmen ab, die einen sicheren Umgang mit der Chemikalie ermöglichen. Auswertung: Schneide die Gefahrensymbole aus und klebe sie in der Tabelle richtig ein. Informiere dich auch in deinem Chemiebuch über die Gefährlichkeitsmerkmale. Welche Vorsichtsmaßnahmen sind erforderlich? Ergänze sie stichwortartig in der Tabelle. Nenne Stoffe im Haushalt, die mit einem Gefahrensymbol gekennzeichnet sind. Notiere ihren Namen, den Kennbuchstaben mit dem Gefährlichkeitsmerkmal und ihre Verwendung. Arbeitsgemeinschaften Naturwissenschaften und Technik Eine Zusammenarbeit der BASF Aktiengesellschaft, der Chemieverbände Rheinland-Pfalz und 10 Gymnasien im Rhein-Neckar-Dreieck Experimente Arbeiten wie ein Chemiker Arbeitsblatt 03/21 Sicheres Arbeiten im Labor 2. Gefahrensymbole warnen Gefahrensymbole: Gefahrensymbol Gefahrenbezeichnung mit Kennbuchstaben Vorsichtsmaßnahmen Gesundheitsschädlich Xn Reizend Xi Giftig Sehr Giftig T Ätzend Leicht entzündlich Hoch entzündlich F Brandfördernd Explosionsgefährlich Umweltgefährlich Arbeitsgemeinschaften Naturwissenschaften und Technik Eine Zusammenarbeit der BASF Aktiengesellschaft, der Chemieverbände Rheinland-Pfalz und 10 Gymnasien im Rhein-Neckar-Dreieck Experimente Arbeiten wie ein Chemiker Arbeitsblatt 04/21 Sicheres Arbeiten im Labor 2. Gefahrensymbole warnen Gefahrensymbole zum Ausschneiden: Arbeitsgemeinschaften Naturwissenschaften und Technik Eine Zusammenarbeit der BASF Aktiengesellschaft, der Chemieverbände Rheinland-Pfalz und 10 Gymnasien im Rhein-Neckar-Dreieck Experimente Arbeiten wie ein Chemiker Arbeitsblatt 05/21 Sicheres Arbeiten im Labor 3. Gefahrenhinweise (R-Sätze) und Sicherheitsratschläge (S-Sätze) Einführung Gefahrstoffe sind zusätzlich zum Gefahrensymbol und zur Gefahrenbezeichnung mit Kennbuchstaben versehen, die Hinweise auf den richtigen Umgang mit den Gefahrstoffen geben. Die Gefahren- oder Risikohinweise machen auf besondere Gefahren aufmerksam, die Kurzbezeichnung lautet R-Sätze (von engl. risk). Die Sicherheitsratschläge, kurz S-Sätze genannt (von engl. safety), geben Empfehlungen zum Umgang mit diesen Gefahrstoffen. Gefahrenhinweise (R-Sätze): Die Gefahrenhinweise geben ausführlichere Auskünfte über die Art der Gefahr, die beim Umgang mit dem betreffenden Stoff entstehen kann. Sie sind international standardisiert, in kurzen Sätzen formuliert und stehen mit dem Gefahrensymbol in Zusammenhang. Ein Nummern-Code ermöglicht dabei eine international gültige Kurzschreibweise. Die verschiedenen Codeziffern werden durch Bindestriche getrennt. Sicherheitsratschläge (S-Sätze): Mit den Sicherheitsratschlägen werden Empfehlungen gegeben, wie Gesundheitsgefahren beim Umgang mit gefährlichen Stoffen abgewehrt werden können. Außerdem werden Verhaltensregeln gegeben, um bei einem Unfall geeignete Maßnahmen einzuleiten. Auch für die S-Sätze gibt es eine standardisierte Kurzschreibweise durch Codeziffern. Kombinationssätze: Für eng verwandte Sicherheitsratschläge und Gefahrenhinweise gibt es sogenannte Kombinationssätze. In diesen Fällen werden die Codeziffern durch einen Schrägstrich getrennt. Beispiel: Suche dir eine Chemikalie aus der Liste und kennzeichne sie. Schaue dazu im Anhang deines Chemiebuchs nach oder informiere dich auf den Aushängen in deinem Chemiesaal. Sieh auch den Wortlaut der R-und S-Sätze nach. Natrium, Salpeter (Kaliumnitrat), Iod Ethanol, 10%-ige Essigsäure, 30%-ige Essigsäure Sauerstoff, Wasserstoff, Kohlenstoffmonoxid Arbeitsgemeinschaften Naturwissenschaften und Technik Eine Zusammenarbeit der BASF Aktiengesellschaft, der Chemieverbände Rheinland-Pfalz und 10 Gymnasien im Rhein-Neckar-Dreieck Experimente Arbeiten wie ein Chemiker Arbeitsblatt 06/21 Sicheres Arbeiten im Labor 3. Gefahrenhinweise (R-Sätze) und Sicherheitsratschläge (S-Sätze) Beispieltabelle: Chemikalie Aussehen Kennbuchstabe Gefahrenbezeichnung R-Sätze S-Sätze Verwendung Arbeitsgemeinschaften Naturwissenschaften und Technik Eine Zusammenarbeit der BASF Aktiengesellschaft, der Chemieverbände Rheinland-Pfalz und 10 Gymnasien im Rhein-Neckar-Dreieck Arbeitsblatt 07/21 Experimente Arbeiten wie ein Chemiker Sicheres Arbeiten im Labor 3. Gefahrenhinweise (R-Sätze) und Sicherheitsratschläge (S-Sätze) Lehrerinformation Haushaltschemikalien mit Gefahrensymbol Xi Reiniger für die Geschirrspülmaschine, Kalklöser mit Zitronensäure (Reinigungsspray für das Bad, Entkalkung von Haushaltsgeräten), WC-Reiniger, Schimmelentferner C: Rohrfrei (beseitigt Verstopfungen, Gerüche, Bakterien) F: Brennspiritus, Kettenreiniger für das Fahrrad, Haarspray, Nagellackentferner F, Xi Kraft-Kontaktkleber F, Xn: Universalverdünner für Lacke Chemikalie Natrium Salpeter (Kaliumnitrat) Iod Aussehen silberweißes Metall farblose Kristalle schwarzgraue, metallisch glänzende Blättchen Kennbuchstabe F, Xn Gefahrenbezeichnung leicht entzündlich, ätzend brandfördernd gesundheitsschädlich R-Sätze 14/15-34 R8 20/21 S-Sätze 5-8-43-45 16-41 23-25 Verwendung Dampflampen, Kühlmittel, Schwarzpulver, Zündschnur, Desinfektion, Schilddrüsen- Wasserentzug in Lösemittel Feuerwerk, Kältemischung, Medikament, Entkeimung, Düngemittel Röntgenkontrastmittel Chemikalie Ethanol 10 25%-ige Essigsäure 25 90%-ige Essigsäure Aussehen klare Flüssigkeit klare Flüssigkeit klare Flüssigkeit Kennbuchstabe Xi Gefahrenbezeichnung leicht entzündlich reizend ätzend R-Sätze 11 36/38 10-35 S-Sätze 7-16 23-26-45 23-26-45 Verwendung alkoholische Getränke, Speiseessig, Entkalkung, Konservierung, Zwischenprodukt Lösemittel für Kunststoffe, Riechstoffe, Medikamente Chemikalie Sauerstoff Wasserstoff Kohlenstoffmonoxid Aussehen farb- und geruchloses Gas farb- und geruchloses Gas farb- und geruchloses Gas Kennbuchstabe F F, Gefahrenbezeichnung brandfördernd hoch entzündlich hoch entzündlich, giftig R-Sätze R8 12 61-12-48/23 S-Sätze 17 9-16-23 53-45 Verwendung Schweißarbeiten, Ammoniak- und Methanol- Synthese org. Verbindungen, Hochofen, Brennstoff, Synthese, Brennstoff Reduktionsmittel im Oxidationen Hochofen Arbeitsgemeinschaften Naturwissenschaften und Technik Eine Zusammenarbeit der BASF Aktiengesellschaft, der Chemieverbände Rheinland-Pfalz und 10 Gymnasien im Rhein-Neckar-Dreieck Arbeitsblatt 08/21 Experimente Arbeiten wie ein Chemiker Handwerkszeug des Chemikers 4. Laborgeräte Schneide die Kärtchen so zu, dass jeweils ein Name für ein Laborgerät darauf steht. Lege das Kärtchen zum richtigen Laborgerät. Bunsenbrennner Reagenzglas Pipettierhilfe Vierfuß Reagenzglasständer Peleusball Ceranplatte Becherglas Kolbenprober Magnetrührer Uhrglas Bürette Schutzbrille Erlenmeyerkolben Vollpipette Tiegelzange Messzylinder Reibschale (Mörser) Schutzhandschuhe Messbecher Pistill Rührfisch Tropfpipette Petrischale Reagenzglasstopfen Messpipette Messkolben Arbeitsgemeinschaften Naturwissenschaften und Technik Eine Zusammenarbeit der BASF Aktiengesellschaft, der Chemieverbände Rheinland-Pfalz und 10 Gymnasien im Rhein-Neckar-Dreieck Arbeitsblatt 09/21 Experimente Arbeiten wie ein Chemiker Handwerkszeug des Chemikers 4. Laborgeräte Trichter Rundkolben Spatel Filtriergestell Korkring Abdampfschale Papierfilter Liebigkühler Dichtungsring Spatellöffel Wasserspritzflasche Stativklemme Pinzette Rückflusskühler Doppelmuffe Glasstab Thermometer Vakuumschlauch Stativ pH-Indikatorpapier Wasserstrahlpumpe Holzklammer Faltenfilter Siedesteine Stativring Scheidetrichter Tropftrichter Porzellan-Nutsche Saugflasche Arbeitsgemeinschaften Naturwissenschaften und Technik Eine Zusammenarbeit der BASF Aktiengesellschaft, der Chemieverbände Rheinland-Pfalz und 10 Gymnasien im Rhein-Neckar-Dreieck Arbeitsblatt 10/21 Experimente Arbeiten wie ein Chemiker Handwerkszeug des Chemikers 5. Die Wasserstrahlpumpe, eine hilfreiche Erfindung Einführung Eine Wasserstrahlpumpe wird im Labor gerne verwendet, um ein Vakuum zu erzeugen oder Flüssigkeiten abzusaugen. Sie wurde von Robert Wilhelm Bunsen erfunden. Porzellan-Nutsche Papierfilter Wasserspritzflasche Materialien: Dichtungsring aus Gummi Saugflasche Vakuumschlauch Wasserstrahlpumpe Versuchsaufbau: Baue die Apparatur zunächst ohne Porzellan-Nutsche auf. Porzellan-Nutsche mit Papierfilter Vakuumschlauch Anschluss an den Wasserhahn Dichtungsring Saugflasche Durchführung: Wasserstrahlpumpe Wie arbeitet die Wasserstrahlpumpe? 1. Öffne den Wasserhahn. Feuchte die Innenseite deiner rechten Hand an. 2. Drücke die feuchte Handinnenseite etwa fünf Sekunden auf die Öffnung der Saugflasche und entferne die Hand wieder von der Öffnung. Vorsicht: Wenn du deine Hand zu lange auf die Öffnung hältst, kannst du dich verletzen! 3. Schließe den Wasserhahn. Notiere deine Beobachtungen. Absaugen von Wasser 1. Setze nun die Nutsche auf den Dichtungsring. Lege einen Papierfilter genau in die Mitte der Siebplatte. Feuchte ihn mit der Spritzflasche an, so dass er am Boden der Siebplatte festklebt. 2. Fülle die Nutsche bis zum Rand mit Wasser und drehe den Wasserhahn auf. Gib noch mehr Wasser in die Nutsche, bis die Saugflasche zu einem Drittel mit dem abgesaugten Wasser gefüllt ist. 3. Drehe nun den Wasserhahn ab. Was beobachtest du? Arbeitsgemeinschaften Naturwissenschaften und Technik Eine Zusammenarbeit der BASF Aktiengesellschaft, der Chemieverbände Rheinland-Pfalz und 10 Gymnasien im Rhein-Neckar-Dreieck Arbeitsblatt 11/21 Experimente Arbeiten wie ein Chemiker Handwerkszeug des Chemikers 5. Die Wasserstrahlpumpe, eine hilfreiche Erfindung Auswertung: Was saugt die Wasserstrahlpumpe? In welche Richtung pumpt die Wasserstrahlpumpe? Wie sieht der Wasserstrahl aus, der unten aus der Wasserstrahlpumpe schießt und wie verändert er sich, wenn du die Öffnung der Saugflasche max. 5 Sekunden zuhältst? Warum ändert sich das Aussehen des Wasserstrahls? Warum musst du den Papierfilter in der Nutsche erst befeuchten? Was passiert, wenn die Saugflasche mit Flüssigkeit gefüllt ist und du das Wasser abdrehst? Die Beobachtung zeigt: Bevor das Wasser abgedreht wird, um den Absaugvorgang zu beenden, muss zuerst die Verbindung zwischen Saugflasche und Wasserstrahlpumpe getrennt werden. Wie erreichst du diese Trennung? 6. Das Prinzip der Wasserstrahlpumpe Materialien: Becherglas Trinkhalm Schere Wasser Durchführung: 1. Schneide einen Trinkhalm in zwei Teile. 2. Fülle das Becherglas mit Wasser. 3. Tauche den einen Teil des Trinkhalms in das Wasser, er dient als Steigrohr. Der andere Teil des Trinkhalms dient als Anblasrohr. 4. Halte das Anblasrohr im rechten Winkel über das Steigrohr. Achte darauf, dass sich die obere Kante des Steigrohres in der Mitte des anströmenden Luftstrahles befindet. 5. Puste jetzt in das Anblasrohr hinein. Steigrohr Anblasrohr Auswertung: Was ist passiert? Trage deine Beobachtungen in die Zeichnung ein. Was hat der Versuch mit der Wasserstrahlpumpe zu tun? Arbeitsgemeinschaften Naturwissenschaften und Technik Eine Zusammenarbeit der BASF Aktiengesellschaft, der Chemieverbände Rheinland-Pfalz und 10 Gymnasien im Rhein-Neckar-Dreieck Experimente Arbeiten wie ein Chemiker Arbeitsblatt 12/21 Handwerkszeug des Chemikers 7. Wasserstrahlpumpe kontra Filtration Materialien: 2 Bechergläser 100 ml Porzellan-Nutsche Papierfilter, rund Dichtungsring aus Gummi Saugflasche Vakuumschlauch Wasserstrahlpumpe Erlenmeyerkolben 250 ml Trichter Faltenfilter oder Papierfilter Spatel Stoppuhr Wasser-Spritzflasche Chemikalien: Kalkpulver Wasser Versuchsaufbau: Baue die Apparatur an Hand der Skizze zusammen. Porzellan-Nutsche mit Papierfilter Vakuumschlauch Anschluss an den Wasserhahn Dichtungsring Saugflasche Durchführung: Wasserstrahlpumpe Filtrieren mit der Wasserstrahlpumpe 1. Gib in beide Bechergläser jeweils 50 ml Wasser und eine Spatelspitze Kalkpulver. Es entsteht eine weiße Suspension (Aufschlämmung) von wasserunlöslichem Kalk in Wasser. 2. Lege einen Papierfilter in die Porzellan-Nutsche, feuchte ihn mit der Spritzflasche an. Drehe das Wasser auf, so dass sich der Filter festsaugt. Drehe den Wasserhahn wieder zu. Diesmal brauchst du den Schlauch nicht von der Saugflasche abzuziehen. 3. Gieße die Suspension in die Nutsche. Halte die Stoppuhr bereit. Drehe den Wasserhahn wieder auf und stoppe die Zeit, die vergeht, bis das Wasser komplett abgesaugt ist. Arbeitsgemeinschaften Naturwissenschaften und Technik Eine Zusammenarbeit der BASF Aktiengesellschaft, der Chemieverbände Rheinland-Pfalz und 10 Gymnasien im Rhein-Neckar-Dreieck Experimente Arbeiten wie ein Chemiker Arbeitsblatt 13/21 Handwerkszeug des Chemikers 7. Wasserstrahlpumpe kontra Filtration Durchführung: Filtrieren mit der Filtrier-Apparatur 1. Setze einen Trichter mit Faltenfilter auf den Erlenmeyerkolben. Feuchte den Filter mit Wasser an. 2. Gieße die Suspension in den Trichter und stoppe auch hier die Zeit, die vergeht, bis das Wasser durchgelaufen ist. Auswertung: Was musst du beim Arbeiten mit der Filtrier-Apparatur beachten? Zähle mögliche Fehler auf. Wer gewinnt den Filtrier-Wettbewerb? Ablaufzeit in der Wasserstrahlpumpe: Sekunden Ablaufzeit in der Filtrier-Apparatur: Sekunden 8. Aufbau des Bunsenbrenners Einführung Für viele Experimente benötigt man eine Wärmequelle. Oft nimmt man hierfür einen Gasbrenner. Im Labor haben sich drei Typen von Gasbrennern bewährt: Bunsen-, Teclu- und Kartuschenbrenner. Es ist wichtig, den Aufbau und die Wirkungsweise des Brenners zu kennen. Bei unsachgemäßer Bedienung kann leicht eine gefährliche Situation entstehen. Strömt Gas unverbrannt aus, kann es mit der Luft ein explosives Gemisch ergeben oder sich an einer anderen Zündquelle unvermutet entzünden. Materialien: Sicherheit: Aufbau des Bunsenbrenners: Bunsenbrenner Schlauch Anzünder (Alternative: Feuerzeug oder Streichhölzer) Trage beim Umgang mit dem Bunsenbrenner immer eine Schutzbrille und binde lange Haare zurück! Das Gas wird durch eine Düse in das Brennerrohr geleitet, sofern die Einstellschraube geöffnet ist. Die Luft dringt durch eine Öffnung im unteren Bereich des Brennerrohrs ein. Diese Öffnung wird durch eine drehbare, durchbohrte Hülse geöffnet und geschlossen. Arbeitsgemeinschaften Naturwissenschaften und Technik Eine Zusammenarbeit der BASF Aktiengesellschaft, der Chemieverbände Rheinland-Pfalz und 10 Gymnasien im Rhein-Neckar-Dreieck Experimente Arbeiten wie ein Chemiker Arbeitsblatt 14/21 Handwerkszeug des Chemikers 8. Aufbau des Bunsenbrenners Durchführung: 1. Überprüfe, dass der gelbe Gashahn am Tisch geschlossen ist. Der Gashahn muss senkrecht stehen. 2. Schließe den Brenner mit dem Schlauch an den Gashahn an. 3. Schließe die Luftzufuhr am Bunsenbrenner, indem du die Öffnung durch Drehen der Hülse verschließt. Stelle sicher, dass die Gaszufuhr geschlossen ist, indem du die Einstellschraube ganz nach links drehst. 4. Öffne den Gashahn am Tisch. 5. Entflamme den Anzünder und halte ihn über die Brenneröffnung. 6. Öffne die Gaszufuhr am Bunsenbrenner und entzünde das ausströmende Gas sofort. Notiere deine Beobachtung. 7. Öffne die Luftzufuhr vorsichtig. Notiere deine Beobachtung. Auswertung: Beschreibe das Aussehen der Flamme und zeichne sie. Hörst du auch etwas? Aussehen der Flamme Geräusch Zeichnung geschlossene Luftzufuhr offene Luftzufuhr Arbeitsgemeinschaften Naturwissenschaften und Technik Eine Zusammenarbeit der BASF Aktiengesellschaft, der Chemieverbände Rheinland-Pfalz und 10 Gymnasien im Rhein-Neckar-Dreieck Experimente Arbeiten wie ein Chemiker Arbeitsblatt 15/21 Handwerkszeug des Chemikers 9. Der Bunsenbrenner hat verschiedene Flammen Materialien: Sicherheit: Durchführung: Bunsenbrenner mit Schlauch Anzünder (Alternative: Feuerzeug oder Streichhölzer) Magnesiastäbchen Becherglas 100 ml Lange Holzstäbchen Stoppuhr Wasser Trage beim Umgang mit dem Bunsenbrenner immer eine Schutzbrille und binde lange Haare zurück! Vorbereitung 1. Fülle das Becherglas halb mit Wasser. 2. Schließe den Brenner an den Gashahn an. Schließe die Luftzufuhr des Brenners und öffne den gelben Gashahn am Tisch. 3. Entflamme den Anzünder und öffne die Gaszufuhr am Brenner. Arbeiten mit der nichtleuchtenden Flamme 1. Öffne die Luftzufuhr. 2. Halte das Magnesiastäbchen horizontal für ca. 30 Sekunden in die zwei Bereiche der Flamme: in den Innenkegel und in die heißeste Zone des Außenkegels. Beobachte, in welchem Bereich der Flamme das Stäbchen glüht. 3. Kühle das Magnesiastäbchen im Becherglas mit Wasser ab. Arbeiten mit der leuchtenden Flamme 1. Schließe die Luftzufuhr. 2. Halte das Magnesiastäbchen ca. 30 Sekunden horizontal in die Flamme. Beobachte, ob das Stäbchen zu glühen beginnt. 3. Halte ein Holzstäbchen wenige Sekunden in die Brennerflamme, bis es anfängt zu verkohlen. Achtung: Das Stäbchen darf nicht anfangen zu brennen. 4. Sieh dir die verkohlten Stellen an. Auswertung: Zeichne eine leuchtende und eine nichtleuchtende Flamme. Zeichne ein, wo das in die Flamme gehaltene Stäbchen glüht bzw. verkohlt. Was schließt du aus der Beobachtung über die Temperaturverteilung in der Brennerflamme? Begründe, mit welcher Flamme man sinnvoller Weise beim Erhitzen arbeitet. Arbeitsgemeinschaften Naturwissenschaften und Technik Eine Zusammenarbeit der BASF Aktiengesellschaft, der Chemieverbände Rheinland-Pfalz und 10 Gymnasien im Rhein-Neckar-Dreieck Arbeitsblatt 16/21 Experimente Arbeiten wie ein Chemiker Handwerkszeug des Chemikers 9. Der Bunsenbrenner hat verschiedene Flammen Lehrerinformation Aufbau eines Bunsenbrenners Außenkegel ca. 1.500C Heißeste Zone ca. 1.600C Innenkegel ca. 300C Brennerrohr Drehbare, durchbohrte Hülse zur Luftregulierung Einstellschraube zur Gasregulierung Luftzufuhr Gaszufuhr Temperaturverteilung in den Brennerflammen Verkohlte Bereiche in der leuchtenden Flamme Glühende Bereiche in der nichtleuchtenden Flamme Arbeitsgemeinschaften Naturwissenschaften und Technik Eine Zusammenarbeit der BASF Aktiengesellschaft, der Chemieverbände Rheinland-Pfalz und 10 Gymnasien im Rhein-Neckar-Dreieck Experimente Arbeiten wie ein Chemiker Arbeitsblatt 17/21 Arbeitstechniken 10. Erhitzen von Stoffen Materialien: Bunsenbrenner mit Schlauch Anzünder (Alternative: Feuerzeug oder Streichhölzer) 5 Reagenzgläser Becherglas 250 ml Holzklammer Siedesteinchen Stoppuhr Chemikalien: Zucker Kochsalz Wachs Destilliertes Wasser Sicherheit: Durchführung: Trage eine Schutzbrille und binde lange Haare zurück! Richte beim Erhitzen die Öffnung des Reagenzglases von dir und deinen Mitschülern weg! Wenn beim Erhitzen Rauch entsteht, rieche nicht daran! Färbt sich die blaue Flamme über dem Reagenzglas gelb, brich das Erhitzen sofort ab! Das Glas beginnt dann zu schmelzen. Erhitzen von Flüssigkeiten 1. Nummeriere 5 Reagenzgläser mit 1 – 5. 2. Fülle Reagenzglas 1 bis maximal zu einem Drittel mit destilliertem Wasser und gib ein Siedesteinchen dazu. 3. Fass das Reagenzglas mit der Holzklammer an und halte es schräg in die Flamme. Achtung: Richte die Öffnung des Reagenzglases von dir und deinen Mitschülern weg. 4. Beginne mit dem Erhitzen in der Höhe des Flüssigkeitsspiegels und schüttele das Reagenzglas leicht, damit der Inhalt gleichmäßig erwärmt wird. Was beobachtest du? 5. Stelle das heiße Reagenzglas zum Abkühlen in das Becherglas. 6. Gib in Reagenzglas 2 einen Spatel Kochsalz und so viel Wasser, dass sich das Salz auflöst. Gib auch ein Siedesteinchen dazu. Erhitze wie oben und beobachte, was passiert. Erhitzen von festen Stoffen 1. Gib in Reagenzglas 3 ca. 1 cm hoch Zucker, in Reagenzglas 4 ca. 1 cm hoch Kochsalz und in Reagenzgläser 5 ca. 1 cm hoch Wachs. 2. Erhitze die Stoffe in der Flamme des Bunsenbrenners und beobachte, was passiert. Achtung: Brich das Erhitzen bei Rauchentwicklung sofort ab. 3. Stelle das Reagenzglas zum Abkühlen in ein Becherglas. Arbeitsgemeinschaften Naturwissenschaften und Technik Eine Zusammenarbeit der BASF Aktiengesellschaft, der Chemieverbände Rheinland-Pfalz und 10 Gymnasien im Rhein-Neckar-Dreieck Experimente Arbeiten wie ein Chemiker Arbeitsblatt 18/21 Arbeitstechniken 10. Erhitzen von Stoffen Auswertung: Trage deine Beobachtungen in die Tabelle ein. Verhalten beim Erhitzen Aussehen nach dem Erhitzen Wasser Kochsalz-Lösung Zucker Kochsalz Wachs 11. Wiegen und Volumen abmessen Materialien: Elektronische Waage Messzylinder 10 ml Erlenmeyerkolben 50 ml Sorgfalt: Beachte beim Umgang mit der empfindlichen Waage immer folgende Hinweise: • Stoße nicht an die Waage und drücke niemals auf die Waagschale. • Wiege Stoffe stets in einem geeigneten Gefäß ab (z. B. Uhrglas oder Becherglas). • Stelle niemals ein verschmutztes oder nasses Gefäß auf die Waagschale. Vollpipette 10 ml Peleusball oder Pipettierhilfe 5 Bechergläser 50 ml Arbeitsgemeinschaften Naturwissenschaften und Technik Eine Zusammenarbeit der BASF Aktiengesellschaft, der Chemieverbände Rheinland-Pfalz und 10 Gymnasien im Rhein-Neckar-Dreieck Experimente Arbeiten wie ein Chemiker Arbeitsblatt 19/21 Arbeitstechniken 11. Wiegen und Volumen abmessen Durchführung: 1. Nummeriere vier 50 ml Bechergläser mit 1 – 4. Wiege die Bechergläser und trage ihre Masse in die Tabelle ein. 2. Miss möglichst genau ein Volumen von 10 ml Wasser in unterschiedlichen Gefäßen ab. Benutze dazu nacheinander: Erlenmeyerkolben 50 ml Becherglas 50 ml Messzylinder 10 ml Vollpipette 10 ml 3. Gieße bzw. pipettiere jeweils den Inhalt eines Gefäßes möglichst vollständig in eines der gewogenen Bechergläser. 4. Wiege die Bechergläser erneut und trage die Werte in die Tabelle ein. Auswertung: Du weißt: 1 Wasser wiegt 1 kg. Überlege: 10 ml Wasser wiegen g. Becherglas Messgerät 1 Erlenmeyerkolben 50 ml 2 Becherglas 50 ml 3 Messzylinder 10 ml 4 Vollpipette 10 ml Leeres Becherglas wiegt [g] Becherglas mit 10 ml Wasser Wasser wiegt [g] wiegen [g] zu viel zu wenig gewogen [g] Arbeitsgemeinschaften Naturwissenschaften und Technik Eine Zusammenarbeit der BASF Aktiengesellschaft, der Chemieverbände Rheinland-Pfalz und 10 Gymnasien im Rhein-Neckar-Dreieck Arbeitsblatt 20/21 Experimente Arbeiten wie ein Chemiker Arbeitstechniken 12. Gleich viel ist nicht gleich schwer Materialien: Elektronische Waage Bechergläser 100 ml, 250 ml und 400 ml Messzylinder 10 ml, 25 ml und 100 ml Spatellöffel Trichter Wasserfester Eddingstift Chemikalien: Kochsalz Kunststoffgranulat Sand Aufgeschäumte Styroporperlen Durchführung: Gleiche Volumina 1. Überlege, mit welchem Gefäß du möglichst genau ein Volumen von 50 ml abmessen kannst. Nimm vier gleiche Gefäße, nummeriere und wiege sie. Trage die Werte in die 1. Tabelle ein. 2. Fülle von jedem Stoff möglichst genau 50 ml in ein Gefäß. Wiege die Gefäße erneut und notiere die Werte in der 1. Tabelle. 3. Rechne die Masse des jeweiligen Stoffes aus und trage auch diese Werte in die 1. Tabelle ein. Gleiche Masse Wiege nun exakt 50 von jedem der 4 Stoffe in einem geeigneten Gefäß ab. Welches Volumen nimmt jeder Stoff ein? Notiere den Wert in der 2. Tabelle. Auswertung: 1. Tabelle Gefäße 1 2 3 4 Inhalt (Stoff) Masse des leeren Gefäßes [g] Masse Gefäß mit Stoff [g] Masse des Stoffes [g] Arbeitsgemeinschaften Naturwissenschaften und Technik Eine Zusammenarbeit der BASF Aktiengesellschaft, der Chemieverbände Rheinland-Pfalz und 10 Gymnasien im Rhein-Neckar-Dreieck Arbeitsblatt 21/21 Experimente Arbeiten wie ein Chemiker Arbeitstechniken 12. Gleich viel ist nicht gleich schwer Auswertung (Fortsetzung): Die Stoffeigenschaft, die das Volumen und die Masse eines Stoffes zueinander in Beziehung setzt, ist die Dichte. Die Dichte beschreibt, wie viel Gramm eines Stoffes in ein bestimmtes Volumen passen. Dichte [g/ml] Masse [g] geteilt durch Volumen [ml] Berechne die Dichte der 4 Stoffe zuerst, indem du deine selbst bestimmte Masse (siehe letzte Zeile in der 1. Tabelle) in die Formel einsetzt. Trage das Ergebnis in die 3. Zeile der Tabelle ein. Berechne die Dichte dann, indem du dein selbst bestimmtes Volumen in die Formel einsetzt. Trage das Ergebnis in die letzte Zeile ein. 2. Tabelle Kochsalz Kunststoffgranulat Sand Styroporperlen Masse von 50 ml des Stoffes [g] Dichte [g/ml] Volumen von 50 des Stoffes [ml] Dichte [g/ml] Welche Werte für die Dichte des gleichen Stoffes erhältst du? Welcher Wert dürfte genauer sein? Welche Messfehler treten auf und wie kann man sie minimieren? Ordne die Stoffe nach steigender Dichte. Vergleiche deine Werte mit denen der Mitschüler, die andere Gefäße zum Abmessen des Volumens gewählt haben. Arbeitsgemeinschaften Naturwissenschaften und Technik Eine Zusammenarbeit der BASF Aktiengesellschaft, der Chemieverbände Rheinland-Pfalz und 10 Gymnasien im Rhein-Neckar-Dreieck