Nichtmetalle und ihre Verbindungen

 

Wasser und Wasserstoff

 

Volumenänderung bei Aggregatzustandsänderung am Beispiel des Wassers - "Eine Bierdose schrumpft" - ein eindrucksvolles Experiment zur Verdeutlichung der starken Volumenverringerung bei Abkühlung heißer Gase

 

Dichteanomalie des Wassers - Demonstration dieses Phänomens im Vergleich zum Verhalten von festem und flüssigen Eisessig.

 

Abhängigkeit des Siedepunkts eines Stoffes vom Druck am Beispiel des Wassers - einfaches Experiment zur eindrucksvollen Demonstration dieses Phänomens

 

Knallgasreaktion - Herstellung des Knallgasgemisches durch Elektrolyse von Kalilauge

 

Knallgasreaktion - Herstellung des Knallgasgemisches in kleinen Mengen im Schülerexperiment. Das Knallgasmeisch wird in einer Porzellanschale in Seifenblasen aufgefangen und gezündet.

 

Herstellen von Wasserstoff aus Rohrreiniger - Reaktion von Natriumhydroxid mit Aluminium

 

Wasserstoff in Natriumhydroxid - Nachweis des Wasserstoffs im Ätznatron

 

Reaktion von Wasser mit Magnesium - Redoxreaktion von Wasser mit Magnesium und Erzeugung einer Wasserstoffflamme

 

Der Minihoffmann -  Apparatur aus einem Überraschungsei zur Spaltung von Wasser

 

Der Zipper-Akku - Experiment mit Alltagsgegenständen, bei dem ein einfacher Akkumulator hergestellt wird

 

 

 

Sauerstoff und weitere Oxidationsmittel

 

Schnelle Zigarette - eindrucksvolles Experiment zur Demonstration der verbrennungsfördernden Wirkung von Sauerstoff

 

Herstellen von Sauerstoff aus Wasserstoffperoxid mit Hefe als Katalysator - eindrucksvolles Experiment

 

Sauerstoffherstellung nach Scheele - Reaktion von Mangan(IV)-oxid mit konzentrierter Schwefelsäure

 

Sauerstoffherstellung aus Oxyreinigern - Oxyreiniger enthalten Bleichmittel auf Sauerstoffbasis, meist Perborate oder Percarbonate; eine preiswerte Variante zur Herstellung auch größerer Mengen Sauerstoff - mit Alltagsbezug

 

Sauerstoffherstellung durch thermische Zersetzung von Kaliumchlorat - Vergleich mit der Zersetzung eines Kaliumchlorat-Braunstein-Gemisches, wobei Braunstein als Katalysator wirkt

 

Brennende Wunderkerzen unter Wasser - eindrucksvolles Experiment

 

Verbrennen von Wachsdampf in reinem Sauerstoff - mit sehr geringen mengen ein großer Effekt!

 

"Zündplättchen"-Reaktion - Reaktion von Kaliumchlorat mit Schwefel in sehr geringen Mengen

 

 

Stickstoff

 

Stickstoffherstellung - durch Reaktion einer Ammoniumsalz- mit eine Nitritlösung

 

Bierschaum - Vergleich der Haltbarkeit von Bierschaum beim Guinnes Draught Beer® und einem hellen Bier Pilsner Brauart

 

 

Kohlenstoffdioxid

 

Löslichkeit von Kohlenstoffdioxid I - eindrucksvolles Experiment zur begrenzten Löslichkeit von Kohlenstoffdioxid in Wasser am Beispiel des Auflösens von Brausetabletten in Wasser

 

Löslichkeit von Kohlenstoffdioxid II - in Abhängigkeit von der Temperatur

 

Löslichkeit von Kohlenstoffdioxid III - in Abhängigkeit vom Druck

 

Reaktion von Kohlenstoffdioxid mit Kalkwasser - eindrucksvolles Experiment zur Darstellung der Reaktion der beiden Stoffe; als Modellexperiment zum Abbinden von Kalkmörtel geeignet

 

Natron - Zusammenstellung von meist einfachen Experimenten mit Natriumhydrogencarbonat und seiner Bedeutung im Haushalt

 

Fällung von Calciumcarbonat - Petrischalenexperiment: Bildung des Niederschlags und Auflösung durch Citronensäure

 

Untersuchung von Backpulver - Nachweis von Carbonaten im Backpulver

 

 

Schwefel und Schwefelverbindungen

 

Schwefeln von Äpfeln - Demonstration der konservierenden Wirkung von Schwefeldioxid

 

Reaktion von Zink mit Schwefel -  beeindruckender Freiluftversuch zur Demonstration

 

Reaktion von Zink mit Schwefel (Variante II) - Anleitung zur Demonstration im Abzug (Schlechtwettervariante)

 

Reaktion von Kupfer mit Schwefel - Schülerversuch zur Stoffumwandlung oder einfachen Redoxreaktionen

 

Weitere Experimente siehe unter "Redoxreaktionen" und unter "Säure-Base-Reaktionen"

 

 

 

Phosphor und Phosphorverbindungen

 

Nachweis von Phosphationen - Herstellen einer haltbaren Ammoniummolybdatlösung und Nachweis von Phosphationen (z.B. in Cola)

 

Weitere Experimente siehe unter "Redoxreaktionen" und unter "Säure-Base-Reaktionen"

 

 

Nebengruppenelemente und Redoxreaktionen

 

Reaktionen mit Eisenverbindungen

 

Oxidation von Eisen(II)-Ionen - mit verschiedenen Oxidationsmitteln (Wasserstoffperoxid, Chlor, Brom) in Petrischalen (Overhead-Projektion)

 

Oxidation von Eisen(II)-Ionen - in einer chemikaliensparenden Variante mit den Oxidationsmitteln Wasserstoffperoxid und Brom

 

Reduktion von Eisen(III)-Ionen - mit verschiedenen Reduktionsmitteln (Zink, Iodid) in Petrischalen (Overhead-Projektion)

 

Reduktion von Eisen(III)-Ionen mit Zink - Overheadprojektion oder Dokumentenkamera; Nachweis der entstehenden Eisen(II)-Ionen

 

Reduktion von Eisen(III)-Ionen mit Iodid - in einer chemikaliensparenden Variante; Nachweis des Verbrauchs der Eisen(III)-Ionen und Nachweis des entstehenden Iods

 

Oxidation von Eisen(II)-Ionen mit Permanganat - eine bekannte Redoxreaktion sowie der Nachweis der Eisen(III)-Ionen als eindrucksvolles Demonstrationsexperiment

 

Thermit-Verfahren - Aluminothermisches Schweißen - Anleitung für zwei Varianten, die sich hinsichtlich der eingesetzten Ausgangsstoffe und hinsichtlich des Zündens des Gemisches unterscheiden.

 

Bildung von Eisen(II)-sulfid - verschiedene Varianten, einschließlich Unterscheidung der Ausgangsstoffe und Reaktionsprodukte

 

 

Redoxreaktionen mit Manganverbindungen

 

Reduktion von Permanganat im sauren Milieu - chemikaliensparende Variante mit den Reduktionsmitteln Eisen(II)-Ionen, Sulfit-Ionen, Nitrit-Ionen, Wasserstoffperoxid und Oxalsäure

 

Reduktion von Mangan(IV)-oxid - Möglichkeit zur Beseitigung von Braunsteinrückständen in Reagenzgläsern (z.B. nach der Sauerstoffherstellung aus Kaliumpermanganat)

 

pH-Abhängigkeit von Redoxreaktionen - am Beispiel der Reduktion von Permangant durch Sulfit als Petrischalenexperiment

 

pH-Abhängigkeit von Redoxreaktionen II - Reduktion von Permanganat mit Sulfit in einer chemikaliensparenden Variante

 

Fällung und Oxidation von Mangan(II)-hydroxid - bei den meisten Experimenten wird eine Reduktion von Manganverbindungen gezeigt; hier einmal die Variante der Oxidation von Mangan(II) zu Mangan(III) bzw. Mangan(IV)

 

 

 

Redoxreaktionen mit Kupferverbindungen

 

Reaktionen mit Kupfer(II)-chlorid-Dihydrat - Redoxreaktion des Feststoffes mit Zink sowie der Lösung mit Aluminium

 

Oxidation von Aluminium - eindrucksvolles Experiment zur Oxidation von Aluminium in einer salzsauren Kupfer(II)-chloridlösung - auch in den Bereichen "Komplexchemie" und "Elektrochemie" anwendbar ("Vernichtung von Aluminiumfolie in größeren Mengen")

 

Ätzen einer Platine - Oxidation von Kupfer durch Eisen(III)-chloridlösung oder Wasserstoffperoxidlösung

 

Herstellung von Kupfer I - Reaktion von Kupfer(II)-oxid mit Eisen

 

Herstellung von Kupfer II - Reaktion von basischem Kupfer(II)-carbonat (Malachit) mit Kohlenstoff (Holzkohle)

 

Reduktion von Kupfer(II)-Ionen - Reaktion mit Kaliumiodid; Nachweis des entstehenden Iods und erneute Reduktion zu Iodid mit Natriumsulfit-Lösung

 

 

Redoxreaktionen mit Silberverbindungen

 

Reduktion von Silberionen mit Kupfer - Beobachtung des Verlaufs dieser Reaktion mit der Dokumentenkamera und Nachweis der entstehenden Kupfer(II)-Ionen mit Ammoniaklösung

 

Versilbern einer Kupfermünze - Auftragen einer Silbernitratlösung auf eine Kupfermünze mithilfe eines Wattestäbchens

 

Zementation von Silber - Reaktion von Silbernitrat-Lösung mit Zink; Beobachten des Verlaufs der Reaktion mit einer Dokumentenkamera

 

Bildung und Zersetzung von Silber(I)-sulfid - Reaktion des Silbers mit Schwefel und die thermische Zersetzung des Reaktionsproduktes

 

Hydrochinon als fotografischer Entwickler - Demonstration des Entwicklungsprozesses in der Schwarz-Weiß-Fotografie

 

 

Redoxreaktionen mit Schwefelverbindungen

 

Schwefeldioxid-Herstellung aus Thiosulfat -Reaktion von Natriumthiosulfat-Pentahydrat mit Eisen(III)-nitrat-Nonahydrat

 

Reaktion von Sulfid mit Iod - einfaches, aber eindrucksvolles Reagenzglasexperiment: Sulfid + Iod reagieren zu Schwefel und Iodid

 

Reaktion von Sulfit mit Iod - Vorstellung von drei Varianten der Durchführung

 

Reaktion von Thiosulfat mit Iod - einfaches Experiment in drei kleinen Varianten

 

 

 

 

Redoxreaktionen mit Halogenverbindungen

 

Oxidation von Iodidionen - mit Eisen(III)-Ionen und Nachweis des entstehenden Iods mit Stärkelösung (als Demonstrationsexperiment in der Petrischale)

 

Reaktion von Halogenen mit Halogeniden - Redoxreaktionen in Petrischalenexperimenten

 

Iodiertes Speisesalz - Nachweis von Iodat in Speisesalz durch Synproportionierung mit Iodid

 

Vergängliche Schrift - Geheimschrift, die erscheint und schnell wieder verschwinden kann; basierend auf der Oxidation von Iodid zu Iod und anschließender Reduktion zu Iodid

 

Klorix und Essigreiniger - Bildung und Nachweis von Chlor bei der (falschen) Nutzung von Haushaltreinigern auf Chlorbasis (Bildung von Chlor aus Hypochlorit und Disproportionierung von Chlor in wässriger Lösung)

 

Chlorat in Streichhölzern - Nachweis von Chlorat in Streichholzkuppen durch Synproportionierungsreaktion unter Bildung von Chlor (Nachweis mit Kaliumiodid-Stärke-Papier)

 

 

Redoxreaktionen mit organischen Stoffen

 

Oxidation von Ethanol durch Permanganat - im sauren und schwach basischen Milieu mit Nachweis des entstehenden Ethanals mittels SCHIFF'scher Reagenz

 

Oxidation von Propan-1-ol und Propan-2-ol - Kaliumpermanganat als Oxidationsmittel, Demonstrationsexperiment für den Overhead-Projektor

 

Erzeugung eines Silberspiegels - die Tollenssche Probe zur Erzeugung schöner Christbaumkugeln - Experimente nach drei verschiedenen Varianten

 

Oxidation von Glycerin - Reaktion mit Permanganat

 

 

Weitere Redoxreaktionen

 

Wasserstoffperoxid als Redoxampholyt - je zwei Experimente zur Demonstration der oxidierenden bzw. der reduzierenden Wirkung von Wasserstoffperoxid

 

Reinigen von Silber - Experimente zur Reduktion von Silberverbindungen auf Silbergegenständen

 

Bengalische Feuer - chemikaliensparende und länger brennende Variante im Reagenzglasversuch

 

 

Komplexverbindungen

 

Eisenkomplexe

 

Bildung von Berliner Blau - im Petrischalenexperiment und bei unterschiedlichen Temperaturen

 

Eisen-Gallus-Tinte - Herstellung einer einfachen Tinte aus Eisen(II)-salz und schwarzem Tee

 

Eisenkomplexe/Stabilität des Berliner Blaus - eine Reihe von Experimenten, die hintereinander die unterschiedlichsten Farben von Eisenverbindungen ergeben

 

Eisen(III)-Komplexe - Reagenzglasversuche zur Bildung verschiedenster Eisen(III)-Komplexverbindungen

 

Maskierung von Ionen - Kombination aus drei Experimenten zur Verdeutlichung der hohen Komplexstabilität von Hexafluoridoferrat(III) und Hexacyanidoferrat(III)

 

Bildung und Zerfall eines Eisen(III)-Tannin-Komplexes - eindrucksvolles Experiment zu Komplexbildung und Komplexzerfall veranschaulicht durch einen deutlichen Farbwechsel

 

Geheimschrift mit Eisen(III)-Komplexen - Bildung von Eisen(III)-Komplexen auf einem Filterpapierbogen mit Tannin, Salicylsäure, Hexacyanoferrat(II), Thiocyanat und Carbonat

 

Farbspiele mit Eisen- und Manganverbindungen - attraktiver Farbwechsel von Lösungen, die hintereinander in verschiedene (präparierte) Bechergläser gegossen werden. Die Farbwechsel beruhen auf Komplexreaktionen, Säure-Base-Reaktionen und Redoxreaktionen; auch als Schauexperiment geeignet

 

Fluoride im Mundwasser - Nachweis von Fluoriden durch Maskierung von Eisen(III)-Ionen

 

 

Kupferkomplexe

 

Reaktion von Kupfer(II)-Ionen mit Ammoniak - als Nachweis für Kupfer(II)-Ionen oder Ammoniak geeignet

 

Ligandenaustauschreaktion - schrittweiser Austausch des Ligands Wasser gegen Chloridionen in Kupfer(II)-Komplexen

 

Komplexbildung mit Hirschhornsalz - zur Bildung des blauen Tetramminkupfer(II)-Komplexes kann an Stelle der Ammoniaklösung auch dieses Backtriebmittel verwendet werden

 

 

Weitere Komplexverbindungen

 

Rohrreiniger - Drei Experimente zu Reaktionen mit Rohrreiniger; Ätznatron und Aluminium reagieren unter Bildung des Hydroxidoaluminat-Komplexes und Wasserstoff

 

Fixieren von Filmen und Bildern - der Fixierprozess als Teil des fotografischen Prozesses zur Herstellung von Schwarz-Weiß-Fotos; Bedeutung des Fxiersalzes für die Bindung nicht umgesetzter Silbersalze

 

Komplexreaktionen auf Filterpapier - Experimente zur Zusammenfassung, Wiederholung und Systematisierung der komplexchemischer Reaktionen, die außerdem äußerst Chemikalien sparend sind

 

 

Säure-Base-Reaktionen

 

Säuren und saure Lösungen

 

Elektrische Leitfähigkeit von Citronensäurelösungen - Untersuchung der elektrischen Leitfähigkeit einer schwachen Säure im kalten und warmen Wasser sowie in Aceton

 

Reaktion von Magnesia mit Salzsäure - Experiment zur Demonstration der unterschiedlichen Reaktionsfähigkeit von Magnesiumoxid; (Warum Magnesiastäbchen nicht mit Säuren reagieren...)

 

Herstellen von Phosphorsäure - stark exotherme Reaktion von Diphosphorpentoxid mit Wasser

 

Demonstrationsexperiment Saurer Regen - Verbrennung von Schwefel und Reaktion des Schwefeldioxids mit Wasser - durchgeführt im Erlenmeyerkolben

 

Exotherme Reaktion von Schwefeldioxid mit Wasser - ein chemikaliensparendes Schülerexperiment

 

Reaktion von Eisen mit verdünnter Schwefelsäure - Beobachtung mit der Dokumentenkamera

 

Wasserentziehende Wirkung konzentrierter Schwefelsäure - Demonstration am Beispiel des Wasserentzugs von Kupfer(II)-sulfat-Pentahydrat (geeignet für Nutzung der Dokumentenkamera)

 

Vergleich von konzentrierter und verdünnter Schwefelsäure - Versuch zum Darlegen der Abhängigkeit der Geschwindigkeit der Reaktion von der Verdünnung 

 

 

Basen und basische Lösungen

 

Die Laugenbrezel - Der basische Charakter einer Laugenbrezel kann einfach demonstriert werden.

 

Funktionsweise Rohrreiniger - Experimente mit Rohrreiniger zur Demonstration der Eigenschaften des Ätznatrons

 

Kaustifizierung von Soda - pH-Wert-Messung von Sodalösung, Kalkmilch und dem Gemisch beider Lösungen; Erhöhung des pH-Wertes durch unterschiedliche Löslichkeit der Hydroxide

 

Reaktion von Natrium mit Wasser - eine bekannte Reaktion als eindrucksvoller und chemikaliensparender Reagenzglasversuch

 

Natriumhydroxid + Schwefelsäure - Reaktion von konzentrtierter Schwefelsäure mit Ätznatron - eine stark exotherme Reaktion

 

 

Indikatoren

 

Alltagsprodukte und natürliche Indikatoren - Untersuchung der sauren, basischen und neutralen Reaktion verschiedener Alltagsprodukte mit natürlichen Indikatoren (Rotkohl, Rote Bete, Holunder- und Schwarzer Tee)

 

Radieschenschalen als Indikator - die vorherige Beschreibung ergänzendes Experiment zum Thema "natürliche Indikatoren"

 

Besonders schöne Farbänderungen- eindrucksvolles Petrischalenexperiment zum Farbumschlag von Bromthymolblau, Bromkresolgrün und anderen Indikatoren

 

Ionenwanderung - Verdeutlichung der positiven Ladung der hydroniumionen und der negativen Ladung der Hydroxidionen mithilfe eines Indikators und des elektrischen Stroms

 

 

 

Säure-Base-Theorie nach Brönsted

 

Starke und schwache Säure - Zur Einführung der Säurestärke in der Sekundarstufe II können die Unterschiede zwischen starken und schwachen Säure anhand der aus der Sekundarstufe I bekannten Reaktion mit unedlen Metallen herausgearbeitet werden. Gleichzeitig kann der aus der Reaktionskinetik bekannte Zusammenhang zwischen Konzentration und Reaktionsgeschwindigkeit aufgegriffen werden.

 

"Rauchende Hände" - eindrucksvolles Experiment zur Demonstration der Reaktion von Ammoniak mit Chlorwasserstoff

 

Ammoniak-Springbrunnen - eine chemikaliensparende Variante

 

Ammoniumchlorid - Bildung und Zersetzung

 

Ammoniumacetat - einige Experimente mit diesem Salz: saure Reaktion der Ammoniumionen und basische Reaktion der Acetationen, Herstellung von Ammoniumacetat(-Rauch), pH-Wert von Ammoniumchlorid-, Natriumacetat- und Ammoniumacetatlösung; Ableiten der Protolyseregeln

 

Ammoniumionen-Nachweis in und mit Alltagsprodukten - Ammoniumionen in Salmiakpastillen werden mit Natriumhydroxid aus Rohrreiniger "Rohrfrei" nachgewiesen.

 

Hydrogencarbonat im Backpulver - Nachweis von Carbonaten im Backpulver - als Säure kann Citronensäure oder Dihydrogenphosphat verwendet werden.

 

Der DEO-Kristall - Demonstration der sauren Reaktion von Ammoniumalaunen (Ammonium- und Aluminiumsalzen) zur Verhinderung der Geruchsbildung bei Schweißabsonderung

 

Untersuchung von Holzasche - pH-Wert und Zusammensetzung von Holzasche; Gewinnung von Pottasche

 

Eisen(III)-Aquakomplexe als Protonendonatoren - Reaktion von Eisen(III)-nonahydrat mit Natriumcarbonat im festen Zustand unter Freisetzung von Kohlenstoffdioxid

 

Aluminium-Aqua-Komplexe als Protonendonatoren - Reaktion von Kaliumaluminiumsulfat mit Natriumhydrogencarbonatlösung (durch Zusatz von Gelatine unter stabiler Schaumbildung)

 

Untersuchen von Ampholyten - Reaktionen zur Veranschaulichung des amphoteren Verhaltens von Hydrogencarbonat, Dihydrogenphosphat und Hydrogenphosphat

 

Soda und Citronensäure - basische Reaktion des Soda und saure Reaktion der Citronensäure sowie die Reaktion von Soda mit Citronensäure in der Petrischale demonstriert

 

Auflösen einer Brausetablette bei verschiedenen pH-Werten - Demonstration der unterschiedlichen Mengen von entstehendem Kohlenstoffdioxidgas beim Auflösen einer Brausetablette in Wasser, Essigsäure und Natriumsulfit-Lösung

 

Erstellen von Titrationskurven mit Hilfe von Messwerterfassung - Anleitung für die Erstellung von Titrationskurven am Beispiel der COBRA 4 - Systems