Übungen im Experimentalvortrag:Die Chemie des
Gehalten von: Pia Yvonne Brandt
Philipps-Universität MarburgFachbereich Chemie
3
MacGyver – ein kürzer Überblick
Zur Serie
US-amerikanische
Abenteuerserie
139 Episoden/ 7 Staffeln
Erstausstrahlung 1985
Letzte Ausstrahlung
10.08.-30.12.2005
Zur Hauptperson Studium der Chemie
und Physik Special Agent der
Phoenix Foundation Aufgabenbereiche Hilfsmittel
Zitat
4
Yo u d o n `t n e ed a w e ap o n w h e n y o u `re a rm ed w ith im ag in a tio n
M acG yver
5
Inhaltsverzeichnis1. Geheimtinte
2. Hausgemachter Feuerlöscher
3. Chemical fog
4. Bau eines Sprengsatzes
5. „Primitivbatterie“ zu Zeiten Arthurs
6. a) Vanadium-Nachweis
b) Elektrolyse
7. Kenntlichmachung eines
Laserstrahls
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1.Geheimtinte
Demonstration 1
Das hier verwendete Titelblatt Aus „Super Science with MacGyver“ konnte hier nicht veröffentlicht werden.Näheres siehe Ausarbeitung [3]
Sympathetische Tinte
konzeption-text.biz.html
• sympathisch von griech. Sympatheia = Zuneigung
• Nutzung bereits 50 n. Chr. (aus der Thithymallus-
Pflanze)
• sehr beliebt im 17. bis Anfang des 19. Jh.
• Verwendung: Übermittlung geheimer Botschaften
• nicht sichtbar oder verändert nach einiger Zeit
ihre Eigenschaften
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2. Hausgemachter Feuerlöscher
Versuch 1
9
2. Reaktion von Säuren und Salzen(Klasse 10.3.1)
)(32)()()(3 aqaqaqs COHNaC lHC lN aHCO
0,7)( H C lp K S 3 5,6)( 32 C OHp K S
Säurestärken:
HA
AOHS c
ccK
3OHHA 2 AOH3 SS KpK lg
2.1
2.2 )(32 aqCOH OHCO g 2)(2
10
3. Chemical fog
Versuch 2
11
3. Chemical fog
OHNaC lNHNaOHC lNH sgaqs 2)()(3)()(4
3.1 Vorreaktionen:
)()(44)(42)(4 gsaqs HClHSONHSOHClNH
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3.2 Gleichgewicht einer Säure-Base-Reaktion
(Klasse 10.3.1)
fog - smoke
S2-B1-Addukt S1 B2
)2()1(
S
S
KKK )2()1( SS pKpKpK
Gleichgewichtskonstante
)()(3 gg HClNH
25,16pK
)(4 sClNH
13
3.3 Aggregatzustände(Klasse 8.1)
Nebel
flüssig/gasförmig
Heterogene Gemische
Rauch
fest/gasförmig
AEROSOL
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4. Bau eines Sprengsatzes- oder die Reaktion eines unedlen Metalls mit
Wasser (Versuch 3)(Klasse 11.1)
4.1 Reaktionsmechanismus
Normalpotential Natrium
Normalpotential Wasser
Potentialdifferenz
= -2,713 V
= -0,828 V
ΔE = 1,885 V
kJHHOHNaOHNa gaqaqaqs 5,2852222 )(2)()()(2)(
kJHOHOH ggg 98,24122 )(2)(2)(2
0 +I -II +I -II +I 0
0 0 +I -II
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4. Anwendung der Reaktion Natrium mit Wasser
Versuch 3
16
5. „Primitivbatterie“ zu Zeiten Arthurs
Versuch 4
17
5.1 Das Daniell-Element(Klasse 10.1.)
Halbzellreaktionen
Summe beider Zellreaktionen:
Reduktion:
Oxidation:
+II 0
0 +II
Gesamtreaktion
VE
EEE AnodeKathode
1,1
+II 0 0 +II 2)()()(
2)( aqssaq ZnCuZnCu
VZnZnEeZnZn
VCuCuECueCu
aqs
saq
76,0)/(2
34,0)/(2
22)()(
2)(
2)(
18
5.2 Nernstsche Gleichung(Jg. 13.2 Elektrochemie Wahlthema)
allgemein:
für Daniell-Element:
)()(
ln2
)/()/(
)(1ln
2)/(
)(1ln
2)/(
ln
2
222
22
22
CuaZna
FRTZnZnECuCuEE
EEE
ZnaFRTZnZnEE
CuaFRTCuCuEE
QzFRTEE
AnodeKathode
Anode
Kathode
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6. a) Farben der Komplexe des
VanadiumsVersuch 5
6. b) ElektrolyseVersuch 6
6a) 1. Oxidationsstufen des Vanadiums
OHV OU OK 242 5.1)) ((
][),(),( 1 0322 OA l S iFO HVA lK
C lV OP b 345 )(
Vorkommen:
Vanadinit
Roscoelit
Carnotit
Vanadium:
Erstentdeckung 1802 Andrés Manuel del Rio
Zweitentdeckung 1830 Niels Gabriel Sefström
Elementhäufigkeit: 0,013 (Gew.-% bezogen auf die Erdkruste)
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6a) 2. Farbigkeiten der Komplexe(Jg. 13.2 Wahlthema Komplexchemie)
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6a) 3. Physiologisches
• essentiell für Menschen (täglich 1-2 mg), Tiere und Pflanzen
• längere Einnahme von überphysiologischen Mengen führt zu:
- grünschwarzer Verfärbung der Zunge- Asthma- Übelkeit- Krämpfen- evtl. Bewußtlosigkeit- (toxisch)VANADISMUS
www.muez.de
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6b) Elektrolyse(Klasse 11.1. Redoxreaktionen der Elektrolyse)
Kathode (Eisenelektrode)
Anode (Graphitelektrode)
Gesamtgleichung
6b).1 Reaktionsgleichungen
)()(322 aqaq OHOHOH
+I -I +I –II 0 0 +I -II +I )()()(2)(22)()( 22222 aqaqggaqaq OHNaClHOHClNa
eClCl gaq 22 )(2)(
-I 0
)()(2)(3 2 aqgaq HOHeOH+I –II 0 –II +I
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6b) 2. Strukturen des Phenolphthaleins
(Klasse 10.3.1.)
C
O
O
OH
OH
COO O
O Na+
Na+
-
-
Phthalid-Form Chinoide-Form
+2NaOHOH22
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7. Laser
Demonstration 2
7. Laser(Physikalische Chemie)
LASER = Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation
(Lichtverstärkung durch stimulierte Emission von Strahlung)
Stimulierte Emission:
Ein Photon induziert in einem angeregten Atom eine weitere Emission eines Photons
w w w .irs .u n i-s tu ttg a rt.d e /leh re
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• monochromatisch
• hohe räumliche Kohärenz
• kleine Strahlendivergenz
7.1 Eigenschaften eines Laserstrahls
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7.2 Streuung am Laserstrahl
Laser
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