Ziel des Versuchs: Die brandfördernden bzw. brandhemmenden Eigenschaften von Stickstoff, Sauerstoff und Kohlenstoffdioxid sollen getestet werden
| Thema: Luft als Gasgemisch | Tags: Sauerstoff, Stickstoff, Verbrennen | Klassenstufen: 5-6 | Versuchsart: LV |
Materialien
Zwei Bechergläser (empfehlenswert: 200ml – 500 ml); ein Teelicht; Feuerzeug oder Streichhölzer; Stoppuhr
Chemikalien
Sauerstoff, Stickstoff
Durchführung
Zuerst werden die Teelichter angezündet. Dann wird eines der Bechergläser über das Teelicht gestülpt und die Zeit, bis das Teelicht erlischt, gemessen. Nach dem erneuten Entzünden des Teelichtes wird das Becherglas mit Stickstoff gefüllt (entweder aus der Druckgasflache oder aufgefangenes Gas von dem flüssigen Stickstoff) und erneut über das Teelicht gestülpt. Zuletzt wird dieser Versuch mit Sauerstoff wiederholt. Die SuS messen die Zeit für beide Gase und und vergleichen sie mit der Messung an normaler Luft. Für den Versuch mit Stickstoff kann auch direkt Gas aus dem Styroporbecher auf das Teelicht gegossen werden. Dies ist aber vorsichtig durchzuführen, da kein flüssiger Stickstoff auf die Kerze tropfen soll.
Beobachtung
Mit Stickstoff erlischt das Teelicht sofort und mit Sauerstoff brennt es ungefähr 3-4 Mal solange wie an normaler Luft. Außerdem ist zu Beginn ein Aufleuchten des Teelichtes zu beobachten.
Deutung
Das Teelicht benötigt Sauerstoff zum Brennen. Ist es nur von Stickstoff umgeben, erlischt (erstickt) es daher sofort. In dem Becherglas mit Sauerstoff hingegen kann es länger brennen, da eine deutlich größere Menge an Sauerstoff zu Verfügung steht als in dem gleichen Becherglas mit Raumluft (diese besteht nur zu ca. 21% aus Sauerstoff).
Alternativen: Mit diesem Versuchsaufbau kann zusätzlich auch die Dichte von Sauerstoff und Stickstoff relativ zu normaler Luft qualitativ bestimmt werden. Dafür wird Gas in zwei Bechergläser gefüllt, eines auf dem Kopf stehend bzw. Leicht über den Boden gehalten und eines normal herum auf dem Boden stehend. Dann wird geprüft, welches der Bechergläser den vorher beobachteten Effekt auf das Teelicht hat in dem sie nach einem kurzen Moment jeweils über ein Teelicht gestülpt werden. Danach wird der Versuch mit dem anderen Gas wiederholt. (Bei Sauerstoff hat das richtig herumstehende Glas den brandfördernden Effekt [-> Sauerstoff hat eine höhere Dichte als durchschnittliche Luft] und bei Stickstoff das auf dem Kopf stehende Glas [Stickstoff hat eine geringere Dichte als durchschnittliche Luft]).
Als kleine Alternative sei auch erwähnt, dass die Gase mittels einer pneumatischen Wanne in die Bechergläser eingeleitet werden können. Dies ist zwar sicherer, jedoch schwieriger durchzuführen und es dauert länger. Außerdem setzt es voraus, dass die Schule eine solche Wanne besitzt.
Entsorgung
Hausmüll
Anmerkungen & Unterrichtsanschlüsse: Dieser Versuch ist einer der Kernversuche bei der Untersuchung von Luft und deren Bestandteilen, da er es den SuS ermöglicht, die Eigenschaften von Sauerstoff und Stickstoff direkt zu erfahren. Er eignet sich auch in einer Unterrichtseinheit über Feuer oder Gase.
Literatur
-
Feedback
Haben Sie Anmerkungen, Feedback oder Kritik zu diesem Experiment? Kontaktieren Sie uns unter Bezugnahme auf diese Seite!
Copyright und Lizenzen: Alle Rechte an den Inhalten dieser eLearning-Materialien liegen beim Autor oder den jeweiligen Urheberrechtsinhabern. Sämtliche Bilder und Texte sind entweder vom Autor selbst fotografiert oder verfasst oder sind gemeinfrei, es sei denn, es ist eine andere Quelle angegeben. Die gesammelten/vollständigen Literaturverzeichnisse der einzelnen Versuche sind jeweils in den entsprechenden Gesamtprotokollen zu finden.
Haftungsausschluss: Die Benutzung der hier vorliegenden Informationen geschieht auf vollkommen eigene Verantwortung. Haftung für Schäden oder Verluste, die beim Umgang mit den hier beschriebenen Stoffen oder bei der Durchführung von chemischen Versuchen entstehen, ist ausgeschlossen; ebenso wie Schadensersatzforderungen oder Gewährleistungsansprüche aufgrund falscher oder fehlender Angaben. Die Angaben zu den Stoffen und die Experimentieranleitungen wurden jedoch sorgfältig und nach bestem Gewissen erstellt und sind in jedem Falle zu beachten.