1. Versicherungen für Familien

1. Versicherungen für Familien ^1,2

Heutzutage ist es möglich, sich gegen fast jedes Unglück zu versichern. Im Internet sind u.a. Versicherungen zu finden, die gegen eine Alien-Entführung oder Misserfolg im Lottospiel versichern. Ebenso kann sich die Familie für den Fall versichern, dass der Weihnachtsmann, der im Kamin stecken geblieben ist, von der Feuerwehr befreit wird.

Bei diesen Versicherungen ist leicht zu erkennen, dass es sich eher um eine unterhaltsame Geschenkidee handelt. Doch welche Versicherung ist für eine Familie wirklich wichtig? Als wichtigste Versicherung wird die Private-Haftpflichtversicherung genannt. Hierbei ist die gesamte Familie gegen Schäden im privaten Umfeld versichert.

Zu beachten ist, dass Kinder unter sieben Jahren nicht haftbar gemacht werden können. Die Haftpflichtversicherung zahlt in diesen Fall nur für den Schaden, wenn die Eltern z. B. die Aufsichtspflicht verletzt haben. Eine Risiko-Lebensversicherung ist sinnvoll, wenn der Hauptverdiener plötzlich stirbt und der andere Elternteil wegen Kindererziehung keine Möglichkeit hat, genügen Geld zu verdienen. Kinder, Schüler und Studenten sind aufgrund der Unfallversicherung im Kindergarten, in der Schule und in der Universität sowie auf Schul- und Heimweg gesetzlich versichert. Dies gilt aber nicht in ihrer Freizeit, deswegen sollten nicht nur die Eltern für sich, sondern auch für ihre Kinder eine private Unfallversicherung abschließen. Eine Gebäudeversicherung gegen Brand-, Blitzschlag-, Leitungswasser-, Sturm- und Hagelschäden für das eigene Haus ist ebenso erforderlich. Ebenso kann sich die Familie durch eine Hausratsversicherungen gegen Brand, Blitzeinschlag, Explosion, Sturm, Hagel, Leitungswasserschaden und Einbruch versichern. In der gesetzlichen Krankenkasse ist die ganze Familie incl. Ehepartner und Kinder versichert. Als Selbstständiger und Freiberufler ist zu beachten, dass in der privaten Krankenversicherung jeder einzelne der Familie extra zu versichern ist. Angestellte können sich ab der Verdienstgrenze von 50.850 Euro ³ im Jahr, Selbstständige und Freiberufler unabhängig vom Gehalt privat versichern.

1 Vgl. Schmelz, Dr. med. A.: Versicherungen für Familien. In: Elternwissen. URL:

http://www.elternwissen.com/familienfinanzen/familien-versicherungen/art/tipp/versicherungen-fuer- familien-welche-brauchen-sie-wirklich.html. Letzter Zugriff: 02.05.2012.

2 Vgl. Rais, Verena: Verrückte Versicherungen zum Verschenken. In: VerbraucherNews. URL:

http://www.verbrauchernews.de/artikel/0000013615.html. Letzter Zugriff: 02.05.2012.

3 Vgl. Barth, R.: Wer kann sich privat versichern?. In: Private Krankenversicherung. URL:

http://www.beste-private-krankenversicherung.de/wer_kann_sich_versichern.htm. Letzter Zugriff:

02.05.2012.

2. Unfallmeldungen ⁴

Immer wieder stehen in der Zeitung Artikel über Chemieunfälle. Ein aufmerksamer Leser wird aus den Artikeln viel lernen können. Im Folgenden einige Berichte:

4 Vgl. Wiechoczek, D., Blume, R.: Meldungen zu Chemie-Unfällen. In: Prof. Blumes Medienangebot.

URL: http://www.chemieunterricht.de/dc2/gefahr/gefahren1.htm. Letzter Zugriff: 02.05.2012.

„Rohrfrei-Bombe

Schüler füllen eine Abflussreiniger-Mischung in eine Sprudelflasche. Dann haben sie Wasser dazu gegeben und die Flasche verschlossen. Ein 14jähriges Mädchen schüttelt die Flasche "zum Aktivieren". Folge: Die Flasche explodiert in ihrer Hand.

Wegen Verletzungen, Verätzungen sowie Verbrühungen wird die Schülerin ins Krankenhaus gebracht. (Aachen)“

„Grillunfall (III)

Ein 30jähriger will seinen Grill aktivieren, indem er auf die glimmende Kohle mehrmals Spiritus nachschüttet. Ein 11jähriger schaut interessiert zu. Er erleidet bei der anschließenden Verpuffung schwere Brandverletzungen. (Petershagen)“

„Gift in der Flasche (II)

Statt Obstler bekommen acht deutsche Skitouristen konzentriertes Spülmittel serviert, das sie auch brav trinken. Sie werden mit schweren Verletzungen des Magen-Darm-Trakts ins Krankenhaus gebracht. Das Spülmittel ist in einer ausgedienten, noch etikettierten Obstlerflasche aufbewahrt worden. (Salzburg)“

„Zuviel gesprayt (II)

Beim Haarsprayen sollte man besser nicht rauchen. Das erfährt eine Frau am eigenen Leibe, die sich bei der Haarpflege mit Lack aus der Spraydose den letzten Schliff geben will. Die Spraydose verwandelt sich in einen Flammenwerfer. Nun trägt sie erst einmal eine Perücke... (Hannover)“

„Friteusenbrand (I)

Vorbildlich verhält sich ein 11jähriger Junge, der einen Friteusenbrand durch Abdecken mit seiner Jacke löscht. Zuvor hat es seine Mutter mit Wasser versucht.

Bei diesem klassischen Fehlverhalten wird der Brand erst recht angefacht. Hinzu kommt, dass der Junge vor seinem Eingreifen noch die Feuerwehr alarmierte, die dann den Rest besorgte. (Gütersloh)“

„Brennender Eisenstaub

Die Feuerwehr wird gerufen, weil sich in dem Abbruchgebäude eines Metall verarbeitenden Betriebs Eisenstaub entzündet hat. Der Grund: In dem Gebäude haben sich in den Ecken und hinter Verschalungen große Mengen an Eisenstaub angesammelt. Der stammt von Sandstrahlarbeiten an Eisengussteilen. Die letztliche Ursache für die Brandauslösung ist wohl die funkenbildende Arbeit mit Trenn-, Schleif- oder Schweißgeräten. Die Feuerwehr hat mehrere Stunden zu tun, weil sich viele Glutnester gebildet haben, die den Brand immer wieder neu

entfachen. (Bielefeld)“

3. Unfälle & Missgeschicke im Alltag

3.1 Versuch: Rohrbombe ⁵

Geräte & Chemikalien:

• PE-Flasche (500 ml), Luftballon, Becherglas (200 ml), Pulvertrichter

• Abflussreiniger (z. B. Drano Power Granulat)

◦ Drano Power Granulat

▪ H314 Verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden.

▪ P405 Unter Verschluss aufbewahren.

▪ P102 Darf nicht in die Hände von Kindern gelangen.

▪ P305 + P351 + P338 Bei Kontakt mit den Augen: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser spülen. Vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter spülen.

▪ P337 + P313 Bei anhaltender Augenreizung: Ärztlichen Rat einholen / ärztliche Hilfe hinzuziehen.

▪ P302 + P352 Bei Kontakt mit der Haut: Mit viel Wasser und Seife waschen.

▪ P280 Schutzhandschuhe / Schutzkleidung / Augenschutz / Gesichtsschutz tragen.

▪ P101 Ist ärztlicher Rat erforderlich, Verpackung oder Kennzeichnungsetikett bereithalten.

Versuchsskizze:

Abb. 1.: Versuchsaufbau.

5 Vgl. Wiechoczek, D., Blume, R.: Prof. Blumes Tipp des Monats August 2004. In: Prof. Blumes Medienangebot. URL: http://www.chemieunterricht.de/dc2/tip/08_04.htm. Letzter Zugriff: 03.05.2012.

Luftballon

PE-Flasche

Wasser

Abflussreiniger

Durchführung:

Fülle in eine PE-Flasche (500 ml) ca. 5 cm hoch Abflussreiniger hinein. Danach gebe ca. 150 mL Wasser hinzu und verschließe die Flasche sofort mit einem Luftballon.

Schüttele die Flasche leicht.

Beobachtung:

Das Gemisch in der Flasche erhitzt sich stark. Es entstehen Gase. Der Luftballon wird erst aufgeblasen. Nach einigen Minuten wird er in die Flasche gesogen.

Abb. 2.: Luftballongröße nach 2 min. Abb. 3.: Luftballongröße nach 15 min.

Erklärung: ⁶

Rohrreiniger ist eine „Alltagschemikalie“, die im Haushalt oft zum Einsatz kommt.

Hierbei handelte es sich aber nicht um einen einheitlichen Stoff und die daraus resultierende Gefahr wird nicht erkannt. Natriumhydroxid – meist in Rohrreinigern enthalten – löst sich unter starker Wärmebildung in Wasser, da die Lösungsenthalpie negativ und hoch ist. Diese beträgt -44,5 kJ/mol.

Organische Verschmutzungen werden von Natriumhydroxid zersetzt. Hierzu zählen z.B.

Fette, deren Esterverbindungen verseift oder Haare, in denen die Peptidbindungen im Protein gespalten werden. Des Weiteren wird Aluminium hinzugefügt, um mit dem entstandenen Wasserstoff Verschmutzungen zu „lockern“. Hierbei wird die Oxidschicht des Aluminiums durch die Lauge angegriffen und es entsteht Tetrahydroxidoaluminat.

Da das Aluminium nicht mehr durch eine Oxidschicht geschützt ist, entsteht im

6 Vgl. Becker, H.-J.; Hildebrandt, H.: Chemie im Haushalt – Lebensweltliche Zugänge am Beispiel der Behandlung von „Rohrreinigern“. In: Praxis der Naturwissenschaft. Nr. 1/45/1996. Seite 26 ff.

NaOH _(s) ^{H 2 O} OH ^- _(aq) + ^{Na + (aq)} + ^Energie

Basischen Wasserstoff.

Um unerwünschte Verpuffung zu verhindert, werden Rohrreinigern Nitrate hinzugegeben, die mit Wasserstoff zu Ammoniak reagieren, wodurch der stechende Geruch erklärt werden kann.

Entsorgung:

Die Lösung kann neutral in den Abguss gegeben werden.

3.2 Versuch: Mentos vs. Cola ⁷

Geräte & Chemikalien:

• Cola, Mentos „rainbow“

Versuchsskizze:

Abb. 4.: Cola & Mentos.

Durchführung:

Stelle eine Cola (am besten Light) Flasche (500 mL) in die Spüle. Öffne diese und werfe ein Mentos „rainbow“ in die Öffnung.

7 Vgl. EepyBird: Mentos küsst Cola. In: Mentos. URL: http://www.mentos.com/mentos-kuesst- cola/downloads/anleitung.pdf. Letzter Zugriff: 02.05.2012.

Coca Cola light light light light

Mentos

Al ₂ O _3(s) + ^{2 OH - (aq)} + ^{3 H 2 O 2 [Al(OH) 4 ] - (aq)}

2 Al _(s) + ^{2 OH - (aq)} + ^{6 H 2 O 2 [Al(OH) 4 ] - (aq)} + ^{3 H 2(g)}

0 +1 +1 +3 +1 0

4 H _2(g) + ^{NO 3 - (aq) NH 3(aq/g)} + ^{2 H 2 O} + ^{OH - (aq)}

0 +5 -3 +1 +1 +1

Beobachtung:

Die Cola schäumt stark und tritt aus der Flasche aus.

Abb. 5.: Versuchsverlauf: 0 s, 5 s, 15 s, 30 s.

Erklärung: ⁸

Viele kennen die berühmte Cola-Mentos-Fontäne. Doch welche chemische Reaktion steckt hinter diesem Phänomen? Ist diese überhaupt chemisch?

Es können Vermutungen formuliert werden, dass evtl. eine Säure-Base-Reaktion eintritt oder dass andere chemische Reaktionen stattfinden. Beim Abfüllen der Cola wird mehr Kohlenstoffdioxid in das Wasser gegeben, als dieses in Wasser löslich ist.

Beim Öffnen einer Cola Flasche ist ein Zischen zu hören und das unter Druck abgefüllte CO 2 entweicht. Weiteres Kohlenstoffdioxid entweicht langsam bis das Gleichgewicht erreicht wird. Je wärmer die Cola ist, desto schneller entweicht auch das Kohlenstoffdioxid. Beim Schütteln tritt gasförmiges Kohlenstoffdioxid in das Wasser ein und gelöstes Kohlenstoffdioxid steigt mit gasförmigen Kohlenstoffdioxid auf.

Die Vermutung, dass es sich um eine Säure-Base-Reaktion handelt, wird durch einen einfachen pH-Wert-Test widerlegt. Die Cola hat vor und nach dem Versuch einen pH- Wert von 6. Doch welche Inhaltsstoffe der Cola und welche Eigenschaften des Mentos sind ausschlaggebend für den Versuch? Koffein, Zucker und Aspartam erleichtern es, dass sich Blasen in der Cola bilden. Experimente haben ergeben, dass der beobachtete Effekt fast unabhängig vom Koffeingehalt ist. Dies liegt daran, dass die Menge an Koffein nur sehr gering ist. Der Effekt bei zuckerhaltiger Cola ist geringer als bei künstlichen Süßstoffen (Aspartam).

8 Vgl. Autorenkollektiv: Diet Coke and Mentos. In: The American Journal of Physics. June 2008. URL:

http://www1.appstate.edu/dept/physics/coffey/nano/DietCokeandMentos.pdf. Letzter Zugriff:

02.05.2012.

Die Keimbildung wird durch jeden Feststoff, der in die Cola geworfen wird, erhöht.

Hierbei können auch Feststoffe wie Salz oder Puderzucker verwendet werden. Die Enthalpieerniedrigung beim Keimwachstum ist proportional zur dritten Potenz des Kernradius. Deswegen wird eine gewisse Größe des Keimes für die Keimbildung benötigt, sonst löst sich dieser wieder auf (vlg. Abb. 6 Vorkeim). Für kleine Radien ist die Oberflächenenergie entscheidend – mit zunehmendem Radius dominiert die Volumenenergie, da hier der Radius mit der dritten Potenz eingeht.

Abb. 6.: Keimbildung. ⁹

Mentos hat eine sehr große Oberfläche, fällt schneller zu Boden und der Überzug ist oberflächenaktiv, wodurch ein besserer Effekt erzielt werden kann. An der rauen Oberfläche des Mentos kann sich das gelöste Kohlenstoffdioxid leichter anlagern, Blasen bilden, teilweise lösen und aufsteigen. Dieser Vorgang findet in einer sehr kurzen Zeit statt, dadurch nimmt der Druck in der Flasche plötzlich zu und gasförmiges Kohlenstoffdioxid schießt incl. Cola aus der Flasche heraus.

Abb. 7: Oberfläche eines Mentos (20 bzw. 200 µm) – „fruit Mentos“ r. „mint Mentos“ l.. ¹⁰

9 Misholie, Ariel: e_1577_Erstarrung. In: Technik Lexikon – Die ganze Welt der Technik. URL:

http://www.techniklexikon.net/d/erstarrung/erstarrung.htm. Letzter Zugriff: 03.06.2012.

10 Coffey, T.: Scanning electron microscope images. In: Dewel Microscopy Facility – AAPT. URL:

http://www.newscientist.com/data/images/ns/cms/dn14114/dn14114-1_567.jpg. Letzter Zugriff:

02.05.2012.

Entsorgung:

Die Lösung kann in den Abguss und die Feststoffe können in den Hausmüll gegeben werden.

3.3 Versuch: Zähne mit Zitronensäure bleichen? ¹¹

Geräte & Chemikalien:

• Zähne, Petrischalen, Spatel, Magnetrührer mit Rührfisch, Glasflasche

• Zitronensäure (w = 0,30)

◦ Zitronensäure

▪ H318: Verursacht schwere Augenschäden.

▪ P305+P351+P338: BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser spülen. Vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter spülen.

▪ P311: GIFTINFORMATIONSZENTRUM oder Arzt anrufen.

Versuchsskizze:

Abb. 8.: Versuchsaufbau.

Durchführung:

Zuerst wird eine Zitronensäure-Lösung (w = 0,30) angesetzt. Hierzu werden 150 g Zitronensäure abgewogen und in 350 g Wasser gelöst. Anschließend werden die Zähne jeweils in eine Petrischale gelegt, die mit Zitronensäure gefüllt ist. Die Beobachtungen sollten in den folgenden Tagen dokumentiert werden.

Beobachtung:

Abb. 9.: Menschlicher Zahn vor Versuchsbeginn.

11 Vgl. Vogt, Dr. R.: Zähne bleichen mit Hausmitteln?. In: Zähne bleichen. URL:

http://www.zaehnebleichen.biz/zaehne-bleichen-hausmittel. Letzter Zugriff: 02.05.2012.

12 IFA: GESTIS. In: Gefahrenstoffinformationssystem der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung.

URL: http://gestis.itrust.de/nxt/gateway.dll?f=templates&fn=default.htm&vid=gestisdeu:sdbdeu. Letzter Zugriff: 02.03.2012.

Petrischale

Zahn

Zitronensäure

Abb. 10.: Menschlicher Zahn nach 3 bzw. 10 Tagen in Zitronensäure.

Abb. 11.: Rinderzahn vor Versuchsbeginn.

Abb. 12.: Rinderzahn nach 3 bzw. 10 Tagen in Zitronensäure.

Erklärung: ¹³ , ¹⁴

Der Zahn besteht aus dem sichtbaren Zehnschmelz, dem Dentin, der Pulpa und der Zahnwurzel. Der Zahnschmelz ist der härteste Teil des menschlichen Körpers und besteht zu 93-98 Gew.-% aus Hydroxylapatit (Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 ). Das Dentin ist der Hauptbestandteil des Zahnes und besteht aus 70 Gew.-% aus Apatit bzw. amorphen Calciumphosphat. Dentin ist gelblich, verformbar und hoch elastisch. Die Wurzelsubstanz ist dem der Knochen ähnlich und ist die am wenigstens mineralisierte Zahnsubstanz, wobei 65 Gew.-% der Mineralgehalt, 23 Gew.-% der organische Anteil und 12 Gew.-% der Wasseranteil ausmacht. In der Pulpa befinden sich Zellen, Nervenfasern und Blutgefäße. Sie hat eine gelartige Konsistenz und dient als Gerüst.

13 Vgl. Woltzka, P.; Markic, S.; Eilks, I.; Ralle, B.: Strahlend weiße Zähne durch Bleaching. In: Praxis der Naturwissenschaften. Nr. 3/56/2007. S. 16 ff.

14 Vgl. Woltzka, P.; Ralle, B.: Saure Zahncremes gegen Karies? In: Praxis der Naturwissenschaften. Nr.

3/56/2007. S. 23.

Zahnverfärbungen können durch äußere Anlagerung von Farbstoffmoleküle an die Zahnoberfläche entstehen oder durch Vorgänge im Inneren des Zahnes herrühren. Bei inneren Zahnverfärbungen kann der Zahnschmelz und auch das Dentin betroffen sein.

Mögliche Auslöser sind Mangelernährung, Krankheiten (z. B. Gelbsucht) oder Medikamenteneinnahmen.

Abb. 13.: Adsorption von Farbstoffpartikel durch Speichelproteine über Calciumbrücken.

Der Zahn verhält sich chemisch gesehen wie ein schwerlösliches Salz in seiner Lösung (Speichel). Da Speichel Calcium- und Phosphat-Ionen enthält, kann eine Gleichgewichtsreaktion zwischen Remineralisation und Demineralisation formuliert werden:

Wird der pH-Wert durch Säuren verringert und unterschreitet den kritischen Wert von 5,5, werden Hydroxidionen durch Neutralisation und Phosphat-Ionen durch Protonierung aus dem Gleichgewicht gezogen. Um das Gleichgewicht aufrecht zu erhalten, gehen Apatitkristalle in Lösung – das Gleichgewicht verschiebt sich auf die Seite der Demineralisation. Die Zähne werden weißer, weil der Zahnschmelz sich auflöst.

10 Ca ²⁺ _(aq) + ^{6 PO 4 3- (aq)} + ^{2 OH - (aq) Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2(s)}

10 Ca ²⁺ _(aq) + ^{6 PO 4 3- (aq)} + ^{2 OH - (aq)}

Ca ₁₀ (PO ₄ ) ₆ (OH) _2(s)

Abb. 14.: Gleichgewicht zwischen Remineralisation und Demineralisation.

Vor 2000 Jahren versuchte die Römer bereits die Zähne mit Urin (also Harnstoff) zu bleichen. Heutzutage wird hierfür Wasserstoffperoxid verwendet. Ebenso kommt diese Chemikalien zum Bleichen von Papier, Kleidung oder Haare zum Einsatz. Das stabilere kristalline Carbamidperoxid ist meist in Bleichgel für Zähne zu finden. Dieses zerfällt in Wasserstoffperoxid und Harnstoff, wenn es mit Speichel im Berührung kommt, wobei der Harnstoff weiter in Ammoniak und Kohlenstoffdioxid zerfällt. Das Wasserstoffperoxid diffundiert in den Zahnschmelz und in das Dentin und oxidiert die Farbstoffmoleküle.

Abb. 15.: Bleaching.

Entsorgung:

Die Lösung kann neutral in den Abguss und die Zähne trocken in die Feststofftonne

gegeben werden.

3.4 Versuch: Romantisches Haarstyling ¹⁵

Geräte & Chemikalien:

• Teelicht, Feuerzeug, Haarspray (Hochentzündlich!) Versuchsskizze:

Abb. 16.: Versuchsaufbau.

Durchführung:

Teelicht nicht in der Nähe von brennbaren Stoffen aufstellen. Mit Haarspray nicht direkt auf die Flamme zielen, da sonst die Flamme erlischt. Stoßweise etwas oberhalb der Kerzenflamme Haarspray hineinsprühen.

Beobachtung:

Das Haarspray fängt bereits an zu brennen, wenn der Spraystrahl nur in die Nähe der Flamme kommt.

Abb. 17.: Entzündung des Haarsprays.

Erklärung: ¹⁶ , ¹⁷

Haarspray soll nicht nur gut riechen, sondern ebenso schnell trocknen, nicht verkleben,

15 Vgl. Wiechoczek, D., Blume, R.: Meldungen zu Chemie-Unfällen. In: Prof. Blumes Medienangebot.

URL: http://www.chemieunterricht.de/dc2/gefahr/gefahren1.htm. Letzter Zugriff: 02.05.2012.

16 Vgl. Lang, G.: Chemie der haarkosmetischen Mittel. In: Vorlesung Kosmetik II. URL: http://www1.tu- darmstadt.de/fb/ch/Fachgebiete/OC/AKSchmidt/TUD%20Boris%20Schmidt-Dateien/04Vkcstyl.pdf.

Letzter Zugriff: 03.05.2012.

17 Vgl. Wood, C.: Polymere für Frisuren – Haarsprays, Festiger & Co. In: Chemie in unsere Zeit. Nr.

1/36/2002. S. 44 ff.

Teelicht

Balea

Haarspray

leicht aus dem Haar zu entfernen sein und die Frisur soll Wind und Wetter standhalten.

Die Polymerlösung wird ins Haar gesprüht und es bilden sich kleine Tröpfchen. Das Lösungsmittel verdampft und tröpfchenförmige Anlagerungen am Haar bleiben zurück.

Abb. 18: gestyltes Haar. ¹⁸

Abb. 19.: Funktionsschema eines Haarsprays. ¹⁹

Haarspray ist ein Aerosol, ein Gemisch aus flüssigen Schwebeteilchen und einem Gas.

Die Wirkstofflösung enthält Harze – heutzutage synthetisch hergestellte Polymere – Glanzgeber, Weichmacher, Parfumöle und Lösungsmittel wie Alkohole (Ethanol, Isobutanol), Aceton oder Methylenchlorid. Als Treibgas kommen meist Propan, Butan oder Dimethylether zum Einsatz.

18 Lang, G.: Chemie der haarkosmetischen Mittel. In: Vorlesung Kosmetik II. URL: http://www1.tu- darmstadt.de/fb/ch/Fachgebiete/OC/AKSchmidt/TUD%20Boris%20Schmidt-Dateien/04Vkcstyl.pdf.

Letzter Zugriff: 03.05.2012.

19 Wood, C.: Polymere für Frisuren – Haarsprays, Festiger & Co. In: Chemie in unserer Zeit. Nr.

1/36/2002. S. 49.

Bei dem Versuch ist zu beachten, dass z.B. die Treibgase Propan, Butan und Dimetyhlether hochentzündlich sind und sich leicht an dem brennenden Teelicht entzünden. Verbrennung von Propan:

Entsorgung:

Teelicht und Haarspray können für weitere Versuche wiederverwendet werden.

3.5 Versuch: Wasser hilft immer? Fettbrand! ²⁰

Geräte & Chemikalien:

• Dreifuß, Tondreieck, Bunsenbrenner, Feuerzeug, Spritzflasche, Tiegel

• Speiseöl (z.B. Rapsöl) Versuchsskizze:

Abb. 20.: Versuchsaufbau.

20 George-August-Universität Göttingen: Fettbrand. In: LP. URL: http://lp.uni-goettingen.de/get/text/2630.

Letzter Zugriff: 02.05.2012.

Brenner

Dreifuß Tondreieck

Tiegel mit Öl

Spritzflasche

OH OH O

H Cl

Cl H

O

Ethanol Isobutanol Aceton Dichlormethan Propan Butan Diethylether

Lösungsmittel Treibgas

C ₃ H ₈ + ^{5 O 2 3 CO 2} + ^{4 H 2 O}

Durchführung:

Gib ca. 0,3 mL Öl in einen Tiegel und erhitze diesen mit dem Bunsenbrenner bis das Öl anfängt zu brennen. Anschließend halte Abstand und spritze etwas Wasser mit der Spritzflasche in den Tiegel. Achtung – große Flamme! Nicht im Abzug durchführen, sonst kann der Feueralarm losgehen – am besten im Freien durchführen.

Beobachtung:

Das Fett fängt durch das Erhitzen an zu brennen. Sofort nach Zugabe von Wasser auf den Brand ist eine hohe Flamme zu beobachten.

Abb. 21.: Flamme vor & nach Wasserzugabe.

Erklärung: ²¹

Rapsöl fängt ab einer Temperatur von 230 °C (Flammp unkt) anzubrennen. Wird beim Löschversuch Wasser auf das brennende Rapsöl gegeben, sinkt das Wasser kurz ein und verdampft sofort. Dies hat eine große Volumenänderung zur Folge, da Wasserdampf ein viel größeres Volumen besitzt als Wasser. Beim Austreten des Wasserdampfes werden Fettmoleküle mitgerissen, die sich sofort an der Flamme entzünden. Eine sogenannte Fettexplosion ist zu beobachten. Um einen Fettbrand erfolgreich zu löschen, sollte die Sauerstoffzufuhr mittels Löschdecke oder speziellem Fettbrandlöscher unterbrochen werden.

Entsorgung:

Der Tiegel wird gesäubert und wiederverwendet.

21 Sommer, Dr. S.: Versuch 90: Vorsicht Fettbrand. In: Die Welt der Experimente. URL:

http://netexperimente.de/chemie/90.html. Letzter Zugriff: 02.05.2012.

3.6 Versuch: Hausfrauentod ²²

Geräte & Chemikalien:

• 2 Bechergläser (50 mL), Petrischale, Uhrglas, Filterpapier

• Chlorreiniger (z.B. DanKorix - Hygiene-Kraftgel), Essigreiniger (Classic), Kaliumiodid-Lösung

◦ Chlorreiniger (z. B.: DanKorix – Hygiene-Kraftgel)

▪ EUH206 Nicht zusammen mit anderen Produkten verwenden, da gefährlliche Gase (Chlor) freigesetzt werden können.

▪ P102 Darf nicht in die Hände von Kindern gelangen.

▪ P305 + P351 + P338 BEI BERÜHRUNG MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser ausspülen. Eventuell vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter ausspülen.

▪ P101 Ist ärztlicher Rat erforderlich, Verpackung oder Etikett bereithalten.

▪ P301 + P310 BEI VERSCHLUCKEN: Sofort GIFTINFORMATIONSZENTRUM oder Arzt anrufen.

▪ P235 Kühl halten.

◦ Essigreiner (z. B.: Classic)

▪ P102 Darf nicht in die Hände von Kindern gelangen.

▪ P305 + P351 + P338 BEI BERÜHRUNG MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser ausspülen. Eventuell vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter ausspülen.

▪ P101 Ist ärztlicher Rat erforderlich, Verpackung oder Etikett bereithalten.

▪ P301 + P310 BEI VERSCHLUCKEN: Sofort GIFTINFORMATIONSZENTRUM oder Arzt anrufen.

Durchführung:

Zuerst wird ein Filterpapier in Kaliumiodid-Lösung getränkt und getrocknet. Danach werden 10 mL des Chlorreinigers in ein Becherglas abgefüllt. Anschließend wird in einem anderen Becherglas 10 mL Essigreiniger abgemessen und zu dem Chlorreiniger hinzugefügt. Danach wird sofort das Becherglas mit dem trockenem Filterpapier abgedeckt und mit einem Uhrglas beschwert. Im Abzug arbeiten, da giftige Chlorgase entstehen!

22 Vgl. Strauch, O.: Halogene im Alltag. In: Chemie in der Schule. URL:

www.chids.de/dachs/expvortr/771HalogeneAlltag_Strauch.doc. Letzter Zugriff: 02.05.2012.

23 IFA: GESTIS. In: Gefahrenstoffinformationssystem der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung.

URL: http://gestis.itrust.de/nxt/gateway.dll?f=templates&fn=default.htm&vid=gestisdeu:sdbdeu. Letzter

Zugriff: 03.05.2012.

Beobachtung:

Nach kurzer Zeit ist das Filterpapier braun geworden.

Erklärung: ²⁴ , ²⁵

Chlorreiniger enthalten Cl ^- /OCl ^- . Chlorid und Hypochlorit befinden sich im Gleichgewicht zu Chlorgas, wobei das Gleichgewicht auf der linken Seite liegt.

Bei Zugabe von sauren Reinigern wie Essigreinigern wird das Gleichgewicht auf die rechte Seite verschoben, Protonen werden verbraucht und es entsteht in einer Komproportionierung Chlorgas:

Trifft das Chlorgas auf das Filterpapier, das mit Kaliumiodid-Lösung getränkte wurde, entsteht I 2 .

Das entstandene I 2 reagiert mit I ^- zum intensiv braunen Charge-Transfer-Komplex I 3 - . Bei der Lichtabsorption erfolgt ein Elektronenübergang in einen angeregten Zustand des Komplexes. Die CT-Absorption der I 2 -Komplexe liegen im nahen Ultraviolett. Durch den CT-Komplex wird die I 2 -Bindnung geschwächt. Die violette Farbe des I 2 -Moleküls verändert sich, da die Energie der Elektronenanregung im gestörten I 2 -Moleküls beeinflusst wurde. I 2 fungiert als Akzeptor und I ^- als Donator. Durch den Elektronenübergang wird Blau absorbiert und der CT-Komplex erscheint braun.

Abb. 22: CT-Komplex des I 2 -Moleküls. ²⁶ Entsorgung:

Das Filterpapier wird trocken in die Feststofftonne gegeben. Die Lösung wird neutral in den Abguss gegeben.

24 Vgl. Neumüller, B.: Skript zum AC Praktikum für Lehramtskandidaten Praktikum I. Marburg 2008.

S. 5 ff.

25 Riedel; Janiak: Anorganische Chemie. 7. Auflage. de Gruyter Berlin 2007. S. 402.

26 Vgl. Neumüller, B.: Staatsexamensvorbereitungsseminar AC: Farben der Übergangsmetall-Komplexe.

25.04.12.

Cl _2(g) + ^{2 I - (aq) 2 Cl - (aq)} + ^{I 2(aq)}

Cl _2(aq/g)

+

Cl ^- _(aq) OCl ^- _(aq) + ^{H 2 O} + ^{2 OH - (aq)}

I _2(aq) + ^{I -} (aq) I ₃ ^- _(aq)

I ₂ D I ₂ D

δ

δ

δ

δ

σ σ

e

Cl _2(aq/g)

+

Cl ^- _(aq) OCl ^- _(aq) + ^{H 3 O + (aq)} + ^{H 2 O}

3.7 Versuch: Frühjahrsputz in der Werkstatt ²⁷

Geräte & Chemikalien:

• Stativmaterial, 9-V-Batterie, Eisenwolle Versuchsskizze:

Abb. 23.: Versuchsaufbau.

Durchführung:

Die Eisenwolle wird etwas auseinander gezupft und in eine Doppelmuffe gehängt.

Danach wird kurz die 9-V-Batterie an die Eisenwollen mit beiden Polen gehalten.

Beobachtung:

Wird die 9-V-Batterie mit beiden Polen einen Augenblick an die Eisenwolle gehalten, springt ein Funke über und die Eisenwolle fängt an zu brennen. Die verbrannte Eisenwolle ist schwarzblau.

Abb. 24.: Brennende, unverbrannte & verbrannte Eisenwolle.

27 Vgl. Rickelt, E.: Schülerworkshop Energetik Lehramt AC.

Erklärung: ²⁸

Durch die 9-V-Batterie wird genügend Energie zugeführt, um die Eisenwolle zu entzünden. Hierbei werden kleine Eisenteilchen verbrannt und es entsteht schwarzblaues Eisen(II,III)-oxid.

Fe 3 O 4 wird wird wegen seiner Säure- Base- und Chlor-Beständigkeit zur Herstellung von Magnetitelektroden verwendet, die eine viel größere elektrische Leitfähigkeit haben als Eisen(III)-oxid.

Entsorgung:

Die Reste der Eisenwollen können in die Feststofftonne gegeben werden.

3.8 Versuch: Der alufressende Ketchup ²⁹

Geräte & Chemikalien:

• Edelstahlschüssel, Uhrglas, Alu-Teelichtbehälter, Alufolie

• Ketchup Versuchsskizze:

Abb. 25.: Versuchsaufbau.

28 Holleman, A. F.; Wiberg, N. & E.: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 102 Auflage. de Gruyter Berlin 2007. S. 1652 ff.

29 Vgl. Wolke, R. L.: Was Einstein seinem Koch und seinem Friseur erzählte. Piper 2008. S. 140 ff.

3 Fe _(s) + ^{2 O} 2(g) Fe ₃ O _4(s)

+2/+3 -2 0

0

Durchführung:

Es wird jeweils ein großer Klecks Ketchup in die Edelstahlschüssel, auf das Uhrglas und in den Teelichtbehälter gegeben. Anschließend wird ein Stück Alufolie auf jeden Ketchup-Klecks gelegt. Dabei ist zu beachten, dass die Alufolie auch jeweils mit der Edelstahlschüssel/Uhrglas/Alu-Teelichtbehälter in guten Kontakt kommt.

Beobachtung:

Die Alufolie auf dem Uhrglas hat sich auch nach einigen Tagen leicht verändert. Die Alufolie im Alu-Teelichtbehälter hat sich nach einigen Tagen an manchen Stellen aufgelöst. Die Alufolie in der Edelstahlschüssel ist nach einigen Tagen an vielen Stellen

„weggefressen“.

Abb. 26.:Alufolie & Uhrglas. Abb. 27.: Alufolie & Alu-Teelichtbehälter.

Abb. 28.: Alufolie & Edelstahlschüssel.

Erklärung: ³⁰

Wie kommt es, dass Ketchup plötzlich Aluminium „frisst“? Tomatensoße und auch Ketchup leiten elektrischen Strom. Dies liegt daran, dass beide eine elektrolytische Leitfähigkeit besitzen, also Elektrolyte beinhalten. Eine Edelstahlschüssel besteht vorwiegend aus Eisen. Aluminium ist unedel und wird oxidiert. Die Aluminiumfolie löst sich auf, da festes Aluminium zum Al ³⁺ -Ion oxidiert wird und in Lösung geht.

30 Vgl. Wolke, R. L.: Was Einstein seinem Koch und seinem Friseur erzählte. Piper 2008. S. 140 ff.

Al _(s) Al ³⁺ _(aq) + ^{3 e -}

Damit dies aber geschieht, wird der Ketchup benötigt, der als Elektronenleiter fungiert und die Aluminiumoxidschicht zersetzt. Ketchup ist eine süß-saure Soße, in der Zucker und Essig zugesetzt wird – der pH-Wert ist geringer als 4. Da das Aluminium nicht mehr von der Aluminiumoxidschicht umhüllt ist, wird dieses oxidiert und Protonen reduziert.

Nur an den Stellen, an denen Edelstahlschüssel, Ketchup und Aluminiumfolie sich berühren, löst sich die Aluminiumfolie schneller auf. Versuche mit Glas- oder reinem Aluminiumteelichtbehälter verlaufen langsamer. Das bedeutet also für den alltäglichen Gebrauch, dass Alufolie nicht bei Lebensmittel verwendet werden sollte, die nicht im pH-Bereich von 4-9 liegen, da die Folie sich sonst auflösten kann und in das Essen diffundiert.

Entsorgung:

Die Feststoffe werden trocken in den Hausmüll entsorgt.

3.9 Versuch: Wie koche ich ein Ei in der Mikrowelle? ³¹

Geräte & Chemikalien:

• Mikrowelle, Ei Versuchsskizze:

Abb. 29.: Versuchsaufbau.

31 Sommer, Dr. S.: Versuch 89: Wie man ein Ei in der Mikrowelle kocht. In: Die Welt der Experimente.

URL: http://netexperimente.de/chemie/89.html. Letzter Zugriff: 02.05.2012.

2 H ⁺ _(aq) + ^{2 e -} H _2(g)

Durchführung:

Es wird ein Ei in die Mikrowelle gegeben und auf voller Leistung für ca. eine Minute erhitzt.

Beobachtung:

Das Ei zerplatz nach ca. 45 Sekunden mit einem lauten Knall.

Abb. 30.: „Sauerei“ in der Mikrowelle.

Erklärung: ³²

Das erste Mikrowellengerät ist 1947 erhältlich gewesen. Die Kosten pro Gerät betrugen 5000 US-Dollar bei einem Gewicht von 350 kg und einer Höhe von 1,70 m. Das Prinzip des Erwärmens von Speisen hat sich nicht geändert, dafür wurden die Mikrowellengeräte kleiner und leichter. Allgemein werden diese benutzt, um Wassermoleküle in Bewegung zu bringen und durch die entstandene Reibungswärme wird das Essen erhitzt.

Wassermoleküle sind polar, da die beiden Wasserstoff-Atome partial positiv und das Sauerstoff-Atom partial negativ geladen sind.

Durch den elektrischen Dipol im Wassermolekül richtet sich dieser in einem elektrischen Wechselfeld (z.B. Mikrowellen) dementsprechend aus. Durch diesen ständigen Wechsel richten sich die Wassermoleküle ständig neu nach dem elektrischen Feld aus, wodurch eine Bewegung der Moleküle entsteht.

32 Vgl. Rathje, D.: Wie erwärmt ein Mikrowellenherd? In: Welt der Physik. URL:

http://www.weltderphysik.de/thema/alltag/mikrowellenherd. Letzter Zugriff: 02.05.2012

O H H

δ

δ

δ

polar

In flüssigem Wasser sind die Moleküle beweglich - und nicht wie im Eis dicht gepackt – und reiben aneinander, wodurch Bewegungsenergie in Wärmeenergie umgewandelt wird. In Wasserdampf sind die Moleküle so weit entfernt, dass diese sich nicht reiben, also keine Wärme entsteht. Bei dem Auftauprogramm eines Mikrowellengerätes wird das flüssige Wasser kurz erwärmt, dieses bringt das Eis zum Schmelzen und die nächste kurze Erhitzung folgt. Die geschlossene Tür und die Glasscheibe mit dem Metallgitter sorgen dafür, dass mögliche Gefahren für den Benutzer verringert werden.

Da die Erwärmung mit Mikrowellen nicht gleichmäßig ist, werden die Speisen auf einen Drehteller gestellt. Die Wellenlänge in Mikrowellengeräte muss so gewählt sein, dass sie um einiges kürzer als der Innenraum des Mikrowellengerätes, die Eindringtiefe nicht zu niedrig ist und die benötigten Geräte leicht und günstig hergestellt werden können.

Die entsprechende Wellenlänge beträgt ca. 12 cm, also 2,455 GHz (2,455 Milliarden Schwingungen pro Sekunde).

Hühnereier bestehen zu 74 Gew.-% aus Wasser. Dieses wird erhitzt und es entsteht Wasserdampf, der ein viel größeres Volumen als Wasser hat. Dies hat zur Folge, dass der Druck auf die sehr stabile Eierschale stark zunimmt. Die Eierschale explodiert, sobald die Schale dem hohen Druck nicht mehr standhalten kann.

Entsorgung:

Die Reste des Eies können in den Hausmüll gegeben werden.

O

H H

O

H H O

H H

O

H H

5. Lehrplan ³³

Versuch Jahrgangsstufe Thema

Rohrbombe, Cola vs. Mentos, Mikrowellenei, Zahn-Bleaching,

Hausfrauentod, Eisenwolle, Haarspray, Ketchup, Fettbrand

7G1 Kontext: Chemie

(Metalle/Gemische) im Alltag/Haushalt

Fettbrand, Eisenwolle, Haarspray 7G2 Verbrennungsvorgänge in Alltag und Umwelt (Voraussetzungen –

Gefahren

Eisenwolle 7G2 Reaktionen von Metallen und

Nichtmetallen mit Luft (Sauerstoff) Rohrbombe, Hausfrauentod,

Eisenwolle, Ketchup

8G1 E1

Oxidationszahlen Redoxreaktionen Rohrbombe, Hausfrauentod 9G2 (vgl. 8G1

Fak.)

Laugen in Haushalt und Industrie

6. Quellen

Autorenkollektiv: Diet Coke and Mentos. In: The American Journal of Physics. June 2008. URL:

http://www1.appstate.edu/dept/physics/coffey/nano/DietCokeandMentos.pdf. Letzter Zugriff:

02.05.2012.

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Becker, H.-J.; Hildebrandt, H.: Chemie im Haushalt – Lebensweltliche Zugänge am Beispiel der Behandlung von „Rohrreinigern“. In: Praxis der Naturwissenschaft. Nr. 1/45/1996. Seite 26 ff.

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Kultusministerium Hessen. In: Hessischer Lehrplan für das Fach Chemie an Gymnasien (G8). URL:

33 Kultusministerium Hessen. In: Hessischer Lehrplan für das Fach Chemie an Gymnasien (G8). URL:

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Neumüller, B.: Staatsexamensvorbereitungsseminar AC: Farben der Übergangsmetall-Komplexe.

25.04.12.

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Woltzka, P.; Ralle, B.: Saure Zahncremes gegen Karies? In: Praxis der Naturwissenschaften. Nr.

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Wood, C.: Polymere für Frisuren – Haarsprays, Festiger & Co. In: Chemie in unsere Zeit. Nr.

1/36/2002. S. 44 ff.

Inhaltsverzeichnis

1. Versicherungen für Familien...1

2. Unfallmeldungen...2

3. Unfälle & Missgeschicke im Alltag...3

3.1 Versuch: Rohrbombe...3

3.2 Versuch: Mentos vs. Cola...5

3.3 Versuch: Zähne mit Zitronensäure bleichen?...8

3.4 Versuch: Romantisches Haarstyling...12

3.5 Versuch: Wasser hilft immer? Fettbrand!...14

3.6 Versuch: Hausfrauentod...16

3.7 Versuch: Frühjahrsputz in der Werkstatt ...18

3.8 Versuch: Der „alufressende“ Ketchup...19

3.9 Versuch: Wie koche ich ein Ei in der Mikrowelle?...21

5. Lehrplan...24

6. Quellen...24

Veranstaltung: Experimentalvortrag AC Seminarleiter: Herr Reiß, Herr Neumüller

Unfälle & Missgeschicke im Alltag

SS 2012

Verfasserin: Karolin Bitter

Studienfach: Mathematik/ Chemie L3

Semesteranzahl: 8. Semester

Marburg, den 09.05.2012