Anfragen wegen Facharbeiten
Aus dem E-Mail-Korb von Professor Blume

Facharbeiten 112
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F: Mein Name ist ... und ich besuche die 10. Klasse der Reformschule Kassel. Im Rahmen des Projektes "Nachwachsende und Fossile Rohstoffe" arbeite ich mit drei weiteren Klassenkameraden bis zum 17.03.'06 über Baumwolle. Wir möchten uns vor allem mit den Chemikalien beschäftigen, mit der Baumwolle behandelt wird und würden gerne selbst Versuche durchführen. Leider wissen wir genau hier nicht weiter: Was für Versuche kann man durchführen?
Unser Projekt haben wir "Woher kommt mein T-Shirt?" genannt und unser Klassenlehrer hat uns ihre Hompepage empfohlen und ich dachte mir, ich schreibe Sie einfach noch mal persönlich an, eventuell können sie uns ja Material zu senden.


A: In welchem Sinne meinst du "Chemikalien"? Natürlich wird da viel eingesetzt, und ich glaube nicht, dass ihr selbst damit arbeiten könnt. Beispiele: Hochtoxische Entlaubungsmittel, Bleichsubstanzen, Geschmeidigmacher. Dazu gibt es Stoffe, die das Spinnen erleichtern, die gewebten Stoffe knitterfrei machen und so weiter.
Ich habe hier eine Webseite: www.cottonusa.org. Versuch´s mal da.


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F: Betreff: Anfrage wegen Facharbeit zum Thema "Alkaloide"

Sehr geehrter Hr. Prof. Blume,

auch bei mir steht in naher Zukunft die Facharbeit in Chemie an. Mein Thema lautet "Chemie und Physiologie der Alkaloide am Beispiel von Coffein, Chinin, Nikotin, Morphin und Cocain".

Nun soll ich auch praktische Versuche durchführen, jedoch ohne genaue Vorgabe von seiten des Lehrers. Auf Ihrer Internetseite habe ich glücklicherweise schon geeignete Versuche für Coffein und Chinin gefunden, jedoch nicht für die anderen drei Stoffe.

Deshalb meine Frage an Sie: Können Sie mir geeignete Versuche (Nachweisreaktionen etc.) für die anderen Stoffen bzw. Internetseiten, auf denen ich diese finden kann, nennen? Oder sind Versuche überhaupt nicht möglich, etwa weil sie zu gefährlich sind?

Ich würde mich wirklich sehr freuen, wenn Sie mir helfen könnten.


A: Ihr Thema ist ausgesprochen schwierig, weil es kaum vernünftige klassisch-chemische Nachweisreaktionen für die Alkaloide gibt. Heute macht man das mit HPLC, Ionenchromatographie sowie mit GC/MS-Kopplung (usw...!).
Sie müssen für die klassischen Verfahren auch erst einmal eine Anreicherung vornehmen. Hinzu kommt, dass viele Alkaloide bereits in mg-Mengen ausgesprochen toxisch sind - wie Nicotin, Morphin und Cocain. Außerdem sind diese Stoffe in Schülerhand verboten. Sie werden sich Vergleichssubstanzen wohl nur beim abendlichen Disko-Besuch beim Dealer beschaffen können - wenn es sie nicht auf dem Schulhof gibt.
Was sich Ihr L. bei der Themenwahl gedacht hat, weiß ich nicht.


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F: Betreff: Brennstoffzelle

Sehr geeherter Herr Professor Dr. Rüdiger Blume
Ich bin in der 10. Klasse in einer Realschule und hab eine Frage, zu meiner Facharbeit Brennstoffzellen, an Sie.
Diese Facharbeit muss vor der Klasse vorgetragen werden und da hab ich mir überlegt ob ich nicht einfach probieren soll solch eine Brennstoffzelle nachzubauen.
Natürlich gibt es ja verschiedene Brennstoffzellen, also hab ich mir die einfachste rausgesucht, die DMFC - Direct Methanol Fuel Cell, welche auf folgender Homepage gut erklärt ist: http://de.wikipedia.org/wiki/Brennstoffzelle#Brennstoffzellentypen
Leider aber fehlt mir einesehr dünne protonenleitenede Polymermembran, könnten Sie mir vielleicht sagen, wie ich solch etwas herstellen könnte oder wo ich mir solch etwas kaufen könnte.
Dann hab ich nochmal ein Problem, als Kathodengas wird Luftsauerstoff verwendet, könnten Sie mir vielleicht sagen wie ich dies in die Kathodenkammer machen soll??


A: Die von dir erwähnte DMFC ist überhaupt nicht die einfachste Brennstoffzelle. So etwas zu bauen geht nicht so leicht, wie du vielleicht denkst. Kennst du unsere Webseiten zur Brennstoffzelle? Da findest du entsprechende Bauanleitungen und Bezugsadressen oder Herstellungsvorschläge für die Membranen. Außerdem brauchst du entsprechende Elektroden.
Die Luft musst du in das System hineinpumpen oder durch das System hindurch ziehen - z. B. mit einer Wasserstrahlpumpe.
Es gibt bei Kosmos eine Brennstoffzelle zu kaufen. Vielleicht hat dein Lehrer noch etwas Geld im Topf. Dann könntest du die gleich vorführen.


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F: Betreff: Kann ich Ethanol mit schwarzem Platin zu Essigsäure katalysieren?

Sehr geehrter Herr Blume,

ich recherchiere gerade für meine Facharbeit in der ich mich der Atemalkoholbestimmung anhand elektrochemischer Oxidation widme. Leider habe ich werder beim Patentamt noch auf deutschen Websites hinreichende Informationen gefunden, aber auf einer spanischen Seite, die immernoch am informativsten war, stand, dass in der Brennstoffzelle zuerst Ethanol in Essigsäure unter Bildung von zwei Wasserstoffatomen aufgespalten würde, durch heterogene Katalyse an schwarzem Platin. Soweit so gut, da ich nun aber nur auf ein freiwerdendes Elektron bei der Oxidation komme, würde ich nun gerne wissen, ob der Rest (mit dieser Einschränkung) trotzdem klappt, oder nicht.
Leider haben wir keine geeigneten Brennstoffzellen in der Schule um dieses Experiment durchzuführen und die Alkoholtesthersteller wollten mir auch keine weitere Auskunft erteilen.

Wüdren sie mir außerdem einen Tipp geben, wie man die Messergebnisse der Brennstoffzellen auswertet?
Laut Website eines Herstellers, sehen die Ergebnisse nämlich folgendermaßen aus (Hier bei verschiedenen Wiederständen): http://www.intox.com/images/FC_Curve2.gif

Um nun einen Wert für die Nernst-Gleichung zB. zu bekommen, muss ich da den Mittelwert der Kurve nehmen, oder soll ich mich am Höhepunkt orientieren, was früher bei der Messung so gemacht wurde, aber verständlicherweise einen Messfehler mit sich bringt, da ja danach immernoch Alkohol oxidiert wird und Stom fließt?

Hier noch ein Bild der Brennstoffzelle: http://www.profes.net/rep_documentos/Noticias/fIGURA4.PDF


A: Ihre Mail stellt mich etwas vor Probleme:
Zu Ihren Fragen:
- "Soweit so gut, da ich nun aber nur auf ein freiwerdendes Elektron bei der Oxidation komme..." Sie haben sich wohl vertan. Von Alkohol zu Essigsäure sind 4 e- ausgetauscht worden. Informieren Sie sich über Oxidationszahlen.
- Zur Auswertung der Ergebnisse Ihrer Messungen: Diese kenne ich leider nicht und ich weiß auch nicht, was Sie ermitteln wollen. Wenn es die Wirkungsgrade sind: Dazu lesen Sie in unseren Webseiten zu den FC nach.
- Was für einen Wert wollen Sie aus welcher Kurve für die Nernst-Gl. bekommen?
- Zum Ansehen der spanischen URLs habe ich Moment leider keine Zeit.

Das Beste ist, dass Sie Ihre Unklarheiten/Fragen mit Ihren Lehrern besprechen. Die helfen Ihnen sicher gern - das schreiben die mir wenigstens immer!


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F: Betreff: Lithium-MnO2-Batterie, Problem: Ungewollte Reaktion des Elektrolyts beim Entladen

Ich schreibe zurzeit meine Facharbeit zu dem Thema "Lithium-Batterien".
Als erstes Experiment wählte ich den Bau einer Lithium-Mangandioxid-Batterie nach dem Artikel von W. Dierks und H. Vennemann aus Chemkon 1/2005. Als Elektrolyt kam ein Gemisch aus Propylencarbonat und 1,2-Dimethoxyethan im Verhältnis 1:1 zum Einsatz, in dem als Leitsalz Lithiumperchlorat gelöst wurde. Nachdem ich die Batterie aufgebaut und alle Messungen durchgeführt hatte, habe ich sie für etwa 48h kurzgeschlossen, um sie zu entladen. Als ich nach diesen zwei Tagen wieder vor meiner Batterie stand, sah ich, dass sich der Elektrolyt weiß gefärbt hatte und es außerdem zu einer starken Schaumbildung kam. Beim Abbau entdeckte ich gelartige, weiße Ablagerungen. Meine Frage bezieht sich auf diese nicht gewollten Reaktionen des Elektrolyts: Eigentlich sollte der Elektrolyt klar und wie zu Anfangs eingesetzt vorliegen, jedoch war dies nicht der Fall. Warum? Ich vermute, dass irgendein eingesetzter Stoff noch Wasser enthielt, wahrscheinlich das Mangandioxid-Kohlegemisch, welches als Kathode diente (obwohl ich alle Materialien zuvor von Wasser befreite).
Doch welche Reaktionen könnten hier abgelaufen sein?
Ich hoffe, dass Sie mir weiterhelfen können und bedanke mich schon einmal im Voraus für ihre Antwort.
Mit freundlichen Grüßen
...


A: Was da bei Ihnen abgelaufen ist, kann ich natürlich schlecht von hier aus beurteilen. Da gibt es nur eines: Fragen Sie bitte die Autoren. Vielleicht hilft Ihnen auch Ihr Lehrer. Die tun das gerne.

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Letzte Überarbeitung: 24. Februar 2008, Dagmar Wiechoczek