Die Präsentation wird geladen. Bitte warten

Die Präsentation wird geladen. Bitte warten

Institut für Didaktik der Chemie 1 Chemie der silbernen Scheiben – Experimente mit CDs Prof. Dr. Arnim Lühken Schweizer Zentralkurs Chemie Bern – 6. Oktober.

Ähnliche Präsentationen


Präsentation zum Thema: "Institut für Didaktik der Chemie 1 Chemie der silbernen Scheiben – Experimente mit CDs Prof. Dr. Arnim Lühken Schweizer Zentralkurs Chemie Bern – 6. Oktober."—  Präsentation transkript:

1 Institut für Didaktik der Chemie 1 Chemie der silbernen Scheiben – Experimente mit CDs Prof. Dr. Arnim Lühken Schweizer Zentralkurs Chemie Bern – 6. Oktober 2009

2 Institut für Didaktik der Chemie 2 Übersicht 25 Jahre Compact Disc Die Chemie der „silbernen Scheibe“ Die CD – ein Hightech-Produkt der Kunststoffchemie

3 Institut für Didaktik der Chemie 3 25 Jahre Compact Disc Digital Audio

4 Institut für Didaktik der Chemie 4 Weltweit erste Silberscheibe wurde in Hannover industriell gepresst.

5 Institut für Didaktik der Chemie 5 „Anatomie“ der CD-ROM Schutzlack Druckfarbe Metallbeschichtung d = nm Polycarbonatträger d = 1,2 mm

6 Institut für Didaktik der Chemie 6 „Fingerabdruck“ der CD-ROM Bildnachweis: ChiuZ, 2007, 41, S. 339

7 Institut für Didaktik der Chemie 7 Eine weit verbreitete Unsitte ist es, eine oder mehrere CD´s am Innen-spiegel zu befestigen, weil dies angeblich das Foto (durch die Reflexion des Blitzes) unbrauchbar machen soll. […] Zitat und Bildnachweis: (2008) CDs gegen „Blitzer“?

8 Institut für Didaktik der Chemie 8 CD in der Mikrowelle – wenn es funkt und blitzt! Lichtenberg-Figuren

9 Institut für Didaktik der Chemie 9 Die Chemie der „silbernen Scheibe“

10 Institut für Didaktik der Chemie 10 Behandlung einer CD-ROM mit Salpetersäure Literatur:H. J. Bader, S. Heuser, A. Lühken: Das zweite Leben von CDs. PdN-ChiS 7/49. Jg. 2000, 6-8

11 Institut für Didaktik der Chemie 11 „Anatomie“ der CD-ROM Schutzlack Druckfarbe Metallbeschichtung d = nm Polycarbonatträger d = 1,2 mm

12 Institut für Didaktik der Chemie 12 Behandlung einer CD-ROM mit Salpetersäure Literatur:H. J. Bader, S. Heuser, A. Lühken: Das zweite Leben von CDs. PdN-ChiS 7/49. Jg. 2000, 6-8 … und mit Salzsäure

13 Institut für Didaktik der Chemie 13 Der „CD-ROM-Spiegel“ – Aluminium hauchdünn Bestimmung der Schichtdicke von Aluminium auf einer CD-ROM durch Komplexometrie Durchführung:  Acryl- und Lackschicht mit Salpetersäure entfernen  Aluminiumbeschichtung in Salzsäure auflösen  Aluminiumionen mit EDTA-Lösung – im Überschuss – komplexieren  Rücktitration mit Zinksulfat-Lösung und Xylenolorange Daten aus 6 Bestimmungen:Minimalwert 45 nm Maximalwert 75 nm Mittelwert61 nm Literaturwert40-80 nm

14 Institut für Didaktik der Chemie 14 Schichtdicke des Aluminiums auf einer CD-ROM – Beispielrechnung Außenradius der Aluminiumbeschichtungr a = 5,9[cm] Innenradius bis zur Aluminiumbeschichtungr i = 1,8[cm] Fläche der Aluminiumbeschichtung A = 5,9 2   - 1,8 2   = 99,1 [cm 2 ] Vorlage an EDTA-Lösungv EDTA = 10,0[ml] Verbrauch an Zinksulfat-Lösungv Z = 2,6[ml] Verbrauch an EDTA-Lösung (berechnet)v = v EDTA - v Z = 7,4[ml] 1 ml EDTA-Lösung entspricht 0,2698 mg Aluminium Dichte Aluminium p = 2,7 g/cm 3 Masse des Aluminiums m = 7,4  0,2698 = 2,00 m = 0,002 [mg] [g] Volumen AluminiumV = 0,002 / 2,7 = 0,00074[cm 3 ] Schichtdicke der Aluminiumbeschichtungd = 0,00074 / 99,1 = 0, d = 74,7 [cm] [nm] Literatur: A. Lühken, D. Sgoff, H. Haase: Chemie der silbernen Scheiben – Experimente mit CD-ROM und CD-R. PdN-ChiS 4/58 (2009)

15 Institut für Didaktik der Chemie 15 Wege zum „Metallbaum“ – OT-Technik nach M. Oetken, et al. Aluminiumfolie Deckglas mit Kupfer(II)-chlorid-Lösung Objektträger

16 Institut für Didaktik der Chemie 16 Wege zum „Metallbaum“ – Variante auf der CD-ROM Aluminiumoberfläche ohne Schutzlack 1 Tropfen Zinn(II)-chlorid-Lösung Literatur: A. Lühken, D. Sgoff, H. Haase: Chemie der silbernen Scheiben – Experimente mit CD-ROM und CD-R. PdN-ChiS 4/58 (2009)

17 Institut für Didaktik der Chemie 17 Kupferbäumchen – Variante auf der CD-ROM 2 mm

18 Institut für Didaktik der Chemie 18 CD-Kupferbäumchen auf der CD-ROM 2 mm

19 Institut für Didaktik der Chemie 19 „Runde“ Chemie auf der CD-ROM 2 mm

20 Institut für Didaktik der Chemie 20 Al 2 O Cl ¯ + 3 H 2 O 2 [AlCl 4 ] ¯ + 6 OH ¯ 1. Komplexierung der Passivierungsschicht 3 H Cu + 4 AlCl 3 4 Al + 3 Cu Cl ¯ + 6 H + 2. Oxidation des Aluminiums „Runde“ Chemie auf der CD-ROM [AlCl 4 ] ¯ + 4 H 2 O Al(OH) 2 Cl + 3 Cl ¯ + 2 H 3 O +

21 Institut für Didaktik der Chemie 21 Aus: Nick, Parchmann, Demuth [Hrsg.]: Chemisches Feuerwerk. Köln: Aulis Verlag Deubner, 2001, S. 196ff Wege zur „alltäglichen“ Batterie – „Oldenburger Bierdose“ oder…

22 Institut für Didaktik der Chemie 22 …“CD-ROM-Batterie“ – eine anschauliche Al-Luft-Zelle CD-ROM ohne Schutzlack Kohle NaCl-Lösung Literatur: A. Lühken, D. Sgoff, H. Haase: Chemie der silbernen Scheiben – Experimente mit CD-ROM und CD-R. PdN-ChiS 4/58 (2009)

23 Institut für Didaktik der Chemie 23 Weltweit erste Silberscheibe wurde in Hannover industriell gepresst.

24 Institut für Didaktik der Chemie 24 CD - Stammbaum CD Digital Audio 1982 CD-ROM 1985 CD-R 1989 CD-RW 1996 SilberAluminiumAg-In-Sb-Te

25 Institut für Didaktik der Chemie 25 „Anatomie“ der CD-ROM und CD-R CD-ROMCD-R Lackschicht Al Ag Farbstoff Polycarbonatträger Bildnachweis: ChiuZ, 2007, 41, S. 339

26 Institut für Didaktik der Chemie 26 CD-R – Silbernachweis 1.Auflösen der Silberbeschichtung in Salpetersäure 2.Nachweis durch Fällung von Silberchlorid Literatur: A. Lühken, D. Sgoff, H. Haase: Chemie der silbernen Scheiben – Experimente mit CD-ROM und CD-R. PdN-ChiS 4/58 (2009) CD-R – Bestimmung der Silberschichtdicke Komplexometrisch (analog Aluminiumbestimmung) Gravimetrisch nach Fällung als Silberchlorid Elektrogravimetrisch an einer Grafitelektrode Literatur: R. A. Fischer, A. Gutberlet, D. Käfer, M. Ruttert: Silber und Gold in CD-R-Rohlingen. MNU, 56/6 (2003), S. 353ff

27 Institut für Didaktik der Chemie 27 Polycarbonat – das „Rückgrad“ der CD

28 Institut für Didaktik der Chemie 28 Umschmelzen von CDs – Recycling oder Kunst? Literatur:H. J. Bader, S. Heuser, A. Lühken: Das zweite Leben von CDs. PdN-ChiS 7/49. Jg. 2000, 6-8

29 Institut für Didaktik der Chemie 29 Polycarbonat – Kunststoff ohne Makel? Mit Heißluftfön erhitzte CD vor (links) und nach (rechts) der Trocknung

30 Institut für Didaktik der Chemie 30 Pyrolyse von Polycarbonat einer CD Polycarbonat- stücke Aktivkohle zur Adsorption

31 Institut für Didaktik der Chemie 31 Nachweis von Phenol als Pyrolyseprodukt mit Gibbs-Reagenz

32 Institut für Didaktik der Chemie 32 Hydrolyse von Polycarbonat zu Bisphenol A – Wertstoffliches Recycling Literatur:H. J. Bader, S. Heuser, A. Lühken: Das zweite Leben von CDs. PdN-ChiS 7/49. Jg. 2000, 6-8

33 Institut für Didaktik der Chemie 33 Zusammenfassung – Die Versuche im Überblick 1.CD in der Mikrowelle 2.Behandlung mit Salpeter- und Salzsäure 3.* Bestimmung der Aluminiumschichtdicke durch Komplexometrie 4.* Metallbäume auf CD-ROM 5.* „CD-ROM-Batterie“ 6.Silbernachweis bei CD-R 7. ( * ) Umschmelzen der Trägerscheibe 8.* Nachweis Feuchtigkeit mit Heißluftföhn 9.* Nachweis von Phenol im Pyrolysat nach Gibbs 10.Hydrolyse zu Bisphenol-A

34 Institut für Didaktik der Chemie 34 Zusammenfassung – Implementation in den Chemieunterricht Elektrochemie OC Kunststoffe AC Metalle Leitfähigkeit Verhalten gegenüber Säuren Passivierung Reihe der Metalle Analytik Elektrochemische Elemente Korrosion Passivierung Polycarbonat als Polyester Recycling Phenol

35 Institut für Didaktik der Chemie 35 Ausblick – Die Scheibe dreht sich weiter! Farbstoffchemie an Beispielen der CD-R und CD-RW Chemie und Analytik der Legierungen am Beispiel der CD-RW Elektrochemische Elemente aus CD-ROM und CD-R Katalyse an der Silberoberfläche einer CD-R

36 Institut für Didaktik der Chemie 36 Herzlichen Dank! Dieter Sgoff Technischer Mitarbeiter, Universität Frankfurt am Main Hergen Haase Auszubildender Chemielaborant, Universität Oldenburg

37 Institut für Didaktik der Chemie 37 Kontakt:


Herunterladen ppt "Institut für Didaktik der Chemie 1 Chemie der silbernen Scheiben – Experimente mit CDs Prof. Dr. Arnim Lühken Schweizer Zentralkurs Chemie Bern – 6. Oktober."

Ähnliche Präsentationen


Google-Anzeigen