Arbeiten im Labor und Sicherheit
Du backst einen Kuchen nach Rezept. Du wiegst das Mehl ab, misst die Milch, stellst den Ofen ein und schaust auf die Uhr. Im Chemielabor ist es ähnlich. Dort arbeitest du aber mit Stoffen, die heiß werden, spritzen oder die Haut reizen können. Deshalb gelten feste Regeln.
Dazu kommen Fragen, die ein Rezept nicht beantwortet. Wie erzählst du anderen, was du getan und gesehen hast, damit sie es wiederholen können? Und wie findest du heraus, ob in einem Stück Brot Stärke steckt, ohne davon zu probieren?
Sicherheitsregeln im Labor
Das Labor ist ein Raum zum Experimentieren. Ein Versuch (auch Experiment) ist ein genau geplantes Ausprobieren, mit dem du eine Frage beantwortest. Bei jedem Versuch gelten diese Regeln:
- Trage eine Schutzbrille und einen Kittel. Binde lange Haare zusammen.
- Beginne erst, wenn deine Lehrkraft es erlaubt. Mache nur die geplanten Versuche.
- Iss und trink nicht im Labor. Probiere keinen Stoff, auch nicht, wenn er wie Salz aussieht.
- Rieche nie direkt am Gefäß. Fächle dir den Geruch mit der Hand zu.
- Halte Tisch und Wege frei. Lies jedes Etikett, bevor du einen Stoff nimmst.
- Melde Verletzungen, Spritzer und Scherben sofort. Spritzer ins Auge spülst du sofort mit viel Wasser aus.
- Wisse, wo Notausgang und Feuerlöscher sind. Wasche dir am Ende die Hände.
Gefahrstoffe und Gefahrensymbole
Gefahrstoffe können Menschen oder die Umwelt schädigen. Auf ihrer Verpackung steht ein Gefahrensymbol: eine Raute, also ein auf die Spitze gestelltes Quadrat, mit rotem Rand, weißem Hintergrund und schwarzem Bild. Dazu steht ein Signalwort, „Achtung“ oder bei größerer Gefahr „Gefahr“.
| Das Bild zeigt | Bedeutung | Beispiel |
|---|---|---|
| eine Flamme | entzündbar | Brennspiritus |
| eine Flamme über einem Kreis | brandfördernd, Feuer brennt heftiger | Sauerstoff aus der Flasche |
| eine Gasflasche | Gas unter Druck, kann platzen | Campinggas |
| eine explodierende Bombe | explosiv | Feuerwerkskörper |
| eine Hand und ein Metallstück unter Tropfen | ätzend, zerstört Haut, Augen, Metall | Abflussreiniger |
| ein Totenkopf mit gekreuzten Knochen | giftig, schon wenig macht schwer krank | Quecksilber |
| ein Ausrufezeichen | reizend, schadet der Gesundheit | manche Reiniger |
| ein Mensch mit Stern auf der Brust | schwere Langzeitgefahr für die Gesundheit | Benzin |
| ein toter Baum und ein toter Fisch | umweltgefährlich | Pflanzenschutzmittel |
Ein Symbol heißt „besonders vorsichtig sein“. Zu Hause: Mische nie Reiniger und fülle nie etwas in Getränkeflaschen um. Mit Stoffen aus Putzschrank, Keller oder Garage experimentierst du nicht ohne Erwachsene.
Laborgeräte und der Gasbrenner
| Gerät | Wofür |
|---|---|
| Reagenzglas | kleine Mengen mischen oder erhitzen, steht im Reagenzglasständer |
| Becherglas | größere Mengen Flüssigkeit halten |
| Messzylinder | Volumen genau messen |
| Reagenzglasklammer | ein heißes Reagenzglas halten |
Der Gasbrenner erhitzt mit einer Gasflamme. So bedienst du ihn:
- Binde die Haare zusammen, setze die Schutzbrille auf und räume Brennbares weg.
- Schließe die Luftzufuhr. Halte ein brennendes Streichholz neben das Brennerrohr und öffne dann den Gashahn.
- Mit geschlossener Luftzufuhr brennt die gelbe Sicherheitsflamme. Sie ist gut zu sehen und weniger heiß. Mit offener Luftzufuhr brennt die blaue, rauschende Flamme. Sie ist viel heißer und schwer zu sehen. Die hellste Flamme ist also nicht die heißeste.
- Stelle in Pausen die Sicherheitsflamme ein. Zum Schluss drehst du das Gas ab. Lass einen brennenden Brenner nie allein.
Ein Reagenzglas füllst du höchstens zu einem Drittel. Halte es mit der Klammer schräg in die Flamme, bewege es hin und her und richte die Öffnung weg von dir und anderen. Sonst kann heiße Flüssigkeit herausspritzen. Zu Hause: Kein Feuer und kein Gasherd ohne Erwachsene.
Messen: Temperatur, Masse, Volumen und Zeit
Messen heißt, eine Größe mit einem Gerät zu bestimmen. Ein Messwert besteht aus Zahl und Einheit, zum Beispiel 250 ml. Das Volumen ist der Platz, den ein Stoff einnimmt. Die Masse sagt, wie viel Stoff etwas hat. Im Alltag nennst du sie Gewicht.
| Größe | Gerät | Einheit | Worauf du achtest |
|---|---|---|---|
| Temperatur | Thermometer | Grad Celsius (°C) | Warte, bis die Anzeige still steht. |
| Masse | Waage | Gramm (g), Kilogramm (kg) | 1 kg sind 1000 g. |
| Volumen | Messzylinder | Milliliter (ml), Liter (l) | Lies auf Augenhöhe am unteren Rand der Flüssigkeit ab. 1 l sind 1000 ml. |
| Zeit | Stoppuhr | Sekunde (s), Minute (min) | 1 min sind 60 s. |
Erkenntnisweg, Beobachten und Versuchsprotokoll
Chemikerinnen und Chemiker gehen in vier Schritten vor. Das ist der Erkenntnisweg:
- Frage: Was willst du wissen?
- Vermutung: Was glaubst du, wird passieren? Schreibe es vor dem Versuch auf.
- Versuch: Du prüfst die Vermutung. Du änderst nur eine Sache und hältst alles andere gleich. Nur so weißt du, was die Wirkung hat.
- Auswertung: Du vergleichst das Ergebnis mit der Vermutung und antwortest auf die Frage.
Beobachten heißt, genau zu schauen, zu hören, zu messen und alles aufzuschreiben. Du trennst die Beobachtung (was du wahrnimmst) von der Deutung (was du daraus schließt). „Das Wasser wird milchig“ ist eine Beobachtung. „Es ist Kohlenstoffdioxid da“ (ein Gas, das du weiter unten nachweist) ist eine Deutung.
Das Versuchsprotokoll hält den Versuch fest, sodass andere ihn wiederholen können. Es hat diese Teile: Frage, Vermutung, Material (mit Mengen), Sicherheit (Gefahren und Schutz), Durchführung (Schritte in richtiger Reihenfolge), Beobachtung (Gesehenes und Messwerte mit Einheit) und Auswertung (Antwort auf die Frage).
Ein Versuchsprotokoll: Zucker in Wasser
Ein Versuchsprotokoll: Zucker in Wasser
Frage: Löst sich Zucker in warmem Wasser schneller als in kaltem? Die Messwerte sind Beispielwerte.
| Teil | Inhalt |
|---|---|
| Vermutung | Im warmen Wasser geht es schneller. |
| Material | 2 Bechergläser, Thermometer, Waage, Messzylinder, Stoppuhr, Löffel, Zucker, kaltes und warmes Wasser |
| Sicherheit | Schutzbrille tragen. Nichts probieren. |
| Durchführung | In jedes Glas kommen 100 ml Wasser und 5 g Zucker. Du rührst gleich oft um und stoppst die Zeit, bis nichts mehr zu sehen ist. |
| Beobachtung | Kaltes Wasser, 12 °C: nach 90 s ist der Zucker weg. Warmes Wasser, 40 °C: nach 35 s ist der Zucker weg. |
| Auswertung | Im warmen Wasser dauerte es 90 s − 35 s = 55 s kürzer. Die Vermutung ist bestätigt. |
Wasser und Zucker waren in beiden Gläsern gleich. Nur die Temperatur war anders. Deshalb kannst du den Unterschied der Temperatur zuschreiben. Die Beobachtung enthält nur Zahlen und Gesehenes. Zu Hause: Nimm Wasser aus dem Hahn. Heißes Wasser aus dem Wasserkocher gehört nur in Erwachsenenhand.
Nachweisreaktionen
Eine Nachweisreaktion zeigt mit einer typischen Veränderung, dass ein bestimmter Stoff da ist.
| Nachweis von | So gehst du vor | Das siehst du, wenn der Stoff da ist |
|---|---|---|
| Stärke (steckt in Kartoffeln, Brot, Nudeln) | Du gibst einen Tropfen Iod-Lösung (gelbbraun) auf die Probe, zum Beispiel Kartoffel oder Brot. | Die Stelle wird blauschwarz. Bei Zucker bleibt es gelbbraun. |
| Kohlenstoffdioxid (das Gas aus Sprudel und Atem) | Du leitest das Gas in klares Kalkwasser (Wasser mit gelöstem Kalk). | Das Kalkwasser wird milchig trüb. |
| Sauerstoff (das Gas in der Luft, das wir zum Atmen brauchen) | Du hältst einen glimmenden Holzspan (ein Holzstäbchen, das nur noch glüht) in das Gas (Glimmspanprobe). | Der Span flammt hell auf. In Luft glimmt er nur weiter. |
Iod-Lösung färbt Haut und Kleidung. Kalkwasser reizt Augen und Haut. Du trägst die Schutzbrille. Zu Hause nicht ohne Erwachsene: Iod-Lösung, Kalkwasser und alles mit Streichhölzern.
Was steckt in der Atemluft?
Was steckt in der Atemluft?
Frage: Enthält deine Atemluft Kohlenstoffdioxid? Du bläst mit einem Strohhalm vorsichtig in klares Kalkwasser. Du saugst nie am Halm, denn Kalkwasser darf nicht in den Mund.
Beobachtung: Das Kalkwasser wird milchig trüb. Deutung: Nur Kohlenstoffdioxid trübt Kalkwasser, also steckt es in deiner Atemluft.
Modell als Denkwerkzeug
Ein Modell ist eine vereinfachte Vorstellung von etwas, das du nicht direkt sehen kannst. Ein Globus ist ein Modell der Erde. Ein Stadtplan zeigt Straßen und lässt Bäume weg. Ein Modell hilft dir zu erklären. Passt eine Beobachtung nicht dazu, verbesserst du das Modell. In der Chemie nutzt du später das Teilchenmodell.
Beobachtung und Deutung vermischen
Beobachtung und Deutung vermischen
„Ich habe beobachtet, dass Kohlenstoffdioxid das Kalkwasser trübt.“
Kohlenstoffdioxid kannst du nicht sehen. Du beobachtest nur: Das Kalkwasser ist milchig geworden. Dass es am Kohlenstoffdioxid liegt, ist die Deutung. Sie gehört in die Auswertung.
Falsche Vermutung heißt misslungener Versuch
Falsche Vermutung heißt misslungener Versuch
„Ich dachte, Zucker löst sich im kalten Wasser genauso schnell. Das stimmte nicht, also war der Versuch schlecht.“
Eine widerlegte Vermutung ist ein gutes Ergebnis, denn du hast etwas Neues gelernt. Misslungen ist ein Versuch, wenn du etwas falsch gemessen oder mehrere Dinge gleichzeitig verändert hast.
Zusammenfassung
Im Labor schützen Schutzbrille, Kittel, zusammengebundene Haare und klare Regeln. Du isst, trinkst und probierst nichts.
Gefahrensymbole sind rote Rauten mit schwarzem Bild, zum Beispiel Flamme, Totenkopf oder Ausrufezeichen.
Beim Gasbrenner ist die gelbe Sicherheitsflamme gut sichtbar und kühler, die blaue Flamme ist viel heißer.
Gemessen werden Temperatur (°C), Masse (g, kg), Volumen (ml, l) und Zeit (s, min), immer mit Einheit.
Der Erkenntnisweg lautet Frage, Vermutung, Versuch, Auswertung. Im Protokoll trennst du Beobachtung und Deutung.
Nachweise: Iod-Lösung färbt Stärke blauschwarz, Kohlenstoffdioxid trübt Kalkwasser, in Sauerstoff flammt ein Glimmspan auf.
Ein Modell ist eine vereinfachte Vorstellung, die beim Erklären hilft.
Übungen
Auf einer Flasche ist eine rote Raute mit einer schwarzen Flamme. Was bedeutet das?
Welcher Satz gehört zur Beobachtung, nicht zur Deutung?
Wasser hat vor dem Erhitzen 18 °C. Nach dem Erhitzen zeigt das Thermometer 74 °C. Um wie viel Grad ist es wärmer geworden?
Du brauchst 1,5 Liter Wasser. Dein Messzylinder fasst 500 ml. Wie oft füllst du ihn bis zum Rand?
Du erhitzt Wasser in einem Reagenzglas über dem Gasbrenner. Was ist richtig?
Du willst wissen, ob in einem Stück Brot Stärke steckt. Beschreibe den Versuch, sage, was du beobachtest, wenn Stärke da ist, und nenne eine Sicherheitsregel.