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Untere Atmosphäre
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3. Ozon und Feuer - Mehr
Arbeitsblatt 2:
Photosmog im Modell
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Achtung: Von einigen im Experiment verwendeten Chemikalien und vom starken UV-Licht gehen Gefahren aus. Experimentiere mit Bedacht und schütze dich!
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Bild 1: Modellversuch zum Photosmog.
©Tausch, von Wachtendonk: Chemie 2000+; Buchner Verlag, Bamberg 2001
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V1 |
Bestrahlung: (Demonstrationsversuch, Abzug! UV-Lichtschutz-Aluminiumfolie) Ein 450-mL-Tauchlampenreaktor wird mit 2 mL Tetrachlorethen [Xn,N; R: 40-51/53; S: 2-23-36/37-61], Glasperlen oder Raschig-Ringen (ca. 1,5 cm hoch) und mit frischen Blättern (Eichenblätter, Kiefernnadeln) beschickt. Bei eingestellter Wasserkühlung wird 25 min lang mit einer 150 W -UV-Tauchlampe (Quecksilberhochdruckbrenner) bestrahlt. |
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V2 |
Extraktion, Filtration: (Gruppenversuche) Im Mörser werden klein geschnittene Blätter (s.o.) mit etwas Quarzsand und Methanol [T, F; R: 11-23/24/25-39/23/24/25; S: 1/2-7-16-36/37-45] verrieben. Die grüne Lösung wird abfiltriert. Man stellt so Extrakte aus bestrahlten und unbestrahlten Blättern her. |
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V3 |
Dünnschichtchromatographie: (Gruppenversuche) Auf eine mit Kieselgel beschichtete DC-Aluminiumfolie, die in zwei Bahnen aufgeteilt wurde, trägt man Startlinien aus den beiden Extrakten auf. Für die Entwicklung des Dünnschichtchromatogramms verwendet man als Fließmittel ein Gemisch aus Petrolether (Siedebereich 30-50°C) [F+, Xn, N; R: 12-51/53-65-66-67; S: 9-16-29-33-61-62], Benzin (Siedebereich 100-140°C) [F, Xn, N; R: 11-38-51/53-65-67; S: 9-16-23-24-33-61-62] und 2-Propanol [F, Xi; R: 11-36-67; S: 2-7-16-24/25-26] im Volumenverhältnis 25:25:5 |
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Man erhält bei diesem Modellversuch je nach Blattsorte und Bestrahlungsdauer unterschiedliche Ergebnisse, die aber alle etwa wie in Bild 2 aussehen:
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A1 |
Welche Blattpigmente wurden geschädigt? Woran erkennt man das? |
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Bild 2: Dünnschichtchromatogramm von Extrakten unbestrahlter (A) und bestrahlter (B) Blätter. [1: Startfleck; 2,3,4: Xanthophylle; 5: Chlorophyll a ; 6: Chlorophyll b; 7 ß-Carotin]
© 2004 Seesing, Tausch; Universität-Duisburg-Essen, Duisburg
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A2 |
Der Reaktorversuch zur Blattschädigung (V1) ist ein Modellversuch für Vorgänge, die auch in der Natur ablaufen können. Die Reaktionsbedingungen im Reaktor sind aber nicht ganz naturgetreu, sondern zum Teil stark übertrieben sowohl in Bezug auf die Troposphäre als auch auf die Stratosphäre. Ergänze die Tabelle mit passenden Stichwörtern ( z. B. höher, niedriger, kürzer, anders, etwa gleich, etc.): |
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Troposphäre |
Stratosphäre |
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Gasdruck
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Zusammensetzung der Gasmischung |
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Bestrahlungszeit
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Periodizität der Bestrahlung
(Tag-Nacht Rhythmus) |
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Wellenlänge des Lichtes ( l )
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offenes / geschlossenes System |
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Dynamik der Gasmassen
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Temperatur des Gasgemisches
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Bild 3: Prognosen zur Veränderung der gesamten Ozonsäule nach geographischen Breitengraden (links) und zur Veränderung der vertikalen Ozonverteilung (rechts). [nach: G. Mégie, Ozon, Springer, Berlin 1989]
© 2004 Seesing, Tausch; Universität-Duisburg-Essen, Duisburg
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A3 |
Werte die Ozon-Prognosen aus Bild 3 aus. Was ist besorgniserregender, die Veränderung der gesamten Ozonsäule oder die vertikale Verteilung? Begründe deine Aussage! |
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A4 |
Betrachte die vertikale Ozonverteilung laut Bild 3 rechts in "60" Jahren. Zu welchem Phänomen passt der Modellversuch E1 eher?
1. zum Ozonloch
2. zum Photosmog
3. zum Ozonloch UND zum Photosmog
Begründe deine Aussage! |
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A5 |
ß-Carotin besitzt eine Schwachstelle ("weak point"), die besonders leicht angegriffen werden kann. Welche der nebenstehenden Reaktionsmöglichkeiten sind im Versuch E1 denkbar? Welche findet sicherlich nicht statt? Begründe deine Aussage! |
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Bild 4: Mögliche Reaktionen von ß-Carotin
© 2004 Schmidt, Seesing, Tausch; Universität-Duisburg-Essen; Duisburg
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About this page:
Authors: M. Seesing, M. Tausch - Universität Duisburg-Essen, Duisburg / Germany
Scientific reviewer: Dr. Rolf Sander - MPI for Chemistry, Mainz - 2004-05-18
Last update: 2004-05-13 |
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