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Alt 11.11.2008, 19:00   #1   Druckbare Version zeigen
Orsat2006  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 108
Glühbirne Chemische Experimente in der Mesosphäre

Hallo zusammen !

Ich habe dieses Mal eine sehr spezielle Frage und vielleicht haben ja einige Leute hier Ideen dazu.

Seit einiger Zeit stehe ich in Mailkontakt zu Donald Piccard, welcher eine Ballonfahrt auf 50.000 Meter Höhe plant. Mittlerweile hat er mich zu einem Mitarbeiter bei diesem Projekt ernannt und meine Aufgabe ist es, wissenschaftliche Experimente für diese Fahrt auszuwählen. Dabei würde ich gerne alle wissenschaftlichen Disziplinen berücksichtigen, darunter natürlich auch die Chemie.

Auf dem Ballon soll es zweierlei Experimente geben: Zum einen "große" Experimente, für wissenschaftliche Forschung; zum anderen verschiedene "Schauexperimente" auf einer Plattform außen an der Kapsel. Ein Beispiel für letzteres ist ein Behälter mit Wasser, der natürlich mit steigender Höhe anfangen wird, zu kochen.

Nun habe ich mir folgendes bereits überlegt. Für die großen Experimente:
1.) Sammlung von Luftproben beim Abstieg in bestimmten Intervallen
2.) Gleichzeitig Messung der Zusammensetzung der Luft mit einem kleinen GC.

Für die Plattform:
1.) Tropfen von Äther auf Glas und Beobachtung der Zeit, die der Äther zum verdampfen braucht
2.) Schlagen von Kalichlorat mit einem elektrischen Hammer und Beobachtung der Explosion mit einem Mikrofon und einer Kamera

Was denkt ihr zu diesen Experimenten? Und noch wichtiger: Fallen euch noch weitere ein?

Wenn ja, würde ich mich freuen, wenn ihr eure Beschreibungen posten würdet !
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DURING the past few years the civilised world has begun to realise the advantages accruing to scientific research, with the result that an ever increasing amount of time and thought is being devoted to various branches of science. No study has progressed more rapidly than chemistry.
Textbook of Inorganic Chemistry, J. Newton Friend, 1917, S. vii
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Alt 11.11.2008, 21:27   #2   Druckbare Version zeigen
bm  
Moderator
Beiträge: 54.171
AW: Chemische Experimente in der Mesosphäre

Ich frage mich was das bringen soll. Die Effekte lassen sich mit einer billigen Wasserstrahlpumpe simulieren.
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Alt 12.11.2008, 00:27   #3   Druckbare Version zeigen
Orsat2006  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 108
AW: Chemische Experimente in der Mesosphäre

Ja, die beiden Demonstrationsexperimente könnte man durchaus im Labor machen. Aber die anderen beiden nicht.

Weiterhin bin nicht ich, sondern Herr Piccard für die Ballonfahrt an sich verantwortlich, und er möchte gerne verschiedene Phänomene mit dieser Fahrt zeigen und erklären. Daher ist es wichtig, das nicht nur im Labor (wo es die breite Öffentlichkeit sowieso nicht mitbekommt, außer in der Schule natürlich), sondern im Ballon zu machen.
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Alt 13.11.2008, 12:31   #4   Druckbare Version zeigen
Spektro Männlich
Mitglied
Beiträge: 952
AW: Chemische Experimente in der Mesosphäre

Zur Sammlung von Luftproben/GC:

Das ist eine Wissenschaft für sich, wie man in diesen Höhen Luftproben für die spätere Analyse im Labor in ausreichender Menge und KONTAMINATIONSFREI sammelt....
GC ist auch nicht ohne, in großer Höhe ist die Luft so dünn, daß die Probeluft vorher ordentlich angereichert werden muß, damit der GC überhaupt oberhalb der Nachweisgrenzen arbeiten kann.

Weiteres siehe PN.
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Alt 17.11.2008, 15:03   #5   Druckbare Version zeigen
Orsat2006  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 108
AW: Chemische Experimente in der Mesosphäre

Danke für die PN und die Infos !

Es geht wohl nicht wie damals auf dem Explorer II (1935), dass man "einfach" evakuierte Glasballons über einige Messing- und Glasverbindungen mit der Außenluft füllt, oder? Denn das andere Gerät mit dem Neon ist da ja um einiges komplizierter.

Gibt es überhaupt kleine GCs, die empfindlich genug sind? (Ich kenne einen ganz kleinen von der Schule her, der ist aber nicht sehr präzise denke ich)

Gibt es noch Ideen zu anderen Schauversuchen, die auf der Experimentenplattform gemacht werden könnten? Oder auch andere "Großversuche" wie das Probensammeln und der GC.
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Alt 18.11.2008, 12:10   #6   Druckbare Version zeigen
Spektro Männlich
Mitglied
Beiträge: 952
AW: Chemische Experimente in der Mesosphäre

Das Problem ist einfach der geringe Luftdruck in der Höhe (ca. 1hPa bei 50km). Manche Leute nennen das auch schon Vakuum...
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Alt 18.11.2008, 14:47   #7   Druckbare Version zeigen
Orsat2006  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 108
AW: Chemische Experimente in der Mesosphäre

Ja, daher denke ich daran, dass beim Abstieg des Ballons mehrere Proben gesammelt werden sollten. Welcher Abstand zwischen den einzelnen Proben würde Sinn machen? Ich habe an Abstände von 6 Kilometern zwischen zwei Entnahmen gedacht, i.o. oder zu groß?
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Alt 18.11.2008, 15:16   #8   Druckbare Version zeigen
laborleiter Männlich
Moderator
Beiträge: 6.322
Blog-Einträge: 11
AW: Chemische Experimente in der Mesosphäre

Zitat:
Zitat von Orsat2006 Beitrag anzeigen
2.) Schlagen von Kalichlorat mit einem elektrischen Hammer und Beobachtung der Explosion mit einem Mikrofon und einer Kamera
was für eine "explosion" erwartest du dir denn dabei

und zum ersten test: der ether wird die glasplatte nicht erreichen, fürchte ich
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Alt 22.11.2008, 09:00   #9   Druckbare Version zeigen
Orsat2006  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 108
AW: Chemische Experimente in der Mesosphäre

Nun, es soll gezeigt werden, dass die Explosion mit größerer Höhe und abnehmendem Umgebungsdruck immer schwächer wird. Außerdem wird demonstriert, dass die Schallübertragung auch immer weniger wird.
Das gleiche beim Ether: Sein Siedepunkt nimmt ja immer weiter ab und da wird er schnell verdampfen.

Wir kennen diese Phänomene ja. Nur geht es Piccard darum, diese Dinge anschaulich zu machen, und einer breiten Masse zu zeigen. Zum Beispiel möchte er eine Bahn aus Graphit mit einem Eisenblock mitnehmen. Die Bahn kann schräg gestellt werden, und dann rutscht der Block natürlich die Bahn hinunter. Nun ist es aber so, dass bei geringer Luftfeuchtigkeit der Reibungskoeffizient des Graphits sehr groß wird. Daher wird man beobachten können, dass etwa ab 9.000 Meter Höhe der Block nicht mehr die Bahn hinunterrutscht!

Nun gab es vor kurzem eine unbemannte Höhenmission, bei der ein Elektromotor mit Graphitbürsten eingesetzt wurde. Nun passierte was passieren musste: Durch die hohe Reibung des Graphits blieb der Motor stecken und dies war der Grund für das Scheitern der Mission. Piccard will eben diese Effekte zeigen, weil er denkt, dass viele Leute diese Effekte nicht oder nicht genug kennen (sonst wäre das mit dem Elektromotor ja auch nicht passiert).
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Alt 22.11.2008, 12:20   #10   Druckbare Version zeigen
laborleiter Männlich
Moderator
Beiträge: 6.322
Blog-Einträge: 11
AW: Chemische Experimente in der Mesosphäre

ich drücke es mal anders aus: auf kaliumchlorat kannst du mit dem elektrischen hammer herumklopfen, es mit dem vorschlaghammer bearbeiten, mit einem leopard II drüberrollen, auf das häufchen mit einem magnum-kaliber schiessen.

das alles wahlweise mit überdruck, normaldruck oder vakuum. du kannst auch hand auflegen oder es anbeten - es wird nichts passieren
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Alt 23.11.2008, 21:52   #11   Druckbare Version zeigen
Orsat2006  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 108
AW: Chemische Experimente in der Mesosphäre

Öhm *am Kopf kratz*:

Ich habe in einem anderen Thread gefragt, was "überoxgeniert salzsaures Kali" ist, und da wurde mir gesagt: Kalichlorat.

Bei diesem Begriff ging es darum, dass es im Jahr 1803 eine wissenschaftliche Ballonfahrt gab, bei der auf diese Chemikalie auch eingeschlagen wurde, und dann eine Explosion zustande kam (oder es zumindest einen Knall gab).

Und nun knallt es doch nicht? Oder braucht man dafür eine zweite Chemikalie (Wiki schreibt was von der Armstrongschen Mischung)?
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Alt 23.11.2008, 21:58   #12   Druckbare Version zeigen
zarathustra Männlich
Moderator
Beiträge: 11.539
AW: Chemische Experimente in der Mesosphäre

Ich weiß nicht, was Dein wissenschaftlicher Hintergrund ist, aber von manchen Sachen sollte man lieber die Finger lassen wenn man davon keine Ahnung hat. Kaliumchlorat alleine ist relativ ungefährlich, mit bestimmten Substanzen zusammen ist es aber ein perfektes Gemisch für Leute, die sich die Hände wegsprengen möchten...
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Ich habe zwar auch keine Lösung, aber ich bewundere das Problem!
zarathustra ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 23.11.2008, 22:07   #13   Druckbare Version zeigen
Orsat2006  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 108
AW: Chemische Experimente in der Mesosphäre

Ich bin noch Schüler in der 13. Klasse (Chemie-GK, Physik-LK) und meine Devise ist auch, sicher zu experimentieren (es gab schon einige Erlebnisse in den letzten Wochen, wo jemand durch Herumalbern seine Hose voller Bleinitratlösung hatte).

Ich hab mich grad schlau gemacht und gesehen, dass man z.B. Schwefel für die Explosion braucht...Hier soll gezeigt werden, dass eine Explosion mit der Höhe eben immer schwächer zu hören ist. In den 1950er hat man das auf Höhenraketen mit Granaten gemacht, aber ich würde keine Granaten auf dem Ballon mitnehmen.
Gibt es denn Stoffe, die knallen, aber nicht so gefährlich wie KClO3 sind?
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Alt 23.11.2008, 22:10   #14   Druckbare Version zeigen
zarathustra Männlich
Moderator
Beiträge: 11.539
AW: Chemische Experimente in der Mesosphäre

Schwefel ist hier die falsche Zutat, aber das sparen wir uns mal lieber...

Ist zwar weniger spektakulär, aber warum nicht eine Trillerpfeife oder meinetwegen eine Trommel mitnehmen?
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Ich habe zwar auch keine Lösung, aber ich bewundere das Problem!
zarathustra ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 23.11.2008, 22:19   #15   Druckbare Version zeigen
FK Männlich
Moderator
Beiträge: 60.898
AW: Chemische Experimente in der Mesosphäre

Zitat:
Zitat von Orsat2006 Beitrag anzeigen
1.) Tropfen von Äther auf Glas und Beobachtung der Zeit, die der Äther zum verdampfen braucht
In dem Moment, wo die Flasche geöffnet wird, wird der Ether im hohen Bogen rausfliegen, wenn der Ballon hoch genug ist...
Es sei denn, man kühlt ihn vorher entsprechend - dann ist der Versuch aber nicht relevant.

Man könnte natürlich Wasser nehmen. Der Versuch sollte dann aber bei ca. 20 °C durchgeführt werden..

Gruß,
Franz
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Gib einem Mann einen Fisch, und Du ernährst ihn für einen Tag.
Lehre ihn das Fischen, und Du ernährst ihn für sein ganzes Leben.

Nichts, was ein Mensch sich auszudenken in der Lage ist, kann so unwahrscheinlich, unlogisch oder hirnrissig sein, als dass es nicht doch ein anderer Mensch für bare Münze halten und diese vermeintliche Wahrheit notfalls mit allen ihm zur Verfügung stehenden Mitteln verteidigen wird.

Stellt bitte Eure Fragen im Forum, nicht per PN oder Email an mich oder andere Moderatoren! Ich gucke nur ziemlich selten in meine PNs rein - kann also ein paar Tage dauern, bis ich ne neue Nachricht entdecke...

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