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Homogene Photokatalyse in Photo-Blue-Bottle - Experimenten

Sekundarstufe II



V1Blaufärbung der PBB-Lösung (wässrige Lösung aus Ethylviologen = Substrat, Proflavin = Photokatalysator und EDTA = Opferdonor) durch Lichtbestrahlung (blaues oder weißes Licht) und Entfärbung durch Schütteln im halbvollen, verschlossenen Rggl.
V2PBB in Abwesenheit von O2 im vollen, verschlossenen Rggl.
V3PBB in einer elektrochemischen Messanordnung aus zwei elektrolytüberbrückten Halbzellen mit einer bestrahlten und einer unbestrahlten PBB-Lösung (Solar-Akku mit Halbzellen)
V4Kompakt-Zelle aus FTO-Glas, Filterpapier mit PBB-Lösung und Rasierscherfolien (Solar-Akku als Kompakt-Zelle)
V5PBB-Variationen mit alternativen Substraten und Photokatalysatoren

Fachinhalte: gekoppelte Reaktionszyklen des Substrats und des Photokatalysators, lichtgetriebene Reaktionszyklen des Photokatalysators, Photoelektronentransfer, Redoxpaare und ihre Redoxpotentiale im Grundzustand und im angeregten Zustand, Lichtenergiekonversion und –speicherung im reduzierten Substrat, quantitative Ermittlung des Substrat-Umsatzes; Relation: Struktur-Farbe beim der farblosen und der blauen Form des Substrats

Inhaltsfelder: Stoffkreisläufe (PBB als Modellversuch zum Kreislauf Photosynthese-Zellatmung);
Elektrochemie (Redox-reaktionen und -potentiale, Nernst-Gleichung); Katalyse (Abgrenzung der Photokatalyse zur Katalyse); Energetik (Umwandlung von Strahlungsenergie in chemische Bindungsenergie) (Sek. II); Che/Bio: PBB und Kohlenstoff-Kreislauf in der Biosphäre

Referenzen

2019Richard Kremer; Michael W. Tausch
Unterwegs zur künstlichen Photosynthese - Photokatalytische Reduktionen in Modellexperimenten
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Zum Artikel
2016

Michael W. Tausch; Maria Heffen
Photosynthese und Atmung en miniature
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2013
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Akku leer? Licht an! - Photoelektrochemische Lichtenergiekonversion und -speicherung
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2007
Michael W. Tausch; Magdalene von Wachtendonk; Claudia Bohrmann-Linde; P. Krollmann; W. Schmitz; J. Wambach
 
CHEMIE 2000+ Gesamtband mit Kompendium für das Abitur
 
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Silke Korn; Michael W. Tausch
 
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Der Kohlenstoff-Kreislauf bei der Photosynthese und Atmung als Modellexperiment - Gekoppelte Reaktionszyklen
Praxis der Naturwissenschaften - Chemie in der Schule, 49(7):29
1998
D. Wöhrle; Michael W. Tausch; W.-D. Stohrer
 
PHOTOCHEMIE - Konzepte, Methoden, Experimente
 
Publisher: Wiley-VCH, Weinheim
1994
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Photo-Blue-Bottle Modellversuche zur Photosynthese und zur Atmung
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Photokatalyse
Praxis der Naturwissenschaften (Chemie), 38:37