Versuche zu Atmung und CO2 - Technische Universität Braunschweig

Stoffkreisläufe: O 2 /CO 2 -Kreislauf Versuche zu Atmung und CO 2 

Experimente zum Thema 

Stoffkreisläufe: O 2 /CO 2 -Kreislauf 

- Versuche zu Atmung und CO 2 - 

Projekttitel: 

Nachhaltige Chemie im Agnes-Pockels-SchülerInnen- 

Labor – Neue pädagogische Angebote zu Stoffkreisläufen 

und Ressourcenschonung 

Aktenzeichen: 28352 

Laufzeit: 01.09.2010-31.08.2012 

Projektleitung: 

Wiss. Mitarbeiterin: 

Prof. Dr. Petra Mischnick 

Dr. Beate Faustmann 

Institution: 

Technische Universität Braunschweig 

Institut für Lebensmittelchemie 

Partnerschule: 

Realschule Maschstraße, Braunschweig 

Erika Hirsch, Birgit Meinert, Petra Schille 

© Agnes-Pockels-SchülerInnenlabor, TU Braunschweig 18.08.2013 Seite 1 von 16


Inhalt 

Versuch 1. Kohlenstoffdioxidnachweis mit Kalkwasser 3 

Versuch 2.1 Kohlenstoffdioxid in der Atemluft 4 

Versuch 2.2 Kohlenstoffdioxid als Produkt der Verbrennung 6 

Versuch 2.3 Kohlenstoffdioxid in Autoabgasen 9 

Versuch 3. Speicherung/Bindung von Kohlenstoffdioxid in Muscheln 11 

und/oder Kalksteinen 

Versuch 4. Bedeutung von Kohlenstoffdioxid als Treibhausgas 12 

Materialliste Materialliste für 30 SchülerInnen bzw. 15 Zweiergruppen 14 

Laborplan Laboreinteilung für die Versuche zu Atmung und CO 2 16 



Name: 

Datum: 

1. Kohlenstoffdioxidnachweis mit Kalkwasser 

Materialien: 

100 mL Becherglas, 50 mL Messzylinder, Soda-Club-Maschine, 

600 mL Abfallgefäß für Kalkwasserlösungen-Gemisch 

Chemikalien: Kalkwasser (gesättigte Lösung von Ca(OH) 2 ) 

Sicherheitshinweise: 

- Wenn du lange Haare hast, binde sie zusammen. 

- Kalkwasser ist ätzend. Trage Handschuhe und eine Schutzbrille! 

Hintergrundinformation 

Kohlenstoffdioxid kann man in Druckbehältern kaufen und zum Sprudeln von Leitungswasser 

im Haushalt verwenden (Soda-Club-Maschine). 

Durchführung: 

1. Fülle mit Hilfe des Messzylinders 25 mL Kalkwasser in das Becherglas. 

2. Leite nun mit Hilfe eines aufgesteckten Schlauches das Kohlenstoffdioxid 

(CO 2 ) aus der Druckgasflasche der Soda-Club-Maschine in das Becherglas. 

Was beobachtest du? 



Name: 

Datum: 

2.1 Kohlenstoffdioxid in der Atemluft 

Materialien: 

1 Stativ, 1 Halterung für den Kolbenprober, 100 mL Erlenmeyerkolben, 

1 zweifach perforierter Stopfen, 1 Glasröhrchen lang, 

1 Glasröhrchen, kurz, für den Druckausgleich, 1 Kolbenprober 

(100 mL), 1 Dreiwegehahn mit 3 Verbindungsschlauchstücken, 

1 Mundstück (z.B. neuer Schlauch oder Strohhalm), 

100 mL Messzylinder 







1. Befestige den Kolbenprober mit Hilfe der Halterung am Stativ, verbinde ihn mit 

dem Dreiwegehahn über ein Schlauchstück und stecke ein weiteres Schlauchstück 

auf das Mittelstück des Dreiwegehahnes. Führe die beiden Glasröhrchen 

durch den perforierten Stopfen und verbinde das längere Glasröhrchen 

mit dem Schlauchstück am Mittelteil des Dreiwegehahnes. Das dritte 

Schlauchstück verbindet das Mundstück (z.B. sauberer Schlauch oder Strohhalm) 

ebenfalls mit dem Dreiwegehahn. 

2. Fülle mit dem Messzylinder 50 mL Kalkwasser in den Erlenmeyerkolben. 

3. Setze sofort nach dem Befüllen des Erlenmeyerkolbens den Stopfen mit den 

beiden Glasröhrchen auf den Erlenmeyerkolben. Das lange Glasröhrchen 

muss dabei in die Flüssigkeit hineinragen. Das Glasröhrchen, welches nur für 

den Druckausgleich dient, darf keine Verbindung zur Flüssigkeit haben. 

4. Drehe den Dreiwegehahn so, dass nur eine Verbindung vom freien Mundstück 

zum Kolbenprober besteht. Puste kräftig hinein, bis der Kolben vollständig mit 

Atemluft gefüllt ist (100 mL). 

5. Schließe nun den Dreiwegehahn so, dass das Mundstück keine Verbindung 

mehr zum Kolbenprober hat, sondern nur noch eine Verbindung zwischen 

Kolbenprober und Erlenmeyerkolben mit der Kalkwasserlösung besteht. 

6. Drücke nun mit dem Kolben die Atemluft in die Kalkwasserlösung. 



7. Wiederhole ggf. die Vorgänge 4-6, bis eine Veränderung der Kalkwasserlösung 

eintritt. 


Wie kannst du deine Beobachtungen erklären? 



Name: 

Datum: 

2.2 Kohlenstoffdioxid als Produkt der Verbrennung 

Materialien: 

1 Stativ, 2 Halterungen, Holzklotz (statt Laborboy), 

1 Porzellanschale, 1 Trichter (Glas), 1 Gaswaschflasche, 

1 Wasserstrahlpumpe, 1 Gummischlauch, 1 hitzebeständiger 

Schlauch, 1 Tiegelzange, Streichhölzer, 100 mL Becherglas mit 

Wasser für die gebrauchten Streichhölzer, Waage, Holz 

(z.B. Streichhölzer ohne Kopf) 






- Die bei diesem Versuch verwendeten Geräte werden sehr heiß. Müssen 

Geräte (z.B. Trichter) angefasst werden, so ist darauf zu achten, dass diese 

genügend abgekühlt sind. 

Versuchsaufbau: 

1. Befestige den Trichter mit Hilfe der Halterung verkehrt herum am Stativ. 

2. Schiebe den Trichter nach oben und stelle die Porzellanschale darunter. Die 

Trichteröffnung soll etwa 8 cm über dem Boden der Porzellanschale sein. 

3. Fülle die Kalkwasserlösung in die Gaswaschflasche. Das Glasrohr soll etwa 

1 cm tief in die Flüssigkeit reichen (ca. 50 mL). 

4. Stelle die Gaswaschflasche auf den hochkant gestellten Holzklotz und 

befestige sie mit der Halterung am Stativ. 

5. Schraube die Wasserstrahlpumpe am Wasserhahn fest. 



6. Verbinde den Trichter über den feuerfesten Schlauch mit dem langen Glasrohr 

der Gaswaschflasche. 

7. Schraube den Gummischlauch an die Gaswaschflasche und an die 

Wasserstrahlpumpe. 

Vorversuch: 

Stelle die Wasserstrahlpumpe an und beobachte, was mit der Flüssigkeit in der 

Gaswaschflasche passiert. 

Beobachtung 


1. Wiege die leere Porzellanschale und notiere das Gewicht in der Tabelle. 

2. Wiege in der Porzellanschale 1,5 g Holz (Streichhölzer ohne Köpfe) ab und 

notiere dieses Gewicht ebenfalls in der Tabelle. 

3. Schichte die Holzstücke zu einem Mini-Lagerfeuer auf. 

4. Stelle die Wasserstrahlpumpe an. 

5. Zünde das Holz mit einem Streichholz an und entsorge dieses sofort im 

Becherglas, welches mit Wasser gefüllt ist. 

6. Stelle die Porzellanschale schnell mit der Tiegelzange unter den Trichter. 

Sollte das Feuer ausgehen, zünde es wieder an. Das Holz sollte möglichst 

vollständig verkohlt sein. 

7. Wiege nach dem Abkühlen die Schale mit dem Inhalt erneut und notiere 

dieses Gewicht in der Tabelle. 




Gewicht [g] 

Beobachtung 

Porzellanschale leer 

Porzellanschale mit Inhalt vor 

der Verbrennung 

Porzellanschale mit Inhalt vor 

der Verbrennung 

Differenz 

Bei der Verbrennung von Holz nimmt das Gewicht . 

Was beobachtest du in der Gaswaschflasche? 




Name: 

Datum: 

2.3 Kohlenstoffdioxid in Autoabgasen 

Materialien: 

1 Reagenzglas, 1 Reagenzglasständer, Schlauchverbindung für den 

Kolbenprober, Kolbenprobe (100 mL), abgeschnittener vorderer Teil 

einer Pasteurpipette (Kunststoff), Schraubklemme für den Abgasbeutel, 

Abgasbeutel, Autoabgase 






Versuchsaufbau: 

2 

1 

1. Befülle das Reagenzglas mit ungefähr 2 mL Kalkwasserlösung. 

2. Verbinde den Kolbenprober mit dem Schlauch des Abgasbeutels. 


1. Öffne die Schraubklemme des Abgasbeutels und ziehe den Kolben des Kolbenprobers 

schnell und gleichmäßig nach hinten, bis der Kolbenprober vollständig 

mit Abgasen gefüllt ist. 

2. Schließe den Hahn des Kolbenprobers und die Schlauchklemme, bevor du 

den Kolbenprober vom Schlauch abziehst. 

3. Schiebe den abgeschnittenen Teil der Pasteurpipette (Kunststoff) in ein 

Schlauchstück und befestige dieses am Kolbenprober. 



4. Halte die Pipette in das Reagenzglas, so dass sich die Öffnung in der Kalkwasserlösung 

befindet. 

5. Öffne den Hahn des Kolbenprobers und drücke die Abgase in die Kalkwasserlösung. 

6. Wiederhole den Vorgang 1-2 mal. 


Wie erklärst du deine Beobachtungen? 



Name: 

Datum: 

3. Speicherung/Bindung von Kohlenstoffdioxid in Muscheln 

und Kalkgestein 

Materialien: 

1 Erlenmeyerkolben (50 mL), 1 Gärröhrchen mit durchbohrtem 

Gummistopfen, 1 Becherglas (250 mL) für das Kalkwasser, 

1 Uhrglas 


Chemikalien: Muscheln und/oder Kalksteine 

Kalkwasser (gesättigte Lösung von Ca(OH) 2 

Salzsäure (HCl, 10 %) 



- Kalkwasser und Salzsäure sind ätzend. Trage Handschuhe und eine 

Schutzbrille! 


1. Gib eine Muschel oder ein Stück Kalkstein in den Erlenmeyerkolben. 

2. Bereite das Gärröhrchen vor, indem du es vorsichtig mit Kalkwasser füllst bis 

die kugeligen Erweiterungen des Glases bis etwa zur Hälfte gefüllt sind 

(Becherglas nach der Entnahme des Kalkwassers sofort wieder mit dem 

Uhrglas verschließen, damit kein Kohlenstoffdioxid aus der Luft mit dem Kalkwasser 

reagieren kann). 

3. Gib nun einige Tropfen Salzsäure auf die Muschel bzw. den Kalkstein und 

verschließe den Erlenmeyerkolben sofort mit dem vorbereiteten Gärröhrchen. 

– Achte darauf, dass der Gummistopfen das Gefäß dicht verschließt. 

Drück aber nicht so stark, dass das Glas platzt (Verletzungsgefahr!). 


Wie kannst du deine Beobachtung erklären (aus welchem Material ist die 

Muschel oder der Kalkstein)? 



Name: 

Datum: 

4. Bedeutung von Kohlenstoffdioxid als Treibhausgas 

Materialien: 

2 Erlenmeyerkolben (100 mL), 2 Glasröhrchen, 2 Thermometer, 

2 doppelt durchbohrte Gummistopfen, Soda-Club-Maschine, 

1 Infrarotlampe (z.B. Fa. Beurer, 100 Watt), Stoppuhr, 1 Becherglas 

(250 mL) 

___________________________________________________________________ 

Hintergrundinformation 

Kohlenstoffdioxidgas der Atmosphäre absorbiert einen Teil der von der Erde abgestrahlten 

langwelligen Infrarotstrahlung (= Wärmestrahlung). Diese Erscheinung, die 

als Treibhauseffekt bezeichnet wird, kann zu einer globalen Erwärmung mit diversen 

Konsequenzen führen. 


1. Führe das Thermometer und das Glasröhrchen durch den doppelt durchbohrten 

Stopfen. Das Glasröhrchen sollte bis zum Boden des Erlenmeyerkolbens 

reichen. 

2. Bereite den zweiten Stopfen genauso vor. 

3. Fülle das Becherglas mit Hilfe der Soda-Club-Maschine etwa 30 s mit Kohlenstoffdioxid 

(bleibt am Boden des Becherglases, da Kohlenstoffdioxid-Gas 

schwerer als Luft ist) und gieße es langsam in den entsprechend beschrifteten 

Erlenmeyerkolben. 

4. Verschließe nun beide Erlenmeyerkolben (auch den Erlenmeyerkolben, der 

mit Luft gefüllt ist) mit den Stopfen und stelle sie 1 Stunde unter die Infrarotlampe. 

5. Notiere alle 5 Minuten die Temperaturen beider Erlenmeyerkolben. 




Zeit [min] Temperatur Kolben CO 2 [ o C] Temperatur Kolben Luft [ o C] 

0 

5 

10 

15 

20 

25 

30 

35 

40 

45 

50 

55 

60 




Materiallisten für 30 SchülerInnen bzw. 15 Zweiergruppen 

Versuch 1.: Stationsversuch – 3 Stationen 

3 Bechergläser (100 mL) 

3 Messzylinder (50 mL) 

3 Soda-Club-Maschinen 

1 Bechergläser (600 mL) als Abfallgefäß 

‣ 3 Bechergläser (250 mL) mit je 150 mL Kalkwasser (gesättigte Lösung 

von Ca(OH) 2 ) 

Versuch 2.1: Stationsversuch – 3 Stationen 

3 Stative und 3 Halterungen für die Kolbenprober 

3 Erlenmeyerkolben (100 mL) 

3 zweifach perforierte Gummistopfen 

3 Glasröhrchen lang, 3 Glasröhrchen kurz für den Druckausgleich 

3 Kolbenprober 

3 Dreiwegehähne mit 9 Verbindungsschläuchen 

15 Mundstücke (neue Schläuche oder Strohhalme) 

3 Messzylinder (100 mL) 

1 Becherglas (1000 mL) als Abfallgefäß 

‣ 3 Bechergläser (400 mL) mit je 200 mL Kalkwasser (gesättigte Lösung 

von Ca(OH) 2 ) + Uhrglas 

Versuch 2.2: Stationsversuch (3 Stationen, Abzüge im kleinen Labor) 

3 Stative und 6 Halterungen für die Trichter und die Gaswaschflaschen 

3 Holzklötze (statt Laborboy) 

15 Porzellanschalen 

3 Trichter (Glas) 

3 Gaswaschflaschen 

3 Wasserstrahlpumpen 

3 Gummischläuche 

3 hitzebeständige Schläuche 

3 Tiegelzangen 

3 Packungen Streichhölzer (lang) 

3 Bechergläser (100 mL) mit Wasser für die gebrauchten Streichhölzer 

1 Waage 

Holz (z.B. Streichhölzer ohne Kopf) 


‣ Kalkwasser (gesättigte Lösung von Ca(OH) 2 ), 1000 mL-Gefäß + Deckel 



Versuch 2.3: Stationsversuch – 3 Stationen 

15 Reagenzgläser, 3 Reagenzglasständer 

3 Kolbenprober und 3 Schlauchverbindungen für die Kolbenprober 

3 abgeschnittene vordere Teile einer Pasteurpipette (Kunststoff) 

3 Abgasbeutel, 3 Schraubklemmen für die Abgasbeutel 

Autoabgase 


‣ Kalkwasser (gesättigte Lösung von Ca(OH) 2 ), 50 mL-Gefäß + Deckel 

Versuch 3.: Stationsversuch – 4 Stationen 


15 Gärröhrchen 

15 Muscheln oder Kalksteine 


‣ Kalkwasser (gesättigte Lösung von Ca(OH) 2 ), 3 250 mL-Gefäße + 

Deckel 

‣ Salzsäure (10 %) in 15 Tropfflaschen (30 mL) 

Versuch 4.: Gruppenversuch – 2 Gruppen 


2 Glasröhrchen 

2 Thermometer 

2 doppelt durchbohrte Gummistopfen 

2 Soda-Club-Maschinen 

2 Bechergläser (250 mL) 

2 Stoppuhren 

2 Infrarotlampen (z.B. Fa. Beurer, 100 Watt) 



Laboreinteilung: CO 2 -Versuche 

Waschbecken 

Tür 

18 Reserve- 

Material 

12 Abzug 

15 

kleines 

13 Labor Abzug 

16 

14 Abzug 

17 

Reserve- 1 2 3 4 5 Trocken- 

Material 

schrank 

19 

Tür 

großes 

Labor 

Waschbecken 

10 

Abzug 6 7 

11 

Abzug 8 9 

Abzug 

(Abfall) 

Waschbecken 

Spülmaschine 

Versuche: 

alles Stationsversuche, von denen jeweils 3 bis 4 Plätze aufgebaut werden 

V 4 ist ein Gruppenversuch, der in zwei Gruppen am Anfang durchgeführt wird 

V 1 

V 2.1 

V 2.2 

V 2.3 

V 3 

V 4 

CO 2 -Nachweis 

CO 2 in Atemluft 

CO 2 durch 

Verbrennung 

CO 2 in Autoabgase 

Speicherung von CO 2 in Muscheln 

CO 2 als Treibhausgas

Versuche zu Atmung und CO2 - Technische Universität Braunschweig

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