254 Naturstoffe – Neue Materialien H3CO CH N (CH2)3 CH3 Polarisationsfilter Polarisationsfilter Taschenlampe B4 Struktur von N-(4-Methoxybenzyliden)-4-butylanilin MBBA. MBBA gibt es als Z-Isomer und als E-Isomer. Das E-Isomer ist thermodynamisch stabiler und hat Dipolcharakter. A: Zeichnen Sie die beiden Isomere und erklären sie dann, welches der Isomere eher stäbchenförmig aufgebaut ist. Versuche V1 Bauen Sie die Anordnung aus B1 auf. Betrachten Sie die Durchlässigkeit für Licht, während Sie den oberen Polarisationsfilter in der Ebene drehen. Merken Sie sich die Position, bei der das Licht ungehindert passieren kann („ungekreuzte“ Polarisatoren) und die Position, bei der eine Auslöschung stattfindet („gekreuzte“ Polarisatoren). V2 Geben Sie jeweils einen Tropfen a) Wasser, b) Glycerin, c) N-(4-Methoxybenzyliden)-4-butylanilin* MBBA (B4) und d) ein Glimmerplättchen zwischen zwei Objektträger. Klammern Sie die Objektträger mit Papierklammern (B2) zu einem „Sandwich“. Halten Sie die einzelnen Proben zwischen zwei gekreuzte Polarisationsfilter und beobachten Sie die Durchlässigkeit der Proben. V3 Nehmen Sie die Probe c) aus V2 und halten Sie sie zwischen gekreuzte Polarisatoren. Betrachten Sie die Stellen, an denen die MBBA-Schicht durch den Druck der Klammern besonders dünn ist. Erwärmen Sie die Probe mit einem Föhn. Lassen Sie die Probe wieder abkühlen (ggf. mit der Kaltluftstufe des Föhns), ohne ihre Position zu verändern. Wiederholen Sie das Aufwärmen und Abkühlen mehrmals. V4 Geben Sie etwas N-(4-Methoxybenzyliden)-4-butylanilin* MBBA 1 bis 2 cm hoch in eine unten zugeschmolzene Glaspipette und verschließen Sie die Pipette mit einem Pipettierhütchen. Halten Sie die Pipette einige Zeit in ein mit Eiswasser gefülltes 100-mL-Becherglas. Entnehmen Sie die Pipette und betrachten Sie das MBBA. Geben Sie die Pipette wieder in das Wasserbad. Erhitzen Sie das Wasser langsam mit einer Heizplatte bis auf 60°C und betrachten Sie währenddessen das MBBA bei verschiedenen Temperaturen genau. Auswertung a) Protokollieren Sie Ihre Versuchsergebnisse. Legen Sie für V4 eine gesonderte Tabelle an, in der Sie die Temperatur (5°-Intervalle) und das genaue Aussehen von MBBA notieren. b) Bei parallelen Polarisationsfiltern kann das Licht, dessen Schwingungsebene der Polarisationsebene des ersten Filters entspricht, diese passieren und ebenfalls durch den zweiten Filter hindurch gelangen. Erklären Sie mithilfe von B3, warum man bei gekreuzten Polarisatoren eine Auslöschung des Lichts beobachtet. c) Erläutern Sie ausführlich anhand der Beobachtungen, ob die Bildung von Farbmustern bei V2 vom Aggregatzustand des untersuchten Stoffs bestimmt wird. d) Beschreiben Sie die Temperaturabhängigkeit der Eigenschaften von MBBA (Farbenmuster, Lichtauslöschung) in V3 und korrelieren Sie mit dem Schmelzverhalten in V4. Ordnung macht bunt B1 Versuchsaufbau zu V1 B2 MBBA-Sandwich aus V2 B3 Entstehung von linear polarisiertem Licht und Auswirkungen eines zweiten Polarisators. A: Stellen Sie begründete Hypothesen darüber auf, was geschieht, wenn man zwischen zwei gekreuzte bzw. zwei ungekreuzte Polarisatoren einen dritten Polarisationsfilter um 0°, um 45° und um 90° verdreht hält. Überprüfen Sie Ihre Vermutung ggf. experimentell. Auslöschung unpolarisiertes Licht gekreuzte Polarisatoren unpolarisiertes Licht ungekreuzte Polarisatoren Polarisationsfilter Polarisationsfilter Schwingungsebene des linear polarisierten Lichts 3377_01_01_2012_Kap4_212_273 23.09.14 06:31 Seite 254 Nu r z u Pr üf zw ec ke Ei ge tu m d es C .C . B uc hn er V er la gs