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Lizenztext siehe:
http://www.gnu.org/licenses/fdl.txt
http://nautix.sourceforge.net/docs/fdl.de.html
Inhalt
[#9.3.Inhalt|outline Inhalt2]
[#9.4.Vorwort|outline Vorwort3]
[#10.Kapitel 1 - Grundlagen und ein erster Überblick über die chemischen Reaktionen|outline Kapitel 1 - Grundlagen und ein erster Überblick über die chemischen Reaktionen4]
[#10.2.Was ist Chemie? Eine Experimentalwissenschaft|outline Was ist Chemie? Eine Experimentalwissenschaft5]
[#10.3.Vorgehensweise beim Experimentieren|outline Vorgehensweise beim Experimentieren5]
[#10.4.Laborordnung|outline Laborordnung6]
[#10.6.Laborordnung (Lösungsblatt)|outline Laborordnung (Lösungsblatt)7]
[#10.7.Wesentliche Eigenschaften von Stoffen|outline Wesentliche Eigenschaften von Stoffen8]
[#10.8.In der Chemie betrachtet man Stoffe, diese unterscheiden sich|outline In der Chemie betrachtet man Stoffe, diese unterscheiden sich8]
[#10.10.Bilder von Metallen|outline Bilder von Metallen9]
[#10.11.Bilder von Nichtmetallen: Kohlenstoff|outline Bilder von Nichtmetallen: Kohlenstoff10]
[#10.13.Bilder von Nichtmetallen: Schwefel|outline Bilder von Nichtmetallen: Schwefel11]
[#10.14.Gold und Silber|outline Gold und Silber12]
[#10.14.1.Versuch 1 - Herstellung von Silber:|outline Versuch 1 - Herstellung von Silber:12]
[#10.14.2.Versuch 2 - Herstellung von Gold:|outline Versuch 2 - Herstellung von Gold:13]
[#10.15.Kennzeichen chemischer Reaktionen|outline Kennzeichen chemischer Reaktionen14]
[#10.16.Schülerversuch: Kerzenflamme|outline Schülerversuch: Kerzenflamme15]
[#10.17.Die Kerzenflamme|outline Die Kerzenflamme16]
[#11.1.Die Bunsenbrennerflamme|outline Die Bunsenbrennerflamme16]
[#12.1.Warum brennt eine Kerze?|outline Warum brennt eine Kerze?17]
[#12.2.Zusatzversuch mit der Brennerflamme|outline Zusatzversuch mit der Brennerflamme17]
[#12.4.Die Dichte - eine Stoffeigenschaft|outline Die Dichte - eine Stoffeigenschaft18]
[#12.5.Dichtetabelle|outline Dichtetabelle19]
[#12.6.Wiederholungsfragen|outline Wiederholungsfragen20]== Vorwort == Dies ist der Versuch ein für alle Menschen frei benutzbares Chemiebuch zu erstellen. Es entstand in Zusammenarbeit von C. Ziegler, Regensburg und H. Hoffmeister, Fulda in Zusammenarbeit mit dem Chemieinformatikkurs 2005 der Lüdertalschule in Großenlüder. Vielen Dank an alle, die bisher geholfen haben, besonders an alle Wikipedianer, die in unermüdlicher Kleinarbeit so gewissenhaft ihre Artikel erstellen.
Tipp: Damit die Seiten bei Euch auch so aussehen, wie bei mir, empfehle ich (unter Datei-Seiteneigenschaften) einen gleichmäßigen Rand zwischen 1,7 und 2 cm einzustellen.
Hinweise für Schüler:
- Führt keine Versuche alleine ohne das Wissen Eurer Eltern durch. Ich bin sicher, dass wenn ihr etwas versuchen wollt, sie Euch gerne dabei helfen und beobachten. Vor allem entzündet keine Gegenstände oder Chemikalien eigenständig! Führt die Versuche lieber mit Eurem Lehrer in der Schule durch.
- Das aktuelle Dateiformat ist etwas widerspenstig, wenn es darum geht Seiten auf allen Rechner gleich anzuzeigen. Bitte stellt unbedingt einen Seitenrand von jeweils 2cm ein!
- Bis jetzt sind die Einleitungen noch recht knapp. Wenn Du Lust hast, darfst Du gerne ein Kapitel bearbeiten und es mir schicken.
- Wenn Dir Dinge offensichtlich unlogisch erscheinen, so ist es realistisch, dass ich Fehler gemacht habe. Bitte informiere mich darüber.
- Merksätze sind violett gefärbt.
- Meistens entspricht eine Seite einer Unterrichtsstunde und somit einem Thema
- Die Chemie ist im Gegensatz zu anderen Wissenschaften durchgängig, d.h. es gibt keine neuen Themen, welche mit dem vorherigen wenig zu tun haben (Vergleiche in Physik Optik mit Elektronik oder Mechanik). Daraus folgt, dass man nichts vergessen darf. Da das für Menschen beinahe unmöglich ist, ist ein ständiges Wiederholen von Inhalten unverzichtbar. Dieses Buch soll dabei helfen.
- Am Ende einer Seite findest Du oft Zusatzinformationen und Internetlinks, die auf Wikipedia zeigen.
Hinweise an Lehrer:
- Die klassische Reihung, angefangen von den Stofftrennungen hin zu Elementdefinitionen und Atombau ist ein sehr langweiliger Einstig in so eine spannende Wissenschaft. Leider hält sie sich in vielen Lehrplänen. Ich bin einen anderen Weg gegangen, beim aufmerksamen Lesen werden die Vorteile sicherlich schnell deutlich.
- Es sind so gut wie keine pädagogischen Tipps oder Methodische Hinweise vermerkt, da sich dieses Buch in erster Linie an Schüler richtet, die Chemie erlernen wollen.
- Dieses Buch ist im Sinne des Spiralcurriculums in drei Kreisen aufgebaut. Viele Themen wie Oxidationen, Säuren und Lauge, Atombau usw. tauchen also mehrfach auf, wobei dann bestehendes aufgegriffen wird und Vorwissen erweitert wird. Dabei wurde besonderen Wert auf das vermeiden von „Einbahnstraßen“, nicht erweiterbaren oder schlicht falschen Konzepten gelegt. Das Buch soll so, wie es ist, von Schülern gelesen werden und sie in ihrer Ausbildung begleiten. Ein Schulbuch eben, kein reines Nachschlagewerk!
Kapitel 1 - Grundlagen und ein erster Überblick über die chemischen Reaktionen
Was ist Chemie? Eine Experimentalwissenschaft
Betrachtet man zum Beispiel verschiedene Gegenstände, wie Kunststoffbecher / Arzneimittel / Glas / Metalllöffel / Gebäck/ Papier, so kommt man schnell zu dem Schluss, dass es tausende verschiedener Werkstoffe geben muss.
Aber, was hat das alles mit Chemie zu tun? Das folgende Schema zeigt eine Übersicht über die Bedeutung der Chemie im Alltag.
Stoffe vergehen - andere Stoffe entstehen
dazu muss die Chemie Experimente durchführen.
Vorgehensweise beim Experimentieren
Zu Beginn geht man von einer Fragestellung aus, anschließend entwickelt man dazu ein Experiment, um die Frage richtig beantworten zu können. Dann musst du die Beobachtung, die du während des Experimentes gemacht hast aufschreiben und untersuchen, was die Gründe für deine Beobachtungen sein könnten.
Später leitest du für das Gesehene eine logische Schlussfolgerung ab, welche im Besten Fall einen allgemeinen Sachverhalt erklärt oder beschreibt.
Danach stellst du dir evtl. zu der vorausgegangenen Fragestellung eine neue, genauere Frage, die du mit Hilfe eines Experimentes beantworten möchtest, um genauere Werte zu erhalten.
Kurz:
Fragestellung/ Problemstellung Experiment Beobachtung Schlussfolgerung
( neue Frage / genauere Frage)
Laborordnung
- Schüler dürfen den ………………………. nur in Begleitung des Fachlehrers betreten.
- Mäntel, Jacken und Kleider dürfen nicht auf dem ....................... liegen Brandgefahr
- Kleidung mit weiten Ärmeln, Halstücher und Schals sowie lange Haare sind ......................, vor allem wenn eine .......................... in der Nähe ist.
- Gasgeruch sowie Beschädigungen an Gas- oder elektrischen Steckdosen sowie an Geräten oder anderen Gefahrstellen sind dem Lehrer sofort zu melden.
- Das Experiment wird vom Lehrer erst .................. , dabei wird zugehört, dann fragt der Lehrer, ob es noch Fragen gibt, erst danach darf man Aufstehen und mit dem Experimentieren anfangen.
- Die Experimentieranleitungen stets genau beachten. Sie dienen Deiner ........................ . Wenn ein Schüler nicht zuhört, kann er aus ..................................... nicht am Experiment teilnehmen
- Zu Beginn des Experimentes kontrollieren alle Schüler, ob die .............................. verschlossen sind.
- Bei allen Versuchen wird die ........................... getragen.
- Während des Experimentes und auch danach wird am .............. geblieben und aufgepasst. Umherlaufende Schüler stören die anderen und den Lehrer. Außerdem blockieren sie die ........................
- .................................und das Essen im Chemieraum sind zu Deinem Schutz verboten
- Halte niemals Dein ...................... über die Öffnung von Gefäßen!
- Halte die Öffnung von ................................... stets fern von Mitschülern
- Wische alle Flüssigkeitsreste gut und gewissenhaft ab!
- Niemals Chemikalien mischen, ohne vorher den Lehrer zu fragen. Es können unvorhergesehene ............................ stattfinden große Gefahr!
- Gieße Flüssigkeiten so aus den Flaschen, dass keine Tropfen am Gefäß herunter laufen (.........................)
- Nach Versuchsende wird in der Regel erst ........................und ......................... (Reagenzgläser mit der Bürste!). Das heißt nicht, dass die Stunde beendet ist. Danach wird immer der Versuch ausgewertet.
- Chemikalienreste werden nur nach den Anweisungen des Lehrers ……………………...
- Damit alle Freude an den Experimenten haben, reinige alle von Dir benutzten ........................... gründlich
- Nicht alle Flüssigkeiten dürfen im ........................... entsorgt werden. Das gilt besonders für Säuren! Sie schädigen die Rohre. Auch feste Abfälle gehören nicht in das Waschbecken, hierfür ist der .................. da!
- Am Ende der Stunde werden die ............................ vom Lehrer „abgenommen“, dann wird aufgestuhlt und erst dann ist die Stunde beendet.
- Bei Unfällen das „Notaus“ betätigen, den Raum verlassen und im Sekretariat nachfragen, was zu tun ist. Bei Bedarf, erste Hilfe leisten. Bei Feuer die vorgeschriebenen ………………… benutzen.
Gefahrstoffsymbole:
Datei:Pd-wikipedia-hazard C.pngDatei:Pd-wikipedia-hazard F.pngDatei:Pd-wikipedia-hazard E.pngDatei:Pd-wikipedia-hazard N.pngDatei:Pd-wikipedia-hazard O.pngDatei:Pd-wikipedia-hazard X.pngDatei:Pd-wikipedia-hazard T.png== Laborordnung (Lösungsblatt) ==
- Schüler dürfen den Chemie-Fachraum nur in Begleitung des Fachlehrers betreten.
- Mäntel, Jacken und Kleider dürfen nicht auf dem Tisch liegen Brandgefahr
- Kleidung mit weiten Ärmeln, Halstücher und Schals sowie lange Haare sind gefährlich, vor allem wenn eine Flamme in der Nähe ist.
- Gasgeruch sowie Beschädigungen an Gas- oder elektrischen Steckdosen sowie an Geräten oder anderen Gefahrstellen sind dem Lehrer sofort zu melden.
- Das Experiment wird vom Lehrer erst erklärt, dabei wird zugehört, dann fragt der Lehrer, ob es noch Fragen gibt, erst dann darf man Aufstehen und mit dem Experimentieren anfangen.
- Die Experimentieranleitungen stets genau beachten. Sie dienen Deiner Sicherheit. Wenn ein Schüler nicht zuhört, kann er aus Sicherheitsgründen nicht am Experiment teilnehmen
- Zu Beginn des Experimentes kontrollieren alle Schüler, ob die Gashähne verschlossen sind.
- Bei allen Versuchen wird die Schutzbrille getragen.
- Während des Experimentes und auch danach wird am Tisch geblieben und aufgepasst. Umherlaufende Schüler stören die anderen und den Lehrer. Außerdem blockieren sie die Fluchtwege.
- Geschmacksproben und das Essen im Chemieraum sind zu Deinem Schutz verboten.
- Halte niemals Dein Gesicht über die Öffnung von Gefäßen!
- Halte die Öffnung von Reagenzgläsern stets fern von Mitschülern.
- Wische alle Flüssigkeitsreste gut und gewissenhaft ab!
- Niemals Chemikalien mischen, ohne vorher den Lehrer zu fragen. Es können unvorhergesehene Reaktionen stattfinden große Gefahr!
- Gieße Flüssigkeiten so aus den Flaschen, dass keine Tropfen am Gefäß herunter laufen (Barkeeperdreh)
- Nach Versuchsende wird in der Regel erst Aufgeräumt und Abgewaschen (Reagenzgläser mit der Bürste!). Das heißt nicht, dass die Stunde beendet ist. Danach wird immer der Versuch ausgewertet.
- Chemikalienreste werden nur nach den Anweisungen des Lehrers entsorgt.
- Damit alle Freude an den Experimenten haben, reinige alle von Dir benutzten Gegenstände gründlich.
- Nicht alle Flüssigkeiten dürfen im Waschbecken entsorgt werden. Das gilt besonders für Säuren! Sie schädigen die Rohre. Auch feste Abfälle gehören nicht in das Waschbecken, hierfür ist der Mülleimer da!
- Am Ende der Stunde werden die Arbeitsplätze vom Lehrer „abgenommen“, dann wird aufgestuhlt und erst dann ist die Stunde beendet.
- Bei großer Gefahr oder Unfällen das „Notaus“ betätigen, den Raum verlassen und im Sekretariat nachfragen, was zu tun ist. Bei Bedarf, erste Hilfe leisten. Bei Feuer die vorgeschriebenen Fluchtwege benutzen
Führe nicht selbstständig Versuche mit gefährlichen Stoffen durch!!!
Gefahrstoffsymbole: http://de.wikipedia.org/wiki/Gefahrstoffsymbol
Wesentliche Eigenschaften von Stoffen
Wenn man einzelne Stoffe genau im Experiment untersucht, stellt man fest, dass sie sich oft in mehreren Punkten unterscheiden.
Diese Tabelle beschreibt die Eigenschaften der Stoffe. Im Experiment verändern sie sich allerdings (z.B. durch Verbrennung oder Auflösen in Wasser können sich die Eigenschaften verändern).
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| Farbe: | |
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| Zustand: | |
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| Geruch: | |
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| Sonstiges: | |
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In der Chemie betrachtet man Stoffe, diese unterscheiden sich
Wenn man einzelne Stoffe genau im Experiment untersucht, stellt man fest, dass sie sich alle in mehreren Punkten unterscheiden. Solche Unterschiede werden chemische Eigenschaften genannt.
Solche chemischen Eigenschaften sind z.B. Farbe, Geruch, Geschmack, Löslichkeit, Brennbarkeit, Leitfähigkeit, Dichte[1] und viele mehr. Sie sind unveränderbar.
Nicht verwechseln mit physikalischen Eigenschaften wie z.B. den drei verschiedenen Aggregatszuständen (fest, flüssig, gasförmig)
z.B. Eis - Wasser - Wasserdampf
Zusatzinformationen:
http://de.wikipedia.org/wiki/Stoffeigenschaften
Bilder von Metallen
Datei:Kapitel01-verarbeitetes kupfer.jpgDatei:Kapitel01-eisennaegel.jpgVerschiedene Verarbeitungsformen von
Eisen (oben und unten als Eisen- oder
auch Stahlwolle))
Datei:Kapitel01-eisenwolle.jpgVerschiedene Verarbeitungsformen von Kupfer (oben) und Zink (unten)
Bilder von Nichtmetallen: Kohlenstoff
Datei:Kapitel01-kohlenstoffformen holzkohlepulver.jpgDatei:Kapitel01-kohlenstoffformen holzkohle.jpgDatei:Kapitel01-kohlenstoffformen.jpgDatei:Kapitel01-kohlenstoffformen graphit.jpgKannst Du die Begriffe zuordnen?
Holzkohle, Graphit, Kohlepulver
Bilder von Nichtmetallen: Schwefel
Datei:Kapitel01-schwefelformen.jpgSchwefelpulver sowie Schwefel gepresst in Stangen
Gold und Silber
Die Vorgänger der heutigen Chemiker hießen im Mittelalter Alchemisten. Die Alchemie war von der Idee der künstlichen Herstellung von Gold getrieben. Viele Herrscher hatten Alchemisten für sich arbeiten und hofften durch die Entdeckung des „Steins der Weisen“ Gold herstellen zu können. Es gelang allerdings niemanden. Gold kann man nicht einfach so hergestellt werden. Mancher Alchemist bezahlte für diesen Misserfolg mit dem Leben…
In diesem Versuch wirst Du lernen, wie man leicht Gold und Silber herstellen und reich werden kann… ;-)
Versuch 1 - Herstellung von Silber:
Geräte: 2 Bechergläser, Uhrglas, Bunsenbrenner, Stativtischchen
Chemikalien: Kupfermünze, Natronlauge, Zinkstaub, Wasser
Versuchsdurchführung:
Einige blanke Kupfermünzen werden in ein Becherglas gelegt und mit konzentrierter Natronlauge übergossen. Man fügt dann eine winzige Menge Zinkstaub hinzu und schließt das Becherglas mit einem Uhrglas. Dann erhitzt man alles mit kleiner Bunsenbrennerflamme ca. 5min. lang und bringt das Gemisch zum Sieden (Vorsicht: Lauge spritzt und ätzt unbedingt eine Schutzbrille aufsetzen).
Nach einigen Minuten wird die Flamme abgestellt und man gießt die erkaltete Lösung in ein anderes Gefäß ab, so dass die Münzen im ersten Becherglas bleiben. Die Münzen werden nun abgespült und anschließend mit einem Tuch poliert und genau beobachtet.
Zeichnung vom Versuchsaufbau:
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| - die Lauge kocht und brodelt
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Nicht nur Wasser kann kochen, auch andere Flüssigkeiten kochen. Chemiker nenn dies auch „sieden“.
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Zusatzinformationen: Verzinken ist in der Technik wichtig als Schutz vor Rost.
Das Verzinken wird fast überall eingesetzt, wo mit reinem Eisen gearbeitet wird. Da Eisen rostet, möchte man es vor Wasser und Sauerstoff schützen, so dass es nicht rosten kann. Diesen Schutz bietet z.B. eine Zinkschicht.
Mögliche Einsatzbereiche sind z.B. das Verzinken von Autoblechen, Brückenpfeilern, Geländern, Zäunen, Werkzeugen usw.
Versuch 2 - Herstellung von Gold:
Geräte: Tiegelzange und Bunsenbrenner
Durchführung:
Die Münzen aus V1 werden sehr kurz in die rauschende Brennerflamme gehalten und gewendet bis sich ihre Farbe ändert.
Versuchsaufbau:
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| Die Münze wird „vergoldet“
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Zink und Kupfer verschmelzen miteinander. Es ist ein neuer Stoff entstehenden. Es hat sich Messing gebildet |
Datei:Kapitel01-zink kupfer messing.jpgZusatzinformationen:
http://de.wikipedia.org/wiki/Messing
Messing ist eine Legierung aus Kupfer und Zink. Es ist schon seit dem dritten Jahrtausend v. Chr. bekannt. Seither wurden daraus hauptsächlich Gefäße, Schmuck und Kunstgegenstände hergestellt.
Auch heute wird Messing wegen seiner goldähnlichen Farbe für Verzierungen und Beschläge verwendet. Viele Blechblasinstrumente und einige Holzblasinstrumente werden aus Messing gefertigt. Man benutzt es auch wegen seiner guten elektrische Leitfähigkeit und seiner Stabilität. So sind z.B. oft Antennen und Hohlleiter aus Messing gefertigt. Häufig wird es auch wegen seiner guten Beständigkeit gegen Rost für Badezimmerarmaturen verwendet.
Eigenschaften:
- rötlich glänzendes Metall (je nach Mischungsverhältnis variiert die Farbe von goldorange (bei hohem Kupferanteil) bis hellgelb)
- härter als reines Kupfer
- Schmelzpunkt ca. 900-925 Grad Celsius (hängt von der Mischung ab)
- Dichte: ca. 8,3 g/cm³
- unmagnetisch
Messing ist der Bronze nicht unähnlich, welches eine Kupfer-Zinn-Legierung ist
http://de.wikipedia.org/wiki/Bronze
Kennzeichen chemischer Reaktionen
Bei chemischen Versuchen passiert eine ganze Menge, aber was genau unterscheidet sie eigentlich von physikalischen Versuchen? Untersuche im Unterricht verschiedene Alltagsgegenstände und versuche sie dann zu entzünden. Der Pfeil bedeutet übrigens „daraus folgt“.
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| Erhitzen von | Ausgangsstoff | Endstoff | Sonstiges | |
| Magnesium-band | - silbrig glänzend- Feststoff- biegsam | - weißer, spröder Feststoff | - weißer Rauch- hell gleißende Flamme | Stoff hat sich verändert Chemie |
| Kerzenstummel | - rot, fest, wachsartig | keine Veränderung | schmilzt | Physik |
| Rübenzucker | - weiß, kristallin | schwarze, feste Masse; enorme Volumenvergrößerung; brennbarer weißlicher Rauch | brenzliger GeruchVolumenvergrößerung | Veränderung Chemie |
| Kupfer | - metallisch glänzend- rotbraun- Feststoff- biegsam | - schwarz- Feststoff- spröde | kurzzeitig grüne Flamme | Veränderung Chemie |
| Magnesium | - metallisch glänzend- silbrig- Feststoff- biegsam | - weißer, spröder Fest stoff | - weißer Rauch- starkes aufglühen | Veränderung Chemie |
| Zink | metallisch glänzend- silbrig- Feststoff- biegsam | metallisch glänzend- silbrig- Feststoff- biegsam | Physik |
Schülerversuch: Kerzenflamme
Beobachte und zeichne die Kerzenflamme mit ihren verschiedenen Temperaturzonen. Damit Du weißt, welche Zone die heißeste ist, führe anschließend folgende Versuche durch:
V1: Streichholz auf Dochthöhe: V2: Zwei Streichhölzer:
Zeichne nun die heißeste Stelle ein und dann die Temperaturunterschiede in Deine Zeichnung ein. Kannst Du die Unterschiede erklären?
Im Flammenkern............................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................................
Im Flammenmantel............................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................................
Im Flammensaum .............................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................................
V3: Springende Flamme:
Lösche die Kerzenflamme und näher Dich mit brennendem Streichholz. Was passiert?
...........................................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................................
Aufgaben:
1. Woraus besteht der Kern der Flamme?
2. Welcher Vorgang läuft im äußersten Bereich der Flamme (Saum) ab?
Die Kerzenflamme
Die Kerzenflamme hat ihre heißeste Stelle an ihrer Spitze, da dort die optimale Mischung aus Brennstoff und Sauerstoff vorliegt.
Im Kern wird von Luft abgeschirmt, deshalb kann hier keine Luft zutreten, und der Wachsdampf kann nicht optimal verbrennen.
Im Mantel wird das verdampfte Wachs durch die Hitze zersetzt, es entstehen Rußteilchen und brennbare Gase. Allerdings ist der Mantel noch geringfügig durch den Saum abgeschirmt
Im Saum können Rußteilchen und Gase optimal verbrennen.
Die Bunsenbrennerflamme
Im inneren Flammenkegel ist die Flamme am heißesten, da dort die optimale Mischung von Erdgas und Sauerstoff vorliegt optimale Verbrennung
Warum brennt eine Kerze?
Was brennt eigentlich an der Kerze - Wachs oder Docht? Mache doch mal den Versuch und entzünde ein Stück Wachs oder einen Wollfaden. Welcher von beiden brennt wie die Kerze?
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| 1. Verbrennen des Dochtes | Docht glimmt, brennt aber nicht | |
| 2. Versuche ein Wachsstück an Kerze zu entzünden | Wachs schmilzt, brennt nicht | |
| 3. Wachs stark erhitzen | Entzündet sich selbst | Wachsgase brennen |
Beweis durch Annähern eines Streichholzes an eine gerade erloschene Kerze!
Entzündung, obwohl der Docht nicht berührt wird.
Zusatzversuch mit der Brennerflamme
V: Fixiere ein Kupferblech an einem Reagenzglashalter, welcher an einem Stativ befestigt ist. Erhitze das Kupferblech mit rauschender Flamme. Zeichne die Flamme, so wie sie auf dem Blech erscheint. Kennzeichne farbig, wo das Kupfer glüht, wo es sich schwarz färbt bzw. blank bleibt.
B: Das Gas brennt zunächst nur unterhalb des Netzes. Erst nachdem das Netz glüht, brennt die Flamme auch oberhalb.
S: Das Gas brennt zunächst nur über dem Netz. Schließlich wird sie so heiß, dass die Entzündung nach unten durchschlägt. Das Kupfernetz leitet so viel Wärme ab, dass die Entzündungstemperatur des Gases oberhalb (unterhalb) des Netzes zunächst nicht erreicht wird.
Die Dichte - eine Stoffeigenschaft
Ein Problem der Naturwissenschaftler: Wie kann man die Masse von Stoffen miteinander vergleichen, wenn zwei Körper nie die gleiche Form haben?
Wie kann man zwei Körper unterschiedlicher Form hinsichtlich ihres Gewichtes vergleichen?
Eigentlich gar nicht! Man muss dass Volumen mit in Betracht ziehen, sonst könnte man Kohle sei schwerer als Blei, nur weil man ein großes Stück Kohlenstoff mit einem kleinen Bleiwürfel vergleicht
Lösung: Wir berechnen das Volumen eines Körpers mit ein, indem wir die Masse durch das Volumen teilen. Man erhält so die Dichte. Die Dichte ist eine Stoffeigenschaft.
Bestimmung der Dichte von Aluminium in drei Schritten:
Zur Bestimmung der Dichte muss man die Masse und das Volumen eines Körpers bestimmen:
1. Bestimmung der Masse eines Aluminiumwürfels:
Waage: 2.7g
2. Bestimmung des Volumens (zwei Wege sind möglich):
Weg 1: Bestimmung des Volumens durch Messen der Kantenlänge: 1cm3
Weg 2: Bestimmung des Volumens durch Wasserverdrängung: 1ml, das entspricht 1cm3
3. Berechnung der Dichte:
Massem [g]
Dichte = ——————— = ——————
VolumenV [cm3]
Die Dichte von Al beträgt 2,7 g/ cm3
Manchmal wird die Dichte auch als spezifisches Gewicht ausgedrückt
Aufgaben:
- Wie kann man die mittlere Dichte Deines Körpers bestimmen? Schlage ein Experiment vor (Tipp: Badewanne)
- Vergleiche im Experiment die Dichten von Holz, Aluminium und Blei.
- Betrachte die Dichtetabelle. Aus welchen Materialien würdest Du umweltfreundlichere Autos bauen? Warum?
- Welcher Stoff eignet sich gut, um Angelschnüre weit werfen zu können?
- Stoffe dehnen sich beim Erwärmen aus - hat das einen Einfluss auf die Dichte? Wie kann man Probleme vermeiden?
Zusatzinformationen: http://de.wikipedia.org/wiki/Dichte
Dichtetabelle
Diese Tabelle gibt die Dichte einiger Stoffe und Elemente bei Normaldruck an.
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| Osmium | 22,6 g/cm3 |
| Platin | 21,5 g/cm3 |
| Gold | 19,3 g/cm3 |
| Uran | 18,7 g/cm3 |
| Quecksilber | 13,6 g/cm3 |
| Blei | 11,3 g/cm3 |
| Silber | 10,5 g/cm3 |
| Kupfer | 8,9 g/cm3 |
| Eisen | 7,9 g/cm3 |
| Zinn | 7,3 g/cm3 |
| Zink | 7,1 g/cm3 |
| Chrom | 6,9 g/cm3 |
| Kohlenstoff | 3,5 g/cm3 |
| Aluminium | 2,7 g/cm3 |
| Silizium | 2,3 g/cm3 |
| Schwefel | 2,1 g/cm3 |
| Phosphor | 1,8 g/cm3 |
| Magnesium | 1,8 g/cm3 |
| Sauerstoff | 1,3 g/l |
| Stickstoff | 1,2 g/l |
| Meerwasser | 1,0 g/l |
| Wasser | 1,0 g/l |
| Eis (bei 0 °C) | 0,91 g/cm3 |
| Kalium | 0,86 g/cm3 |
| Neon | 0,84 g/l |
| Alkohol | 0,79 g/l |
| Benzin | 0,68 g/l |
| Helium | 0,17 g/l |
| Luft | 0,0012 g/l |
Zusatzinformationen:
http://de.wikipedia.org/wiki/Liste_der_Dichte_fester_Stoffe
http://de.wikipedia.org/wiki/Liste_der_Dichte_von_Fl%C3%BCssigkeiten
http://de.wikipedia.org/wiki/Liste_der_Dichte_gasf%C3%B6rmiger_Stoffe
Wiederholungsfragen
- Wie unterscheidet sich Chemie von anderen Naturwissenschaften?
- Nenne mind. 10 Punkte der Laborordnung, die Deinem Schutz dienen
- Was brennt nun eigentlich, wenn du eine Kerze angezündet hast? Beschreibe, welche Aufgabe der Docht bei der Kerze hat.
- Die folgenden Sätze beschreiben, was beim Anzünden einer Kerze geschieht. Leider sind sie durcheinander geraten. Wie muss die richtige Reihenfolge lauten?a) Am Docht befindet sich festes Wachs. Es brennt nicht.b) Der Wachsdampf entzündet sich und beginnt zu brennen.c) Das flüssige Wachs steigt im Docht nach oben (ähnlich wie Tinte im Löschpapier).d) Der Wachsdampf erreicht seine Entzündungstemperatur.e) Wenn man eine Streichholzflamme an den Docht hält, wird das Wachs erhitzt und schmilzt.f) Das Wachs beginnt zu sieden und verdampft.
- Nenne Eigenschaften der folgenden Elemente: Eisen, Schwefel, Kupfer, Zink, Kohlenstoff, Magnesium
- Beschreibe, wie man Metalle verzinken kann und beschreibe dann, wie man Messing herstellt
- Was muss man beachten, um sich vor Natronlauge zu schützen?
- Nenne Kennzeichen von chemischen Reaktionen
- Vergleiche die Flammen von Brenner und Kerze. Nenne verschiedene Eigenschaften und die Gründe dafür.
- Wiederhole die Regeln zum Bestimmen der Dichte
- Wie ist die Einheit der Dichte? Gib sie bei allen Rechnungen mit an!
- Wie viel cm3 entsprechen 1ml Wasser?
- Wie schwer ist ein Kupferwürfel mit dem Volumen von 1,55ml? Wie schwer ist ein vergleichbarer Bleiwürfel?
- Um welchen Faktor ist das Schwermetall Blei schwerer als das Leichtmetall Aluminium?
- Wie kann man die mittlere Dichte Deines Körpers bestimmen? Schlage ein Experiment vor (Tipp: Badewanne)
- Aus welchen Materialien würdest Du umweltfreundlichere Autos bauen? Warum?
- ↑ Die Dichte (Formelzeichen: ρ (griechisch: rho)), ist das Verhältnis der Masse (m) eines Körpers zu seinem Volumen (V). Die Einheit der Dichte ist kg/m3. Oft sieht man die Dichte auch noch in g/cm3 notiert.
