Metalle von der Stein- bis zur Neuzeit: Unterschied zwischen den Versionen

Aus Chemie digital
Wechseln zu: Navigation, Suche
(PSE und erste Erkenntnisse zum Atombau)
K (removed Category:Lehrer-Seite using HotCat)
 
(27 dazwischenliegende Versionen von einem Benutzer werden nicht angezeigt)
Zeile 1: Zeile 1:
Metalle spielten in der Entwicklung der Menschheit eine große Rolle. Nicht umsonst sind zwei der frühen Epochen der Menschheit nach Metallen benannt: die Bonzezeit und die Eisenzeit.
+
Metalle spielten in der Entwicklung der Menschheit eine große Rolle. Nicht umsonst sind zwei der frühen Epochen der Menschheit nach Metallen benannt: die '''Bronzezeit''' und die '''Eisenzeit'''.
  
 
[[File:Nebra_Scheibe.jpg|right|250px]]
 
[[File:Nebra_Scheibe.jpg|right|250px]]
Zeile 5: Zeile 5:
 
Die {{wpde|Himmelsscheibe_von_Nebra|Himmelsscheibe von Nebra}} ist ein spektakuläres Beispiel für einen archäologisches Fundstück bei dem man verschiedene Metallverzierungen gefunden hat, wie etwa Kupfer und Gold.
 
Die {{wpde|Himmelsscheibe_von_Nebra|Himmelsscheibe von Nebra}} ist ein spektakuläres Beispiel für einen archäologisches Fundstück bei dem man verschiedene Metallverzierungen gefunden hat, wie etwa Kupfer und Gold.
  
Dieser Unterrichtsabschnitt führt uns aber nicht nur auch in die Vergangenheit, denn Metalle haben ja immer noch eine sehr wichtige Bedeutung als Werkstoff in der Gegenwart. Du wirst lernen, wie man Metalle aus den Erzen gewinnen kann und warum das geht. Wir kümmern uns auch um einige chemische Eigenschaften von Metallen und werfen einen ersten Blick in die Atome hinein und betrachten das Periodensystem etwas genauer.
+
Dieser Unterrichtsabschnitt führt uns aber nicht nur auch in die Vergangenheit, denn Metalle haben ja immer noch eine sehr wichtige Bedeutung als Werkstoff in der Gegenwart. Du wirst lernen, wie man Metalle aus den Erzen gewinnen kann und warum das geht. Wir kümmern uns auch um einige chemische Eigenschaften von Metallen, werfen einen ersten Blick in die Atome hinein und betrachten das Periodensystem etwas genauer.
  
 
<br />
 
<br />
 +
 +
'''Link für mich:''' [http://www.mindmeister.com/282277275# Mindmeister-Seite] zum Thema.
  
 
<br />
 
<br />
  
 
== Kupfergewinnung am Ende der Steinzeit ==
 
== Kupfergewinnung am Ende der Steinzeit ==
* YouTube-Film über Hephaistos https://www.youtube.com/watch?v=U7QVXMo6n30
+
[[File:Trésor de Vernaison Haches.jpeg|right|300px|Diverse Werkzeuge und Gebrauchsgegenstände aus Bronze]]
* AB
+
 
* Redoxreaktionen Wiederholung
+
 
 +
<br />
 +
 
 +
Mit der Entdeckung des Kupfer und der Möglichkeit selber Kupfer bzw. Bronze her zu stellen, machte die Menschheit den Schritt weg von der Steinzeit. Mit Kupfer hatte man einen Werkstoff, der neue Werkzeuge ermöglichte, die den Stein- oder Holzwerkzeugen bei weitem überlegen waren.
 +
 
 +
Wie damals das Kupfer aus den Kupfererzen gewonnen werden konnte, wollen wir nun betrachten. Dabei spielt Chemie die wesentliche Rolle, auch wenn die Menschen von damals noch keine Ahnung von Chemie hatten und vermutlich zufällige Entdeckungen nutzen und nach und nach fortentwickelten.
 +
 
 +
Alles weitere findest auf der Seite '''''[[/Das Geheimnis der Kupfergewinnung/]]'''''.
 +
 
 +
<br />
  
 
== Alte Elemente ==
 
== Alte Elemente ==
* Seite schon vorhanden [[Frau_Lachner/Die_Elemente_in_der_Antike|Die Elemente in der Antike]]
 
  
== PSE und erste Erkenntnisse zum Atombau ==
+
{|
* Woher weiß man, ob man alle Elemente kennt und das es keine Lücken gibt?
+
|-
* Wie ist das PSE sortiert? -> Atommasse ist es nicht.
+
|[[File:4-Elemente-Eigenschaften.jpg|links|150px]]
* Kern-Hülle-Modell
+
||&nbsp;
** Simulation in MW
+
||
* altes AB dazu ... mit Buch ausfüllen
+
  
=== Atomgröße- und Atommasse ===
+
Kupfer war zwar das erste Element, dass systematisch gewonnen wurde. Aber andere Metalle und Nichtmetalle waren schon viel länger bekannt. Der Begriff '''"Element"''' wurde ja auch lange falsch verwendet. In der Antike und bis weit ins Mittelalter war man der Auffassung, dass die Welt aus den vier Elementen Erde, Wasser, Luft und Feuer aufgebaut ist. Erst 1661 wurde der Begriff Element im heute richtigen Sinne das erste Mal verwendet.
Film(e):
+
* 10 min (inklusive Teilchenmodell und Aggregatzustände)
+
* kürzerer Film
+
  
Hinweis auf Elektronenmikroskope
+
Einen Rückblick auf die Entdeckung der Elemente findest auf auf der Seite ''[[Frau_Lachner/Die_Elemente_in_der_Antike|'''Die Elemente in der Antike''']]''.
 +
 
 +
|}
 +
 
 +
== Das Periodensystem der Elemente und erste Erkenntnisse zum Atombau ==
 +
Im Chemiesaal hängt eines und jedes Chemie-Buch enthält eines, denn es ist ein typisches Handwerkszeug für Chemiker: das '''Periodensystem der Elemente'''. Nach wir und angeschaut haben, wie die ersten Elemente gewonnen wurden und wie die Entdeckung neuer Elemente immer weitergetrieben wurde schauen wir uns nun das Periodensystem der Elemente (PSE) genauer an. Wir betrachten ein wenig die Entwicklung und was hinter dem PSE steckt ... und müssen dazu weiter als bisher in die Teilchen reinschauen. '''''[[/Das Periodensystem der Elemente und erste Erkenntnisse zum Atombau/]]'''''
  
 
== Gesetz der konstanten bzw. multiplen Proportionen ==
 
== Gesetz der konstanten bzw. multiplen Proportionen ==
* Experiment Synthese von Kupfersulfid
 
* Verhältnisformel
 
* IWB-Tafelbild dazu
 
* Bestimmung der relativen Atommasse
 
  
== Eisengewinnung im Hochofen ==
+
== Eisengewinnung früher und heute ==
* Filme vorhanden - auf den alten Seiten
+
{|
* Ab Beschriftung eines Hochofens
+
|-
 +
| [[File:Rennofen von Salzgitter-Lobmachtersen.jpg|180px]]
 +
||&nbsp;&nbsp;&nbsp;
 +
||[[File:Hochofen Neunkirchen Saar.jpg|100px]]
 +
 
 +
||
 +
Eisen ist eines der wichtigsten Rohstoffe der Menschheit. Das Zeitalter der Technik ist ohne Eisen nicht denkbar. Warum aber wurde Eisen erst nach dem Kupfer entdeckt!?
 +
 
 +
* '''''[[/Von Rennofen bis Hochofen/]]'''''
 +
** ''Direkt zur Übungsseite: '''[[Frau_Lachner/Anwendung_der_Symbolschreibweise_1-_Benennung_von_Verbindungen|Chemische Verbindungen in Symbolschreibweise angeben]]'''''
 +
 +
|}
 +
 
 +
== Die Thermit-Reaktion im Schienenbau ==
 +
 
 +
{|
 +
|-
 +
| Schienen ... klar, da ist auch Eisen enthalten. Aber warum extra dazu ein Kapitel? Nun, das wirst du noch genauer verstehen, wenn du auf die Unterseite geht. Denn tatsächlich wird beim Bau schon Schienenwegen - also nicht das Gießen von Schienenstücken - sondern beim Schweißen von Schienen speziell dafür Eisen hergestellt. Auf der folgenden Unterseite wirst du lernen, wie das geht und wir wollen das Experiment schließlich auch selber durchführen.
 +
* '''''[[/Die Thermit-Reaktion im Schienenbau/]]'''''
 +
** ''Direkt zur Übungsseite: '''[[Frau Lachner/Anwendung der Symbolschreibweise 2 - Reaktionen beschreiben|Reaktionen mit Reaktionsgleichungen beschreiben]]'''''
 +
|| [[File:Thermit welding.jpg|200px]]
 +
|}
 +
 
 +
== Metallgewinnung durch Elektrolyse ==
 +
{|
 +
|-
 +
| [[File:Bundesarchiv Bild 183-60286-0002, Nünchritz, Elektrolyse-Anlage.jpg|140px]]
 +
||  &nbsp;&nbsp;&nbsp;
 +
|| Die von uns bisher betrachteten Verfahren zur Metallgewinnung beruhten alle auf dem Konzept der Redoxreaktionen. Außer beim Eisen, ist aber die Gewinnung per Elektrolyse das bei den meisten Metallen übliche Verfahren.
 +
 
 +
Wir werden das uns nun etwas genauer anschauen, um zu verstehen, was bei dieser Elektrolyse passiert. Wichtig wird dabei auch das Kern-Hülle-Modell, das ihr ja schon kennengelernt habt, damit wir genauer erkennen können, was bei chemischen Reaktionen passiert.
 +
 
 +
Übrigens ist die Elektrolyse schon länger ein Verfahren zur Gewinnung von Elementen aus Verbindungen. Seitdem die Stromgewinnung ab 1800 durch Alesandro Volta erfunden wurde, wendete man sie auch in der Chemie an und entdeckte so zum Beispiel neue, bisher unbekannte Elemente.
 +
 
 +
* '''''[[/Metallgewinnung durch Elektrolyse/]]'''''
 +
** Gemischte Aufgaben zur [[/Aluminium-Gewinnung mit Hilfe der Schmelzflusselektrolyse/]]
 +
|}
 +
 
 +
== Alkalimetalle ==
 +
 
 +
 
 +
{|
 +
|-
 +
| '''Alkalimetalle''' sind eine Gruppe von Metallen, die gar nicht so der Vorstellung entsprechen, wie uns Metalle nun mal vorkommen. Die meisten Metalle werden wegen ihrer Stabilität und Härte genutzt. Da schlagen die Alkalimetalle aus ihrer Art ... ''sind aber doch eine sehr interessante Gruppe (genauer gesagt Hauptgruppe) im Periodensystem''.
 +
 
 +
* '''''[[/Alkalimetalle/]]'''''
  
=== Symbolschreibweise - Systematischer Name von Verbindungen ===
 
* Einstieg über die verschiedenen Eisen-Erze
 
* Rückhinweis auf die verschiedenen Kupfererze, die vorher schon betrachtet wurden -> verschiedene Massenverhältnisse -> andere Atomanzahlverhältnis
 
* Benennung -> Interaktive Tests
 
  
== Thermitreaktion für den Schienenbau ==
+
|| &nbsp;&nbsp;&nbsp;
* Eisenbahner-Film zeigen
+
|| [[File:Alkalimetalle.jpg|230px]]
* Redoxreaktion Wiederholung
+
|}
*
+
  
=== Einstieg Stöchiometrie ===
+
[[Kategorie:Unterrichts-Seite]]
* Stöchiometrisches Gemisch - wie ist die optimale Mischung
+
* Reaktiongleichung aufstellen
+
** Verwendung vom Kalottenmodell mit Umstecken
+
*
+

Aktuelle Version vom 17. Mai 2015, 10:56 Uhr

Metalle spielten in der Entwicklung der Menschheit eine große Rolle. Nicht umsonst sind zwei der frühen Epochen der Menschheit nach Metallen benannt: die Bronzezeit und die Eisenzeit.

Nebra Scheibe.jpg


Die Link zu einer deutschen Wikipedia-Seite Himmelsscheibe von Nebra  ist ein spektakuläres Beispiel für einen archäologisches Fundstück bei dem man verschiedene Metallverzierungen gefunden hat, wie etwa Kupfer und Gold.

Dieser Unterrichtsabschnitt führt uns aber nicht nur auch in die Vergangenheit, denn Metalle haben ja immer noch eine sehr wichtige Bedeutung als Werkstoff in der Gegenwart. Du wirst lernen, wie man Metalle aus den Erzen gewinnen kann und warum das geht. Wir kümmern uns auch um einige chemische Eigenschaften von Metallen, werfen einen ersten Blick in die Atome hinein und betrachten das Periodensystem etwas genauer.


Link für mich: Mindmeister-Seite zum Thema.


Inhaltsverzeichnis

Kupfergewinnung am Ende der Steinzeit

Diverse Werkzeuge und Gebrauchsgegenstände aus Bronze



Mit der Entdeckung des Kupfer und der Möglichkeit selber Kupfer bzw. Bronze her zu stellen, machte die Menschheit den Schritt weg von der Steinzeit. Mit Kupfer hatte man einen Werkstoff, der neue Werkzeuge ermöglichte, die den Stein- oder Holzwerkzeugen bei weitem überlegen waren.

Wie damals das Kupfer aus den Kupfererzen gewonnen werden konnte, wollen wir nun betrachten. Dabei spielt Chemie die wesentliche Rolle, auch wenn die Menschen von damals noch keine Ahnung von Chemie hatten und vermutlich zufällige Entdeckungen nutzen und nach und nach fortentwickelten.

Alles weitere findest auf der Seite Das Geheimnis der Kupfergewinnung.


Alte Elemente

4-Elemente-Eigenschaften.jpg
 

Kupfer war zwar das erste Element, dass systematisch gewonnen wurde. Aber andere Metalle und Nichtmetalle waren schon viel länger bekannt. Der Begriff "Element" wurde ja auch lange falsch verwendet. In der Antike und bis weit ins Mittelalter war man der Auffassung, dass die Welt aus den vier Elementen Erde, Wasser, Luft und Feuer aufgebaut ist. Erst 1661 wurde der Begriff Element im heute richtigen Sinne das erste Mal verwendet.

Einen Rückblick auf die Entdeckung der Elemente findest auf auf der Seite Die Elemente in der Antike.

Das Periodensystem der Elemente und erste Erkenntnisse zum Atombau

Im Chemiesaal hängt eines und jedes Chemie-Buch enthält eines, denn es ist ein typisches Handwerkszeug für Chemiker: das Periodensystem der Elemente. Nach wir und angeschaut haben, wie die ersten Elemente gewonnen wurden und wie die Entdeckung neuer Elemente immer weitergetrieben wurde schauen wir uns nun das Periodensystem der Elemente (PSE) genauer an. Wir betrachten ein wenig die Entwicklung und was hinter dem PSE steckt ... und müssen dazu weiter als bisher in die Teilchen reinschauen. Das Periodensystem der Elemente und erste Erkenntnisse zum Atombau

Gesetz der konstanten bzw. multiplen Proportionen

Eisengewinnung früher und heute

Rennofen von Salzgitter-Lobmachtersen.jpg     Hochofen Neunkirchen Saar.jpg

Eisen ist eines der wichtigsten Rohstoffe der Menschheit. Das Zeitalter der Technik ist ohne Eisen nicht denkbar. Warum aber wurde Eisen erst nach dem Kupfer entdeckt!?

Die Thermit-Reaktion im Schienenbau

Schienen ... klar, da ist auch Eisen enthalten. Aber warum extra dazu ein Kapitel? Nun, das wirst du noch genauer verstehen, wenn du auf die Unterseite geht. Denn tatsächlich wird beim Bau schon Schienenwegen - also nicht das Gießen von Schienenstücken - sondern beim Schweißen von Schienen speziell dafür Eisen hergestellt. Auf der folgenden Unterseite wirst du lernen, wie das geht und wir wollen das Experiment schließlich auch selber durchführen. Thermit welding.jpg

Metallgewinnung durch Elektrolyse

Bundesarchiv Bild 183-60286-0002, Nünchritz, Elektrolyse-Anlage.jpg     Die von uns bisher betrachteten Verfahren zur Metallgewinnung beruhten alle auf dem Konzept der Redoxreaktionen. Außer beim Eisen, ist aber die Gewinnung per Elektrolyse das bei den meisten Metallen übliche Verfahren.

Wir werden das uns nun etwas genauer anschauen, um zu verstehen, was bei dieser Elektrolyse passiert. Wichtig wird dabei auch das Kern-Hülle-Modell, das ihr ja schon kennengelernt habt, damit wir genauer erkennen können, was bei chemischen Reaktionen passiert.

Übrigens ist die Elektrolyse schon länger ein Verfahren zur Gewinnung von Elementen aus Verbindungen. Seitdem die Stromgewinnung ab 1800 durch Alesandro Volta erfunden wurde, wendete man sie auch in der Chemie an und entdeckte so zum Beispiel neue, bisher unbekannte Elemente.

Alkalimetalle

Alkalimetalle sind eine Gruppe von Metallen, die gar nicht so der Vorstellung entsprechen, wie uns Metalle nun mal vorkommen. Die meisten Metalle werden wegen ihrer Stabilität und Härte genutzt. Da schlagen die Alkalimetalle aus ihrer Art ... sind aber doch eine sehr interessante Gruppe (genauer gesagt Hauptgruppe) im Periodensystem.


    Alkalimetalle.jpg