Stoffe und ihre Eigenschaften

Jede Substanz – in der ChemieStoff“ genannt – besitzt typische Merkmale (Eigenschaften), die sie einzigartig machen. Sie wird dadurch von anderen Stoffen unterscheidbar. In der Chemie wird immer nach einem gut „geeigneten Stoff“ gesucht, der besondere Bedingungen erfüllt und sich so optimal verwenden lässt. Jede Eigenschaft ermöglicht Verwendungen und jede Verwendung ist auf Eigenschaften zurückführbar.

Manche Stoffe finden als Medikament Verwendung, weil sie in unserem Körper einen Prozess stören oder verändern. Aspirin verdünnt das Blut, es fließt leichter. Man fand heraus, das hat fiebersenkende Wirkung. Holz brennt. Das liefert Wärme. Verrückt!

Arbeitsblätter: Was der Chemiker untersucht…

Stoffe—Stoffe sind unterscheidbar

Manche Stoffe lassen sich im Wasser so fein verteilen, dass sie für das menschliche Auge „unsichtbar“ werden. Sie lösen sich in Wasser auf.

Der Aggregatzustand

Wie die kleinsten Teilchen (Atome – Ionen – Moleküle ) zusammenhalten und für alle uns sichtbar als Feststoff oder als Flüssigkeit erscheinen, beschreibt der Aggregatzustand eines Stoffes. Halten die Teilchen fest zusammen, so bilden sie einen festen Stoff. Aber es genügt schon eine leichte Erwärmung, dann beginnen die Teilchen zu schwingen und sich zu bewegen. Die Ordnung zerfällt, es entsteht eine Flüssigkeit. Bei weiterer Erwärmung kann es sogar zur völligen Bewegungsfreiheit der Teilchen kommen, dem Gaszustand, dabei rasen die Teilchen wild umher.

Aggregatzustand A4 quer —- leer

Aggregatzustand, an interactive worksheet by Jens Grescho
liveworksheets.com

Die physikalischen Eigenschaften – Tafelwerkwerte

Die Dichte eines Stoffes oder die Temperaturen, bei denen Stoffe schmelzen oder sieden, kann man im Tafelwerk einsehen, da seit langer Zeit viele fleißige Menschen diese Daten bestimmt und gesammelt haben. Diese messbaren Daten nennt man die physikalischen Eigenschaften von Stoffen.

physikalische Eigenschaften —-Tafelwerk, Tabellen und Formeln

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Einführung in die Laborarbeit


Laborgeräte2, an interactive worksheet by Jens Grescho
liveworksheets.com

Arbeitsblatt: Laborgeräte erkennen

Der Brenner

AB – Brenner—Anschluss, Flammenarten

LERNPROGRAMM Brenner(PC – Lernprogramm für Windows – Rechner – Download nötig)

AB – Brenner 2011—überarbeitet

learningapp

Laborarbeit—Arbeiten mit dem Brenner

erste Experimente

erste Versuche im Labor —-Untersuchen von Stoffen

erste Versuche im Labor Zusatzexp. —-Untersuchen von Stoffen

Laborarbeit II—Experimente zur Stoffuntersuchung

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Chemische Reaktionen in Natur und Technik

Wir benötigen Grundchemikalien wie Ammoniak, Schwefelsäure, Chlor oder Stahl zu Millionen Tonnen pro Jahr. Diese Stoffe müssen gewonnen, oder produziert werden. Viele Stoffe müssen als Schadstoffe entsorgt oder unschädlich gemacht werden. Allein für die Energiebereitstellung in Form von Wärme oder Elektrizität brauchen wir chemische Prozess ..und das rund um die Uhr.

Grundchemikalien und Werkstoffe

Grundchemikalien und Grundbegriffe zur chem. Reaktion (komplex)

Aufgaben der chemischen Reaktion

Auszug aus dem Arbeitsmaterial: 4 „Arten“ von Reaktionen —Herstellung, Beseitigung…

4 „Arten“ von Reaktionen –Lösungsblatt

Die chemische Reaktion (Wiederholung)

Auszug aus dem Arbeitsmaterial: chemische Reaktion – Grundbegriffe

PhET-Simulation …zur Demonstration der Modellvorstellung „chemische Reaktion

VIDEO Aktivierung
VIDEO exotherm/endotherm

Merkmale chemischer Reaktionen üben(Textaufgaben)

Merkmale chemischer Reaktionen üben

bekannte chemische Reaktionen (Ox-Red-Redox)

Beeinflussung von chemischen Reaktionen

Prozesse wie das Schimmeln oder das Sauerwerden von Milch lassen sich verlangsamen. Dazu kühlen wir die Stoffe. Das verlangsamt die Vermehrung von Keimen, die unsere Lebensmittel unbrauchbar machen.

Auszug aus dem Arbeitsmaterial: Prozesse beeinflussen

PhET-Simulation …zur Demonstration der Modellvorstellung „chemische Reaktion

VIDEO Telekolleg(Kult)
VIDEO Thiosulfat+Salzsäure

Prozesse beeinflussen Lehrerblatt -Lehrerdemonstration – Experimente

Prozesse beeinflussen als Lesetexte zur Schülerarbeit

Beeinflussung chemischer Reaktionen (komplex)

Der Katalysator

Auszug aus dem Arbeitsmaterial:

Katalysator

Der 3-Wege-Kat im Auto und im LKW

Katalysator Lehrerblatt

Die Reaktionsgeschwindigkeit

Misst man die Konzentration eines Stoffes, der an der Reaktion beteiligt ist, so stellt man fest, dass die Änderung der Konzentration am Anfang einer Reaktion groß ist und später abnimmt. Die beteiligten reaktiven Teilchen sind am Anfang in Masse vorhanden und es kommt zu vielen gleichzeitigen wirksamen Zusammenstößen. Später ist das nicht mehr so, die Reaktion wird langsamer und kommt zum Stillstand.

Reaktionsgeschwindigkeit — Wie schnell ist eine Reaktion?

Reaktionsgeschwindigkeit — Variante 2

Technische Erzeugung von Grundchemikalien

Grundchemikalien — Ammoniak, Kalk, Schwefelsäure, Stahl

aus Klasse 9: Grundchemikalien-und-WerkstoffeHerunterladen

Ammoniak …zum ausführlichen Beitrag

Lesetext: Ammoniakherstellung

Ammoniaksynthese 2 Blätter —Das Haber-Bosch-Verfahren (ausführlich)

Simulation einer Haber-Bosch-Anlage (Möglichkeiten der Optimierungen)

VIDEO Ammoniak + Salzsäure

Unterrichtsmaterial von BASF

Schwefelsäure

Lesetext: Schwefelsäureherstellung

VIDEO Herstellung und Verwendung (englisch)

VIDEO Herstellung (deutsch)

Schwefelsäure 2 Blätter —Blut der Chemie…ausführlich

weitere Grundchemikalien

Lesetext: Branntkalkherstellung

Lesetext: Stahlherstellung

Methanolherstellung

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Das chemische Praktikum

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Siehe auch Arbeitsmaterial Klasse 10

Praktikumseinführung —Ablauf und Regeln

Praktikum I

Charakter einer Lösung , Wiederholung Ionennachweise (Chlorid/Sulfat)

Inhalt des ersten Versuches im Praktikum ist die Identifikation des Charakters einer Lösung. Lösungen können „Sauer“, „Basisch“ oder „Neutral“ sein und das ist vom Vorhandensein eines Überschusses an Wasserstoffionen oder Hydroxidionen abhängig. Diesen Überschuss zeigen Indikatoren wie der Universalindikator UNITEST an.

Auffrischung nötig? Hier gibt es Hilfe zu den „Ionennachweisen

Protokoll: Praktikum-Experiment 1 — Ionennachweise I . Die Indikatorreaktion

Der Indikator weist das Vorhandensein zweier Ionen nach.
Das Wasserstoffion ( H+) der Säuren und das Hydroxidion (OH) der Basen

Praktikum II

Ionennachweise – Identifizieren von Stoffen

Treffen in einer Lösung Ionenarten aufeinander, die ein unlösliches oder schwerlösliches Salz bilden, so verbinden diese sich sofort zu einem starken Ionengitter, welches man erst als Trübung der Lösung erkennt und später bei stärkerem Wachstum der Gitter als Flocken, die zu Boden sinken, wahrnimmt.

Dies wird Fällungsreaktion genannt und ist eine anerkannte Nachweismethode für Ionen.
Wir kennen die Nachweise für Chloridionen und Sulfationen.

Auffrischung nötig? Den theoretischen Hintergrund hierfür findest Du hier!

Protokoll: Praktikum-Experiment 2 — Ionennachweise II (sh. Klasse 9)

Der Chloridionen-Nachweis:

Silberionen bilden mit Chloridionen ein schwerlösliches Salz (Silberchlorid).

Ag+  + Cl ——> AgCl \( \downarrow \)
(der Pfeil nach unten zeigt an, dass der Stoff „ausfällt“ also eine Trübung oder einen Bodensatz verursacht)

Der Sulfationen-Nachweis:

Mit Sulfationen…
und Bariumionen verhält es sich ebenso. Aus diese beiden Ionen bilden starke Anziehungskräfte, die das Wasser nicht überwinden kann. Somit ist auch Bariumsulfat schwer löslich und bildet beobachtbare Niederschläge.

\( Ba^{2+} + SO_4^{2-} \longrightarrow BaSO_4 \downarrow \)

Praktikum III

Created with Chemix

Gruppenreaktionen – Die Bildung von Säuren und Basen

Metalle und Nichtmetalle reagieren unterschiedlich stark mit Sauerstoff . so kommt es bei den Metallen zum typischen „Rosten“. Auch die Nichtmetalle zeigen diese Reaktion mit Sauerstoff. Allerding ist „Rost“ für die Produkte ein eher untypischer Name. Stoffe, die als Produkte einer Reaktion mit Sauerstoff entstehen, nennt man „Oxide“. Und diese Oxide reagieren mit Wasser. Diese Reaktion ist Gegenstand des dritten Versuches.

Auffrischung nötig? Hier gibt es Hilfe!

Praktikum-Experiment 3 — Gruppenreaktionen ( Me/MeO)

Die Reaktion von Metallen/Metalloxiden mit Wasser und die Reaktion von Nichtmetallen/Nichtmetalloxiden mit Wasser führen zur Bildung von Basen und Säuren.

Metalloxide + Wasser

Nichtmetalle + Wasser

Beispiel: Schwefel

Schwefel verbrennt zu Schwefeldioxid. Dieses stechend riechende Gas wird im Erlenmeyerkolben mit Unitestwasser eingeschlossen. Das sich lösende Gas bewirkt eine Reaktion in Wasser. Der Indikator signalisiert eine Säurebildung!

Es entsteht schweflige Säure!

…und nun noch Kohlendioxid und Wasser (mit Indikator)

In diesem Versuch verwendet der Durchführende „Bromthymolblau“,
einen Indikator mit der folgenden Zuordnung pH-Wert —> Farbskala:

Bromthymol färbt Leitungswasser blau. Das Einleiten von Kohlendioxid bewirkt eine Farbänderung nach grün —> gelb.

Praktikum IV

Created with Chemix

Die Neutralisation

Die Reaktion von Säuren mit Basen wird als Neutralisation bezeichnet. Beim Zusammentreffen der Ionen dieser Stoffe finden charakteristische Teilchenumlagerungen statt, die zu den Produkten Salz und Wasser führen. Die typischen Eigenschaften der Ausgangsstoffe verschwinden bei der Reaktion. Diese Reaktionen verlaufen exotherm.

Auffrischung nötig? Hier gibt es Hilfe!

Praktikum-Experiment 4 — Neutralisation (sh. Klasse 9)

ACHTUNG! Nicht nachmachen!
Wir arbeiten tropfenweise und unter ständigem Rühren!

Praktikum V

Created with Chemix

Kohlendioxid – Herstellung und Nachweis

Kohlenstoffdioxid oder kurz Kohlendioxid wird von uns durch das Atmen produziert. Unsere Ausatemluft enthält 4% des Gases. Kohlendioxid ist inzwischen zu 0,04% in der Luft enthalten. Die chemischen Reaktionen von Kohlendioxid wie die Herstellung von \( CO_2 \) durch das Spalten eines Carbonates und der Nachweis des Gases (auch in der Ausatemluft) sind Gegenstand dieses Praktikums.

Auffrischung nötig? Hier gibt es Hilfe zu „Carbonat und Herstellung von \( CO_2 \) “ und dem „Nachweis von Kohlendioxid„!

Praktikum-Experiment 5 — Reaktion der Säuren / CO2 – Nachweis

Wir unterscheiden den Nachweis von in Carbonaten gebundenem Kohlendioxid und gasförmigem Kohlendioxid.

Nachweis in der Atemluft mit Barytwasser Ba(OH)2

Nachweis in den Salzen der Kohlensäure (Carbonate) durch CO2-Austreibung mit stärkeren Säuren und Einleitung in Barytwasser Ba(OH)2 oder Kalkwasser Ca(OH)2

Praktikum VI

Created with Chemix

Wasserstoff Herstellung und Nachweis

Wasserstoff ist das häufigste Element des Universums. Diese Atome bilden Moleküle der Formel \( H_2 \). Wasserstoff ist in vielen Verbindungen (Wasser, Säuren, Basen, Kohlenwasserstoffen,…) enthalten und kann aus diesen gewonnen werden. Gegenstand dieses Praktikums ist die Herstellung von Wasserstoff aus einer Säure und sein Nachweis durch die Knallgasprobe.

Praktikum-Experiment 6 — Reaktion der Säuren II / H2 – Nachweis

Herstellen von Wasserstoff

Nachweis von Wasserstoff

Praktikum VII

Nährstoffnachweise

Die Nähstoffe wurden im Lernbereich 1 der Klasse 10 umfangreich besprochen. Die Nachweise für Glucose, Stärke, Eiweiß und Fett sollen hier wiederholt werden.

Auffrischung nötig? Hier gibt es Hilfe!

Praktikum-Experiment 7 — Lebensmitteluntersuchung / Nährstoffnachweise

Glucose

Stärke

Fett

Eiweiß

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Die Ordnung der Stoffe-chemische Bindung

Siehe auch Arbeitsmaterial Klasse 10

Einteilung der Stoffe

Ordnung der Stoffe I— Systematik

Ordnung der Stoffe I—Lernkarten leer

Stoffgruppen

Stoffe und Stoffklassen —Brainstorm,
Lösungklick

Stoffgruppensuppe— Ordne Stoffe der Gruppe zu
Lösungklick

Gruppen im PSE

1. Hauptgruppe— Charakteristik im PSE, Gruppeneigenschaften

1. Hauptgruppe 2014— Gruppeneigenschaften

3. Periode— Charakteristik im PSE, Periodizität

Stoffe nach Eigenschaften

Stoffe und Eigenschaften — … Ordnungsprinzipien II

Stoffe und Eigenschaften — Ordnungsprinzipien II

Die chemische Bindung

Artikel: Die chemische Bindung

Artikel: weitere Bindungsanalysen

VIDEO Elektronegativität + Bindung

Bindungsarten(Tabelle) — Teilchen nach Bindungen, Ordnungsprinzipien IV

Bindungssarten — Bindungsarten Syst. |

Bindungssarten — Außenwirkung von Bindungen

Die Atombindung – Elektronenpaarbindung

Die Metallbindung

Die IonenbindungIonenbeziehung

Übungen:

Bindungsbestimmung — Übung

Bindung externe Kräfte — Übung

Bindung externe Kräfte — Übung

Struktur-Eigenschaften-Verwendungen — Übung

Systematik Stoffe — Teilchen nach Bindungen

komplexe Übungen — Übung

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