Natriumchlorid – ein Salz

Sprechen wir von Salz, so meinen wir im täglichen Sprachgebrauch fast immer Speise– oder Kochsalz. Natriumchlorid heißt dieses Salz in der Chemie. Es ist das Natriumsalz der Salzsäure oder Chlorwasserstoffsäure.
Seine Formel lautet NaCl, es bildet farblose, feste würfelförmige Kristalle, die uns weiß erscheinen, wenn sie durch Zerkleinern Risse beinhalten.
Kochsalz löst sich gut in Wasser (36g/100ml), ist geruchlos und nicht brennbar.

Wir benötigen ca. 5g Salz am Tag. Wir nutzen Salz zum Würzen unserer Speisen, zur Konservierung von Nahrung und auch zur Enteisung von Straßen im Winter. In medizinischen Präparaten dient es als 0,7% Lösung als kurzzeitiger Blutersatz zur Kreislaufstabilisierung.

Der Bau von Salz

Salz bildet einen Ionenkristall. Seine Bestandteile sind die Ionen der Elemente Natrium und Chlor. Das positiv geladene Natriumion ist in allen Richtungen (rechts, links, vorn, hinten, oben, unten) von negativ geladenen Chloridionen umgeben. Die Ionen halten durch die vorhandenen Anziehungskräfte (positiv/negativ) und die nebenbei auch entstehenden Abstoßungskräfte einen konstanten Abstand zueinander. Das Mineral NaCl heißt „Halit“ (engl. Halite). und bildet würfelförmige Kristalle, die farblos sind.

Kristalldarstellung: KLICK

Für eine animierte Version dieser Darstellung gehen Sie folgendermaßen vor:
Geben Sie auf www.molview.org in die Suchzeile „Halite“ein und stellen Sie unter „Model“ die „2x2x2 Celle“ aus.

Das Auflösen von Salz im Wasser

►als Video , Salz lösen (von www.chemie-interaktiv.net)

Wassermoleküle sind ständig in Bewegung. Sie sind sogenannte Dipole. Das bedeutet, ihre Moleküle besitzen positive und negative Ladungsschwerpunkte, die Anziehungskraft auf entgegengesetzt geladene Teilchen ausüben. Das macht Wasser zu einem hervorragenden Lösungsmittel.

Und das immer nach dem gleichen Schema:

1. Die Wassermoleküle dringen in den Ionenkristall ein.
2. Die Kräfte zwischen den Ionen im Gitter werden durch die Ladungs- und Abstandsveränderungen geschwächt.
3. Die Wassermoleküle umlagern die Ionen.
4. Die umlagerten Ionen werden – dank der Eigenbewegung von Wasser- abtransportiert.

Der folgende Inhalt stammt von www.javalab.org

Arbeitsblätter zum Thema Salz:

Salz(e) 1SalzgewinnungSalzstraßeGeschichten vom Salz

mehr zum Thema Salz:

Die Salzstraße

Salzgewinnung interaktiv

Lernprogramm Salz (PC – Download)

die-salzwerkstatt.de

Lernbox Salz der Uni Bremen ( Chemie Didaktik )

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Stickstoff -Hauptbestandteil der Luft

Bild von Arek Socha auf Pixabay

Stickstoff hatte schon viele Namen wie zum Beispiel „schlechte Luft“. Es hieß früher auch „Azot“, „Azotum“, „Stickgas“ oder „Zoogenium“. Das Symbol „N“ bezieht sich auf den lateinischen Namen „Nitrogenium“. Dies ist von „Herkunft des Laugensalzes“ abgeleitet.

Sein elementares Vorkommen in der Luft wurde 1771 von Carl Wilhelm Scheele nachgewiesen. Dort bildet es bei Raumtemperatur ein Gas aus zweiatomigen Molekülen \( (N_2) \). Aus diesem Gas besteht die Luft zu 78%.

Stickstoff kommt in der Natur in den Strukturen von Eiweißen und dem Salz Salpeter vor. Salpeter war bis in das beginnende 20. Jahrhundert die Hauptquelle zur Herstellung von Stickstoffverbindungen. Die stickstoffhaltigen Salze werden von den Menschen schon seit Jahrtausenden genutzt und hergestellt. Diese Nitrate und Ammoniumsalze finden sich in der Erdkruste, sind aber auch aus tierischen Exkrementen herstellbar. Schon im antiken Ägypten stellte man sie aus Kameldung oder dem Boden von Ställen her. In Südamerika erfolgt die Herstellung bis heute aus über Jahrhunderte abgelagerten Vogelkot (Guano).
So stehen uns die Stickstoffverbindungen über diese Salze und Naturstoffe zur Verfügung. Ammoniak, Salpetersäure und Stickstoff-Düngemittel sind die wichtigsten Produkte aus Stickstoff. Das 1913 erfundene Verfahren zur Ammoniakherstellung erlangte als Haber-Bosch-Verfahren Weltruhm.

Experimente mit Stickstoff

Anwendung : flüssiger Stickstoff hilft bei der Reparatur von Rohrleitungen – Rohrfrosten

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Sauerstoff – Oxygenium

Bild von Arek Socha auf Pixabay

Nach dem Sauerstoff wurde lange Zeit in der Chemie gesucht und geforscht. Phlogiston hieß der Stoff, dem man zutraute, für die Brände, die immer wieder ausbrachen verantwortlich zu sein, zweifellos eine Substanz der Götter. Viele berühmte Wissenschaftler der der noch jungen Chemie suchten bis ins Jahr 1777 nach einer Erklärung für dieses bis dahin himmlischen Phänomen.
Carl Wilhelm Scheele , ein Apotheker aus Stralsund, suchte 1771 bis 1773 in verschiedenen Experimenten nach dem Stoff. Er publizierte in seinem Buch „Abhandlungen von der Luft und dem Feuer“ seine Erkenntnisse über „Feuerluft“ und „schlechte Luft“.
Er konnte durch Erhitzen von Braunstein – Manganoxid, wie wir heut wissen – ein Gas erzeugen, welches die Verbrennung verstärkt. Auch der Kristall Kaliumpermanganat (bekannt seit 1659, Johann Rudolph Glauber )zeigte dieses Verhalten.

Viele chemische Verbindungen…

enthalten Sauerstoff, der so durch chemische Reaktionen verfügbar wird. Im Chemieunterricht stellen wir Sauerstoff durch die Zerlegung von Wasserstoffperoxid \(H_2 O_2\) oder die thermische Zersetzung von Kaliumpermanganat \(KMnO_4\)her.
Da wir technisch den Sauerstoff jedoch in großen Mengen brauchen, nutzen wir das Verfahren der Luftverflüssigung nach Linde .

Herstellung und Nachweis:

Hier wird das violette Salz Kaliumpermanganat \(KMnO_4\) erwärmt. Dabei wird der Kristall instabil und Sauerstoffatome verlassen das Salz. Es wird zersetzt. Das sieht man auch an der Farbänderung des Salzes nach dem Experiment. Der entstehende freie Sauerstoff wird pneumatisch aufgefangen.

Die Glimmspanprobe ist die Nachweismethode für das brandfördernde Gas Sauerstoff. Dabei wird ein glimmender Holzspan in ein Gefäß (hier ein Reagenzglas) getaucht. Ist Sauerstoff enthalten, so flammt der Span auf. Aus dem Glimmen wird eine Flamme.
Andere Gase zeigen diesen Effekt bezüglich eines Glimmspans nicht.

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Saccharose – Zucker (Kohlenhydrate)

Der weiße, kristalline Haushaltszucker oder Kristallzucker der auch einfach Zucker genannt wird, gehört zur Gruppe der Zweifachzucker (Disaccharide) einer Untergruppe der Kohlenhydrate. Andere Bezeichnungen für Saccharose sind Rohrzucker, Rübenzucker, Raffinadezucker oder raffinierter Zucker, brauner Zucker, Rohzucker und Sukrose oder Sucrose.

Ein wissenschaftlicher Name ist α-D-Glucopyranosyl-(1-2)-β-D-fructofuranosid.

Bild von Ulrike Leone auf Pixabay 

Gewonnen wird der Zucker…
vornehmlich aus der Zuckerrübe(Europa), dem Zuckerrohr(Äquatorialzone) und der indonesischen Zuckerpalme. Dazu wird der zuckerhaltige Teil der Pflanze gewaschen, geschnetzelt, ausgelaugt, eingedickt und der so entstehende Sirup in Verdampfern schrittweise kristallisiert. Aus 1 Tonne Zuckerrüben erhält man ungefähr 160kg Zucker.

Die Zuckerrübe wird in Deutschland seit ca. 1800 n.Chr. kultiviert und zu einer zuckerreicheren Art gezüchtet.
Die ersten Zuckerrüben (Runkelrüben) enthielten ca. 8% Zucker

Zuckerrohr

Zuckerrohr war bis 1800 n.Chr. die einzige Zuckerquelle. Ihre Kultivierung gelang nur in subtropischen und tropischem Klima . Sie benötigt Temperaturen zwischen 25°C und 30°C. Unter 15°C wächst das Süßgras nicht. Ihre Nutzung begann um 500 v .Chr. im asiatischen Raum. Von dort breitete sich die Nutzung dieser Pflanze bis um das Mittelmeer herum aus.

Zuckerrohr liefert bei 2 (Indien) bis zu 5 (Brasilien) Ernten pro Jahr ca. 20% Zuckersaft im Mark.
Es wird in Brasilien auch zur Herstellung von Bioethanol für Fahrzeuge genutzt. Dort fahren beinahe alle Autos mit einer Motorvariante – gebaut von VW – die sowohl Benzin als auch Ethanol nutzen kann.

Herstellung von Zucker aus Rüben

Zucker aus Zuckerrohr (unraffiniert)

Zuckersaft – ein Erfrischungsgetränk

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Ethen und Ethin

Die besondere Geometrie des Kohlenstoffatoms erlaubt auch die gemeinsame Nutzung mehrerer Elektronenpaare. Dadurch entstehen die doppelte Atombindung – Doppelbindung und die dreifache Atombindung – Dreifachbindung.

Da diese Stoffe relativ wenig Wasserstoff an den Kohlenstoffatomen binden, heißen diese Substanzen auch „ungesättigte Kohlenwasserstoffe“. Solche Stoffe können durch Katalysatoren oder auch Fremdmoleküle in die Lage versetzt werden, ihre Mehrfachbindung aufzuspalten und weitere Atome an das Molekül zu „addieren“, sie werden gesättigt.

Ethen C2H4 (Ethen bei Wikipedia)

Ethin C2H2 (Ethin bei Wikipedia)

Arbeitsblatt – Ethen, Ethin

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