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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Aggregatzustände von Wasser

Quelle der Simulation: javalab, https://mully.net/en/status_of_water_en/

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Kalk – Calciumcarbonat

Der mineralische Name von Calciumcarbonat (Kalk) lautet „Calcit“.

Calciumcarbonat \( CaCO_3 \) ist das Kohlensäuresalz des Metalls Kalzium. Es kommt als Kalkstein , Marmor und in Form von Kreide auf der Erde vor. Marmor ist in sehr großer Tiefe bei hohem Druck und hoher Temperatur aus Kalkstein entstanden. die zahlreichen Vorkommen von Skelettresten in der porösen, weißen Kreide lassen erkennen, dass diese Substanz den Ablagerungen von Meereslebewesen zu verdanken ist.

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Ein Marmorsteinbruch.
Hier wird die wertvollste Art von Kalk abgebaut. Marmor bildet sich aus Kalkstein in großer Tiefe im Erdinneren. Bei tektonischen Aktivitäten entsteht er durch hohen Druck. Dabei wird sogar die Kristallstruktur des Kalksteins komprimiert. Weißer Marmor gilt als besonders edel. Aber auch farbige Einschlüsse in allen Farben findet man bei diesem Mineral. Sein Haupteinsatzgebiet ist die Verwendung als Baustoff.

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Das Taj Mahal besteht zu großen Teilen aus Marmor.

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Dieser markante Kreidefelsen
... ist als die "Seven Sisters" bekannt. Er erhebt sich an der Küste von Sussex (Südengland). Gut zu sehen ist hier die schichtenweise Ablagerung der Kalkbestandteile der Meerestiere. Dieser Prozess, der Sedimentation genannt wird, dauerte Millionen von Jahren. Kreide wird heute noch als Pigment (zur Farbenherstellung) gewonnen. Dazu wird das weiße Sedimentgestein gemahlen und trägt meist nach Herkunft oder Ort der Verarbeitung so wohlklingende Namen wie "Dänisch Weiß", "Champagnerkreide" oder Rügener Kreide. Neben der Verwendung als Farbpigment ist Kreide als Schleifmittel zur schonenden Oberflächenbearbeitung beliebt.

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Kreidegestein besteht im Wesentlichen aus Calcit (chemisch Calciumcarbonat). Die seltener vorkommende Schreibkreide besitzt eine mürbe Struktur mit erdigem Bruch. Kreidegestein verfügt über eine feinkörnige Struktur mit häufigem muschelartigem Bruch. In der Grundmasse finden sich oft auch zahlreiche Reste größerer Organismen mit Kalkskelett, z. B. Foraminiferen, Schwämme, Muscheln, Brachiopoden, Bryozoen, Stachelhäuter und Kopffüßer.

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Auch hier
... sieht man die Sedimentschichten sehr deutlich. Étretat (Nord-Frankreich) ist ein beliebtes Seebad mit 1000 Einwohnern, welches von dieser beeindruckenden Formation umrahmt wird. Hier stehen einige Formationen von Erosion geformt, wie das "Porte d´Aval" (nicht im Bild), das immer wieder als Elefantenrüssel gedeutet wird.

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Der Kreidefelsen von Rügen

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Große Vorkommen
...von unterirdischem sauren Wasser laugen den umgebenden Kalkstein aus und reichern sich so mit Calciumcarbonat an. Gelangt es an die Oberfläche, unterbricht seinen Fluss, wird es von der Sonne eingedunstet. Damit steigt der Kalkgehalt des Wassers an und der Kalk wird abgesondert. Dies hinterlässt wunderschöne mineralische Spuren, die wir Sinterterrassen nennen.

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Was für die Sinterterrassen an der Erdoberfläche gilt, das gilt auch für das besondere Klima in einer Höhle. Auch hier waschen saure Wasser den Kalkstein aus und reichern sich mit Kalk an. Läuft das Wasser dann langsam aber stetig über die Oberflächen der Höhle, so bilden sich Tropfsteine. Und das geschieht beim Heruntertropfen und auch beim Ablaufen des Tropfens über den Boden der Höhle.

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Der im Gegensatz zur Kreide dichtere Kalkstein dient uns als Baustoff und zur Mörtelherstellung. Dazu muss der Kalkstein gebrannt werden.

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