Das ist Chemie 4 6 Rückblick und Vertiefung 1 … · 3.1 Eigenschaften der Metalle 170 3.2 Ötzi...
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Das ist Chemie 4 Hinweise zu den Arbeitsaufträgen 6 Rückblick und Vertiefung 7 A Sicher experimentieren 8 A.1 Grundregeln des Experimentierens 10 A.2 Arbeiten mit dem Gasbrenner 12 A.3 Experimente mit dem Gasbrenner 13 A.4 Einfache Glasgeräte selbst hergestellt 14 A.5 Wichtige Laborgeräte 15 A.6 Chemikalien können Gefahrstoffe sein 16 A.7 Laborschein 18 B Stoffe, Teilchen, Eigenschaften 20 B.1 Unterscheidung von Stoffen 22 B.2 Ein Experiment planen 24 B.3 Das Versuchsprotokoll 25 B.4 Fest, flüssig und gasförmig 26 B.5 Modelle im Alltag und in der Chemie 28 B.6 Das Teilchenmodell 29 B.7 Teilchenmodell und Aggregatzustand 30 B.8 Energie und Änderung des Aggregatzustandes 32 B.9 Da löst sich etwas 34 B.10 Die Löslichkeit 35 B.11 Saure und alkalische Lösungen 36 B.12 Die Dichte 38 B.13 Wir bestimmen die Dichte 39 B.14 Wärmeleitfähigkeit und elektrische Leitfähigkeit 40 B.15 Die Leitfähigkeit von Stoffen 41 B.16 Den Steckbrief eines Stoffes erstellen 42 B.17 Stoffklassen 43 B.18 Wichtige Metalle 44 B.19 Stoffklasse der Metalle 45 B.20 Eigenschaften bestimmen die Verwendung 46 B.21 Durchblick Zusammenfassung und Übung 49 C Mischen und Trennen 50 C.1 Wir untersuchen Lebensmittel 52 C.2 Reinstoffe und Stoffgemische 53 C.3 Heterogene und homogene Stoffgemische 54 C.4 Einfache Trennverfahren 56 C.5 Kochsalz aus Steinsalz 58 C.6 Salzgewinnung 59 C.7 Wir entwickeln eine Destillationsapparatur 60 C.8 Destillation – Trinkwasser aus Meerwasser 61 C.9 Trinkwasser 62 C.10 Abwasserreinigung 64 C.11 Farbgemische lassen sich trennen 66 C.12 Chromatografie 67 C.13 Trennverfahren im Labor 68 C.14 Von der Bohne zum Kaffee 69 C.15 Zum Experten werden 70 C.16 Durchblick Zusammenfassung und Übung 71 2 Chemische Reaktion – Teilchen und Energie 117 Stoffe und Teilchen in chemische Reaktionen 118 2.1 Metalle reagieren mit Schwefel zu Sulfiden 120 2.2 Bildung und Zerlegung von Stoffen 122 2.3 Verbindungen und elementare Stoffe 123 2.4 Chemische Reaktionen und Massenverhältnisse 124 2.5 Atome und ihre Masse 126 2.6 Elemente-Bingo 128 2.7 Chemische Reaktion – Umgruppierung von Atomen 129 2.8 Die Verhältnisformel 130 2.9 Ermittlung von Verhältnisformeln 132 2.10 Atome, Moleküle und Ionen 133 2.11 Vom Reaktionsschema zur Reaktionsgleichung 134 2.12 Reaktionsgleichungen mit Molekülen 135 2.13 Formeln und Reaktionsgleichungen verstehen 136 2.14 Wasser – ein besonderer Stoff 138 2.15 Wasser verhält sich anders 139 2.16 Die Dichte 140 2.17 Experimente mit Cola-Getränken 142 2.18 Schmelz- und Siedetemperatur von Wasser 143 2.19 Identifizieren unbekannter Stoffe 144 2.20 Wasser – eine Verbindung 146 2.21 Eigenschaften des Wasserstoffs 148 2.22 Bildung und Zerlegung von Wasser 150 2.23 Die Wasserbildung auf Teilchenebene 151 2.24 Chemische Reaktionen und Energie 152 2.25 Aktivierungsenergie und Katalyse 154 2.26 Katalysatoren in Alltag und Technik 156 2.27 Katalyse 157 2.28 Biokatalysatoren 158 2.29 Energieformen bei chemischen Reaktionen 159 2.30 Wissensdatenbank Energie 160 2.31 Kreisläufe in Natur und Technik 162 2.32 Durchblick Zusammenfassung und Übung 164 3 Metalle und Metallgewinnung 167 1 Verbrennung und Sauerstoff 73 Verbrennungen 74 1.1 Feuer und Flamme 76 1.2 Ein Feuer entsteht 78 1.3 Lagerfeuer 80 1.4 Untersuchung einer Kerzenflamme 81 1.5 Was brennt, wenn es brennt? 82 1.6 Herstellung von Holzkohle 84 1.7 Die Verbrennung – eine chemische Reaktion 85 1.8 Eisen brennt 86 1.9 Metalle verbrennen 87 1.10 Luft und Sauerstoff 88 1.11 Luft – ein Stoffgemisch 90 1.12 Metalle reagieren mit Sauerstoff zu Oxiden 92 1.13 Die Oxide von Schwefel und Kohlenstoff 94 1.14 Energie aus Verbrennungsreaktionen 96 1.15 Luftschadstoffe 98 1.16 Reinhaltung der Luft 100 1.17 Sauerstoff in der Zellatmung und Fotosynthese 102 1.18 Kohlenstoffdioxid und der Treibhauseffekt 103 1.19 Langsame Oxidationen 104 1.20 Explosionen 106 1.21 Brände verhüten und löschen 108 1.22 Wasser – nicht immer als Löschmittel geeignet 110 1.23 Feuer löschen 111 1.24 Rauchmelder und Sprinkleranlagen 112 1.25 Eine Dokumentation erstellen 113 1.26 Durchblick Zusammenfassung und Übung 114 Praktikum Exkurs Impulse Aus Rohstoffen werden Gebrauchsgegenstände 168 3.1 Eigenschaften der Metalle 170 3.2 Ötzi und sein Kupferbeil 172 3.3 Geschichte der Metallgewinnung 174 3.4 Vom Metalloxid zum Metall 176 3.5 Der Hochofen – ein großtechnischer Prozess 178 3.6 Stahl – ein Hightech-Produkt 180 3.7 Metalle überall 182 3.8 Metallgewinnung quantitativ 184 3.9 Untersuchung von Getränkedosen 185 3.10 Recycling von Metallen 186 3.11 Lesen wie ein Profi 188 3.12 Durchblick Zusammenfassung und Übung 189
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Das ist Chemie 4HinweisezudenArbeitsaufträgen 6
Rückblick und Vertiefung 7
A Sicher experimentieren 8A.1 GrundregelndesExperimentierens 10A.2 ArbeitenmitdemGasbrenner 12A.3 ExperimentemitdemGasbrenner 13A.4 EinfacheGlasgeräteselbsthergestellt 14A.5 WichtigeLaborgeräte 15A.6 ChemikalienkönnenGefahrstoffesein 16A.7 Laborschein 18
B Stoffe, Teilchen, Eigenschaften 20B.1 UnterscheidungvonStoffen 22B.2 EinExperimentplanen 24B.3 DasVersuchsprotokoll 25B.4 Fest,flüssigundgasförmig 26B.5 ModelleimAlltagundinderChemie 28B.6 DasTeilchenmodell 29B.7 TeilchenmodellundAggregatzustand 30B.8 EnergieundÄnderungdesAggregatzustandes 32B.9 Dalöstsichetwas 34B.10 DieLöslichkeit 35B.11 SaureundalkalischeLösungen 36B.12 DieDichte 38B.13 WirbestimmendieDichte 39B.14 WärmeleitfähigkeitundelektrischeLeitfähigkeit 40B.15 DieLeitfähigkeitvonStoffen 41B.16 DenSteckbriefeinesStoffeserstellen 42B.17 Stoffklassen 43B.18 WichtigeMetalle 44B.19 StoffklassederMetalle 45B.20 EigenschaftenbestimmendieVerwendung 46B.21 Durchblick ZusammenfassungundÜbung 49
C Mischen und Trennen 50C.1 WiruntersuchenLebensmittel 52C.2 ReinstoffeundStoffgemische 53C.3 HeterogeneundhomogeneStoffgemische 54C.4 EinfacheTrennverfahren 56C.5 KochsalzausSteinsalz 58C.6 Salzgewinnung 59C.7 WirentwickelneineDestillationsapparatur 60C.8 Destillation–TrinkwasserausMeerwasser 61C.9 Trinkwasser 62C.10 Abwasserreinigung 64C.11 Farbgemischelassensichtrennen 66C.12 Chromatografie 67C.13 TrennverfahrenimLabor 68C.14 VonderBohnezumKaffee 69C.15 ZumExpertenwerden 70C.16 Durchblick ZusammenfassungundÜbung 71
2 Chemische Reaktion – Teilchen und Energie 117
Stoffe und Teilchen in chemische Reaktionen 1182.1 MetallereagierenmitSchwefelzuSulfiden 1202.2 BildungundZerlegungvonStoffen 1222.3 VerbindungenundelementareStoffe 1232.4 ChemischeReaktionenundMassenverhältnisse 1242.5 AtomeundihreMasse 1262.6 Elemente-Bingo 1282.7 ChemischeReaktion–
UmgruppierungvonAtomen 1292.8 DieVerhältnisformel 1302.9 ErmittlungvonVerhältnisformeln 1322.10 Atome,MoleküleundIonen 1332.11 VomReaktionsschemazurReaktionsgleichung 1342.12 ReaktionsgleichungenmitMolekülen 1352.13 FormelnundReaktionsgleichungenverstehen 1362.14 Wasser–einbesondererStoff 1382.15 Wasserverhältsichanders 1392.16 DieDichte 1402.17 ExperimentemitCola-Getränken 1422.18 Schmelz-undSiedetemperaturvonWasser 1432.19 IdentifizierenunbekannterStoffe 1442.20 Wasser–eineVerbindung 1462.21 EigenschaftendesWasserstoffs 1482.22 BildungundZerlegungvonWasser 1502.23 DieWasserbildungaufTeilchenebene 1512.24 ChemischeReaktionenundEnergie 1522.25 AktivierungsenergieundKatalyse 1542.26 KatalysatoreninAlltagundTechnik 1562.27 Katalyse 1572.28 Biokatalysatoren 1582.29 EnergieformenbeichemischenReaktionen 1592.30 WissensdatenbankEnergie 1602.31 KreisläufeinNaturundTechnik 1622.32 Durchblick ZusammenfassungundÜbung 164
3 Metalle und Metallgewinnung 167 1 Verbrennung und Sauerstoff 73
Verbrennungen 741.1 FeuerundFlamme 761.2 EinFeuerentsteht 781.3 Lagerfeuer 801.4 UntersuchungeinerKerzenflamme 811.5 Wasbrennt,wennesbrennt? 821.6 HerstellungvonHolzkohle 841.7 DieVerbrennung–einechemischeReaktion 851.8 Eisenbrennt 861.9 Metalleverbrennen 871.10 LuftundSauerstoff 881.11 Luft–einStoffgemisch 901.12 MetallereagierenmitSauerstoffzuOxiden 921.13 DieOxidevonSchwefelundKohlenstoff 941.14 EnergieausVerbrennungsreaktionen 961.15 Luftschadstoffe 981.16 ReinhaltungderLuft 1001.17 SauerstoffinderZellatmungundFotosynthese 1021.18 KohlenstoffdioxidundderTreibhauseffekt 1031.19 LangsameOxidationen 1041.20 Explosionen 1061.21 Brändeverhütenundlöschen 1081.22 Wasser–nichtimmeralsLöschmittelgeeignet 1101.23 Feuerlöschen 1111.24 RauchmelderundSprinkleranlagen 1121.25 EineDokumentationerstellen 1131.26 Durchblick ZusammenfassungundÜbung 114
Praktikum
Exkurs
Impulse
Aus Rohstoffen werden Gebrauchsgegenstände 1683.1 EigenschaftenderMetalle 1703.2 ÖtziundseinKupferbeil 1723.3 GeschichtederMetallgewinnung 1743.4 VomMetalloxidzumMetall 1763.5 DerHochofen–eingroßtechnischerProzess 1783.6 Stahl–einHightech-Produkt 1803.7 Metalleüberall 1823.8 Metallgewinnungquantitativ 1843.9 UntersuchungvonGetränkedosen 1853.10 RecyclingvonMetallen 1863.11 LesenwieeinProfi 1883.12 Durchblick ZusammenfassungundÜbung 189
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4 Elementgruppen, Atombau und Periodensystem 191
Vielfalt und Ordnung 1924.1 Alkalimetalle–eineElementgruppe 1944.2 Erdalkalimetalle 1964.3 Flammenfärbung 1984.4 Feuerwerk 1994.5 ElementgruppeundPeriodensystem 2004.6 Edelgase–zuträgezumReagieren? 2024.7 Elementeordnen 2034.8 ElektrischeLadungimAtom 2044.9 DasKern-Hülle-Modell 2064.10 Atomkern 2084.11 Isotope 2094.12 WannlebteÖtzi? 2104.13 Energiestufen-undSchalenmodellderAtomhülle 2124.14 Atomhülle–AbspaltungvonElektronen 2144.15 Atome–genauereEinblicke 2154.16 MetalleundihreBindung 2164.17 AtombauundPeriodensystem 2184.18 Durchblick ZusammenfassungundÜbung 220
5 Salze und Ionen 223
Salze – nicht nur zum Würzen 2245.1 GeschichtederSalzgewinnung 2265.2 Halogene–eineElementgruppe 2285.3 MetallereagierenmitHalogenenzuSalzen 2305.4 IoneninSalzlösungenundSalzen 2325.5 Ionensindlebenswichtig 2335.6 BildungvonIonen 2345.7 EigenschaftenvonSalzen 2355.8 Ionenbindung 2365.9 DieräumlicheStrukturvonSalzen 2375.10 AnziehungskräfteimIonengitter 2385.11 EigenschaftskombinationundStoffklasse 2395.12 Salze–einebedeutendeStoffklasse 2405.13 IonennachweisedurchFällungsreaktionen 2415.14 BenennungvonSalzen 2425.15 FormelnvonIonenverbindungen 2435.16 KristalleundMineralien 2445.17 Kristallzüchtung 2455.18 EnergiebilanzderSalzbildung 2465.19 Durchblick ZusammenfassungundÜbung 248
6 Vielfalt der Molekülverbindungen 251
Wasser – mehr als ein Lösungsmittel 2526.1 DieElektronenpaarbindung 2546.2 DerräumlicherBauvonMolekülen 2586.3 DieStrukturvonMolekülen–
FormelnundModelle 2606.4 Methan–einAlkan 2626.5 Ethen–einAlken 2646.6 RiesenmoleküleausKohlenstoffatomen 2666.7 Nanopartikelsindweitverbreitet 2686.8 Nanochemie 2696.9 SchneeundEis 2706.10 DiebesonderenEigenschaftenvonWasser 2716.11 Wasser–MolekülbauundStoffeigenschaften 2726.12 DiepolareElektronenpaarbindung 2746.13 ZwischenmolekulareKräfte 2766.14 DasEthanol-Molekül 2786.15 AlkoholeimAlltagundinderTechnik 2806.16 WasseralsLösungsmittelfürSalze 2826.17 TemperaturänderungbeimLösenvonSalzen 2836.18 Kristallwasser 2846.19 Kristallisationswärme 2856.20 BindungsartenimÜberblick 2866.22 Durchblick ZusammenfassungundÜbung 288
7 Übertragung von Elektronen 291
Elektrische Energie – chemisch erzeugen und nutzen 292
7.1 Elektronenübertragung–Redox-Reaktion 2947.2 Donator-Akzeptor-Reaktionen 2957.3 Redox-Reaktionen 2967.4 RedoxreihederMetall-AtomeundMetall-Ionen 2977.5 ElektronenübertragungbeiElektrolysen 2987.6 AluminiumgewinnungdurchElektrolyse 2997.7 Rosten 3007.8 KorrosionsschutzdurchElektrolyse 3017.9 Fachsprachentrainer 3027.10 VerkupferneinesGegenstandes 3037.11 Batterien 3047.12 EnergieausBatterien 3057.13 WiefunktionierenBatterien? 3067.14 Akkumulatoren 3087.15 Brennstoffzellen 3107.16 Elektromobilität 3127.17 RecyclingvonBatterienundAkkus 3137.18 VielfaltderRedoxReaktionen 3147.19 Durchblick ZusammenfassungundÜbung 315
8 Saure und alkalische Lösungen 317
Säuren und Laugen im Alltag 3188.1 EigenschaftensaurerLösungen 3208.2 SäurenundsaureLösungen 3218.3 SalzsäureundChlorwasserstoff 3228.4 BildungvonSalzsäure–Protonenübertragungs-
reaktion 3248.5 DieVielfaltderSäurenundihrerIonen 3258.6 VomNatriumzurNatronlauge 3268.7 LaugenundalkalischeLösungen 3288.8 AmmoniakundAmmoniumchlorid 3308.9 Ammoniaksynthese 3328.10 Säure-Base-DefinitionnachBrønstedt 3348.11 DasDonator-Akzeptor-Prinzip 3358.12 DieNeutralisation 3368.13 Untersuchungeinesalkalischenundsauren
Abflussreinigers 3388.14 IndikatorenundpH-Wert 3398.15 TypischeReaktionenvonSäurenundBasen 3408.16 HautundHaare–allesimneutralenBereich 3428.17 ChemieimBeruf 3448.18 Durchblick ZusammenfassungundÜbung 345
9 Säuren und ihre Salze in Natur und Technik 347
Aus dem Boden auf den Teller 3489.1 SchwefligeSäureundSchwefelsäure 3509.2 SulfateundHydrogensulfate 3529.3 SaurerRegenzerstört 3539.4 KohlensäureundCarbonate 3549.5 SalzederKohlensäure 3569.6 Tropfsteinhöhlen 3579.7 Nitrate–nützlichundbelastend 3589.8 Mineraldünger 3609.9 Mineraldünger 3619.10 Essigsäure–eineorganischeSäure 3629.11 CarbonsäureninderNaturundin
Lebensmitteln 3639.12 PhosphorsäureundPhosphate 3649.13 Durchblick ZusammenfassungundÜbung 416
10 Chemie – analytisch und quantitativ 367
Den Stoffen auf der Spur 36810.1 Massenanteil,Massen-und
Volumenkonzentration 37010.2 VerdünnteundkonzentrierteSäuren 37110.3 WiezähltmanTeilchen? 37210.4 DiemolareMasse 37410.5 DasmolareVolumen 37610.6 Luft-undGasdruck 37810.7 Massen-undVolumenberechnungen 37910.8 DerUmgangmitPipetteundBürette 38010.9 DieKonzentrationsaurerund
alkalischerLösungen 38210.10 KonzentrationsermittlungdurchTitration 38410.11 Blindprobe 38510.12 DarstellungvonMesswertenamPC 38610.13 DemTäteraufderSpur 38810.14 Betriebserkundung 39010.15Durchblick ZusammenfassungundÜbung 391
Basiskonzepte 393StoffeundTeilchen 394StrukturundEigenschaften 396ChemischeReaktion 398Energie 400
AnhangDerUmgangmitChemikalien 402EntsorgungvonChemikalien 404Gefahren-undSicherheitshinweise:H-undP-Sätze 406ZeichnerischeDarstellungvonVersuchsaufbauten 408Laborgeräte 409Tabellen 410Stichwortverzeichnis 412ErläuterungenzueinigenAbbildungendesPSE 418
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