Lösungen

Baden-Württemberg Gesamtband

ISBN 978-3-06-014700-7

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Autorinnen und Autoren: Catrin Beil, Elke Freiling-Fischer, Andreas Harm, Manfred Lang, Anni Moll, Alexandra Ranieri, Melanie Rau, Carolin Reuschel, Dr. Juliane Schink, Wilfried Wagner, Philipp Weber

Redaktion: Stefanie Brück

Grafik: Peter Hesse

Layout und technische Umsetzung: zweiband.media, Berlin

Umschlaggestaltung: Zweimanns Grafik

www.cornelsen.de

1. Auflage, 1. Druck 2017

Alle Drucke dieser Auflage sind inhaltlich unverändert und können im Unterricht nebeneinander verwendet werden.

© 2017 Cornelsen Verlag GmbH, Berlin

Das Werk und seine Teile sind urheberrechtlich geschützt. Jede Nutzung in anderen als den gesetzlich zugelassenen Fällen bedarf der vorherigen schriftlichen Einwilligung des Verlages.Hinweis zu den §§ 46, 52 a UrhG: Weder das Werk noch seine Teile dürfen ohne eine solche Einwilligung ein gescannt und in ein Netzwerk eingestellt oder sonst öffentlich zugänglich gemacht werden.Dies gilt auch für Intranets von Schulen und sonstigen Bildungseinrichtungen.

Druck: Bosch-Druck GmbH

ISBN 978-3-06-014700-7

Lösungen

FACHWERK CHEMIE

LösungenBaden-Württemberg Gesamtband

Inhalt 3

Mein neues Fach – Chemie! ___ 5Ohne Chemie geht nichts _________________________ 5Extra – Chemie gestern und heute _________________ 5Extra – Berufe, in denen Chemie eine Rolle spielt _____ 5Extra – Gefahrstoffe um uns herum ________________ 6Kennzeichnung und Entsorgung von Chemikalien ____ 6Der Chemieraum – ein besonderer Raum in deiner Schule __________________________________ 6

Stoffe erkennen und Stoffgemische trennen ______ 8Körper und Stoffe im Alltag _______________________ 8Stoffeigenschaften – mit einfachen Experimenten bestimmt _____________________________________ 8Messbare Stoffeigenschaften _____________________ 8Steckbriefe _____________________________________ 9Stoffgruppen ___________________________________ 9Weitergedacht – Stoffeigenschaften _______________ 9Extra – Die Dosis macht`s ________________________ 10Stoffteilchen - die kleinsten Teilchen der Stoffe ______ 10Extra – Entwickeln eines Teilchenmodells ___________ 10Aggregatzustände im Teilchenmodell ______________ 10Reinstoffe und Stoffgemische _____________________ 10Reinstoffe und Stoffgemische im Teilchenmodell _____ 11Trennen von Stoffgemischen ______________________ 11Extra – Vom Meerwasser zum Trinkwasser ___________ 11Extra – Kunst oder Fälschung _____________________ 11Extra – Trennverfahren in Technik und Medizin _______ 12Weitergedacht – Stoffe erkennen und Stoffgemische trennen _______________________________________ 12

Chemische Reaktionen ______ 13Stoffumwandlungen durch chemische Reaktionen ___ 13Energie und chemische Reaktionen ________________ 13Weitergedacht – Chemische Reaktion ______________ 13Extra – Katalysatoren in Natur und Technik __________ 13Extra – Licht als Produkt einer chemischen Reaktion ___ 14Atommodell von Dalton __________________________ 14Chemische Zeichensprache _______________________ 14Weitergedacht – Elementsymbole _________________ 15

Luft und Oxidation __________ 16Luft – ein Stoffgemisch ___________________________ 16Brennen und Löschen ____________________________ 16Metalle reagieren mit Sauerstoff ___________________ 16Atome können Atomverbände bilden ______________ 16Nichtmetalle reagieren mit Sauerstoff ______________ 17

Luftverschmutzung und Treibhauseffekt ____________ 17Weitergedacht – Oxidation ________________________ 17

Metalle und Metallgewinnung 18Die Geschichte der Metalle _______________________ 18Extra – Hightechmetalle im Handy _________________ 18Redoxreaktionen ________________________________ 18Extra – Das Thermitverfahren _____________________ 19Eisengewinnung im Hochofen _____________________ 19Vom Roheisen zum Stahl _________________________ 19Spezialstähle ___________________________________ 19Extra – Mythos Eisen ____________________________ 19Weitergedacht ¬ Metallgewinnung _________________ 20

Wasser und Wasserstoff ______ 21Bedeutung des Wassers __________________________ 21Wasser - Element oder Verbindung? ________________ 21Wasserstoff – Energiespeicher der Zukunft? _________ 21Weitergedacht – Wasser und Wasserstoff ___________ 22

Elementfamilien und Periodensystem ____________ 23Alkalimetalle ___________________________________ 23Erdalkalimetalle_________________________________ 23Extra – Ordnen __________________________________ 24Extra – Geschichte des Feuerwerks _________________ 24Extra – Feuerwerk heute _________________________ 24Halogene ______________________________________ 24Edelgase _______________________________________ 25Extra – Entstehung von Elementen im Weltraum ______ 25Extra – Geschichte des Periodensystems ____________ 25Weitergedacht – Alkali- und Erdalkalimetalle ________ 26Weitergedacht – Edelgase und Halogene ___________ 26

Der Bau der Atome _________ 28Atome – unvorstellbar klein ______________________ 28Extra – Zählen mit der Waage _____________________ 28Extra – Rastertunnelmikroskop – Bilder von Atomen __ 28Kern-Hülle-Modell _______________________________ 28Elementarteilchen in Atomen _____________________ 29Schalenmodell __________________________________ 29Extra – Geschichte der Atomvorstellungen __________ 29Atombau und Periodensystem ____________________ 29Weitergedacht – Atommodelle____________________ 30Weitergedacht – Radioaktivität ___________________ 30

Inhalt4

Chemische Bindungen ______ 31Kostbarkeit Salz _________________________________ 31Extra – Vom Steinsalz zum Kochsalz ________________ 31Extra – Geschichte des Kochsalzes _________________ 31Salze – Verbindungen aus geladenen Teilchen _______ 31Vom Atom zum Ion ______________________________ 32Salze sind Ionenverbindungen ____________________ 32Elektronenübergang bei chemischen Reaktionen ____ 32Chemische Reaktionen mithilfe von elektrischer Energie ________________________________________ 32Elektronenpaarbindungen bei Molekülen ___________ 33Extra – Modelle veranschaulichen chemische Bindungen _____________________________________ 33Polare Elektronenpaarbindung ____________________ 33Wasser – ein Stoff mit besonderen Eigenschaften ____ 34Extra – Wenn Salze auf Wasser treffen … ____________ 34Weitergedacht – Wasser – ein besonderes Molekül ____ 34Extra – Wie funktioniert ein Mikrowellenherd? _______ 35Metallbindung - Bau der Metalle ___________________ 35

Säuren und Laugen _________ 36Säuren und Laugen im Alltag ______________________ 36Säuren und Laugen lassen sich nachweisen__________ 36Extra – Natürliche Indikatoren _____________________ 36Salzsäure - eine saure Lösung ____________________ 36Kohlensäure ____________________________________ 37Schwefelsäure __________________________________ 37Extra – Saurer Regen ____________________________ 37Säuren und ihre Salze ____________________________ 37Weitergedacht – Säuren _________________________ 38Ammoniak _____________________________________ 38Natronlauge – eine alkalische Lösung _____________ 38Neutralisation __________________________________ 39Weitergedacht – Laugen und Neutralisation _________ 39Extra – Massenanteil und Stoffmengenkonzentration__ 39

Chemische Energiespeicher __ 40Aus chemischer Energie entsteht elektrische Energie _ 40Energiespeicherung in Batterien ___________________ 40Laden und Entladen einer galvanischen Zelle ________ 40Extra – Die Autobatterie – ein Bleiakku ______________ 40Extra – Entdeckungen von Galvani und Volta ________ 41Einsatz und Entsorgung von Batterien und Akkus ____ 41Wasserstoff – Energiespeicher der Zukunft? ________ 41Extra – Mobilität der Zukunft _____________________ 42Weitergedacht – Mobil durch elektrische Energie _____ 42

Kohlenwasserstoffe – Energieträger und Rohstoffe __ 43Entstehung von Erdöl, Erdgas und Kohle ____________ 43Extra – Förderung von Erdöl und Erdgas ____________ 43Erneuerbare Energie _____________________________ 44Kohlenstoff – Baustein organischer Stoffe ___________ 44Methan ________________________________________ 45Die homologe Reihe der Alkane ___________________ 45Erdölverarbeitung in der Raffinerie _________________ 46Alkene – ungesättigte Kohlenwasserstoffe _________ 47Extra – Alkine __________________________________ 47Weitergedacht – Kohlenstoffdioxid schafft Probleme __ 48

Von den Alkoholen zu den Carbonsäuren __________ 49Von der Traube zu Wein und Branntwein ____________ 49Extra – Bierherstellung ___________________________ 49Alkoholkonsum: Mit starkem Willen – ohne Promille _ 49Ethanol ________________________________________ 49Extra – Bioethanol – Kraftstoff mit Zukunft? __________ 50Stofffamilie der Alkohole _________________________ 50Mehrwertige Alkohole ___________________________ 50Extra – Alkanale und Alkanone ____________________ 51Extra – Geschichte des Essigs _____________________ 51Extra – Vom Alkohol zum Essig ____________________ 51Essigsäure, die wichtigste organische Säure _________ 51Stofffamilie der Carbonsäuren _____________________ 52Weitergedacht – Alkohole und Carbonsäuren ________ 52

Die Vielfalt der Chemie ______ 53Ester – Multitalente im vielseitigen Einsatz __________ 53Fette – verführerische, aber auch lebensnotwendige Ester _________________________ 53Extra – Ester als Kraft- und Sprengstoffe _____________ 53Kohlenhydrate __________________________________ 53Eiweiße ________________________________________ 53Weitergedacht – Die Bedeutung von Nährstoffen _____ 54Herstellung und Waschwirkung der Seife ____________ 54Extra – Waschmittel _____________________________ 55Herstellung von Kunststoffen _____________________ 55Auf die Vernetzung kommt es an __________________ 55Extra – Kunststoffmüll ___________________________ 55Nanotechnologie ________________________________ 55

Mein neues Fach – Chemie! 5

Mein neues Fach – Chemie!

Ohne Chemie geht nichts

S. 12

1 Chemie begegnet uns bereits morgens beim Frühstück, wenn wir ein Müsli essen. Sie trägt außerdem dazu bei, dass wir mit dem Fahrrad oder Bus bequem zur Schule gelangen. Computer und Handys bestehen ebenfalls aus vielen chemi-schen Stoffen.

2 Morgens nach dem Aufstehen würde man sich nur mit Wasser waschen und zum Frühstück nur auf Nahrungsmittel aus eigenem Anbau zurückgreifen. Für die Herstellung von Kleidung sowie den Bau und die Einrichtung einer Wohnung müsste man auf Materialien aus der Natur zurückgreifen. Der Schulweg würde zu Fuß absolviert werden und die dort wichtigen Inhalte würden in Steinplatten geritzt oder sich gegenseitig erzählt. Die vorhandenen Sportgeräte würden nur aus Naturmaterialien wie z. B. Holz und Stein bestehen. Die Verabredungen für den Nachmittag müssten in der Schu-le passieren, da man nicht über Handy, Telefon oder Compu-ter kommunizieren könnte. Auch Nachrichten würden sich wegen fehlenden Radios und Fernsehern viel langsamer verbreiten.

Extra – Chemie gestern und heute

S. 13

1 Vor 4000 Jahren balsamierten die Ägypter ihre Toten ein, um sie vor dem Zerfall zu schützen. Traubensaft wurde bei ihnen bereits zu Alkohol vergoren. Make-ups, Parfüms, Öle, Metalle und Farbstoffe stellten die Ägypter auch schon zur damaligen Zeit her.

2a Nach dem Waschen des Leichnams wurden zuerst das Gehirn und die Eingeweide aus dem Körper entfernt. Nach dem Reinigen der Bauchhöhle mit aromatischen Ölen wur-de der Körper mit Myrrhe und anderen Stoffen gefüllt. Um die innere Verwesung aufzuhalten, wurde dem Körper mit einem hygroskopischen Mittel (z. B. Natron) das Wasser ent-zogen. Die Natronbehandlung dauerte bis zu 50 Tage. Ab-schließend wurde der Körper abermals mit Ölen behandelt und sorgfältig einbandagiert.b Unter dem „Stein der Weisen“ verstanden die Alchemisten

eine Substanz, mit der es möglich sein sollte, unedle Metalle in Silber oder sogar Gold zu verwandeln. Einige Alchemisten glaubten auch, dass sich aus dem „Stein der Weisen“ eine Universalmedizin gewinnen lasse.

3 Individuelle Beantwortung durch die Schülerinnen und Schüler

Extra – Berufe, in denen Chemie eine Rolle

spielt

S. 14

1 Stoffprüferinnen arbeiten hauptsächlich in Firmen der physikalischen, chemischen oder technischen Untersuchung und Beratung. Sie sind unter anderem in Materialprüfungs- und Untersuchungsämtern oder in der Abfallwirtschaft tätig.

2a Ingenieur/-in für Chemietechnik: Fachhochschulreife; Chemikant/-in, Lacklaborant/-in und Chemielaborant/-in: keine rechtlichen Bestimmungen, aber in der Praxis wird der mittlere Bildungsabschluss verlangtb Ingenieure und Ingenieurinnen für Chemietechnik erfor-schen, entwickeln, planen, überwachen und verbessern che-mische und physikalische Verfahren unter anderem in der chemischen, Kunststoff verarbeitenden und pharmazeuti-schen Industrie. Dabei geht es um die Herstellung neuer Pro-dukte z. B. in den Bereichen Abwassertechnologie, Luftrein-haltung, Apparate- und Anlagenbau. Auch in chemischen Untersuchungslabors sowie in Forschung und Entwicklung sind Ingenieure und Ingenieurinnen für Chemietechnik tätig.

Chemikanten und Chemikantinnen steuern und über wachen Maschinen und Anlagen für die Herstellung, das Abfüllen und Verpacken chemischer Erzeugnisse. Hauptsächlich ar-beiten sie in Unternehmen der chemischen (Groß-)Industrie, z. B. bei Herstellern von Düngemitteln, Farben, Klebstoffen.

Lacklaboranten und -laborantinnen arbeiten in Labors an der Entwicklung neuer Beschichtungsstoffe mit oder sie un-tersuchen Farben bzw. Lacke. Hierfür planen sie Versuche, führen diese durch und dokumentieren und analysieren die Ergebnisse am Computer. Darüber hinaus beurteilen sie die Oberflächenbeschaffenheit von Untergründen und Lacken und prüfen die Haltbarkeit von Beschichtungen.

Chemielaboranten und -laborantinnen sind an Untersuchun-gen und Versuchsreihen meist im Labormaßstab (Abgren-zung zum / zur Chemikanten/Chemikantin) beteiligt. Sie ana-lysieren Stoffe, trennen Stoffgemische und stellen chemische Substanzen her, wobei sie auch für die exakte Dokumentie-rung und die anschließende Auswertung ihrer Ergebnisse verantwortlich sind. Chemielaboranten und -laborantinnen arbeiten in der Regel in Forschungs-, Entwicklungs- und

Mein neues Fach – Chemie!6

Produktionslabors der chemischen und pharmazeutischen Industrie sowie der Nahrungsmittel- bzw. Kosmetikindustrie. Sie werden aber auch in naturwissenschaftlichen und medi-zinischen Instituten und sogar an Hochschulen beschäftigt.

Extra – Gefahrstoffe um uns herum

S. 15

1 Individuelle Beantwortung durch die Schülerinnen und Schüler.

2 Putz-, Spül- und Waschmittel sowie Medikamente soll-ten verschlossen aufbewahrt werden. Bei Chemikalien auf kindersichere Verschlüsse achten. Chemikalien niemals in Lebensmittelverpackungen umfüllen. Zigarettenstummel und -packungen auf keinen Fall offen herumliegen lassen. Alkohol immer in für Kinder unerreichbaren Schränken auf-bewahren. Auf giftige Pflanzen im Garten oder auf dem Bal-kon verzichten.

3 Kinder und Erwachsene könnten die gefährlichen Stoffe mit Lebensmitteln verwechseln und die Gefahrstoffe ein-nehmen.

4 Einige Inhaltsstoffe von Reinigungsmitteln stehen im Ver-dacht, Allergien und Hautreizungen auszulösen. In schweren Fällen können auch Vergiftungserscheinungen auftreten.

5 Kalkablagerungen in Elektrogeräten, Kochtöpfen oder an Armaturen in Bad oder Küche lassen sich mit Essig- oder Citronensäure umweltschonend entfernen. Biologisch ab-baubare Waschnüsse werden zum Waschen von Kleidungs-stücken verwendet. Biologisch abbaubare Reinigungsmittel, die besonders umweltverträglich sind, erkennt man beim Einkauf an den Umweltzeichen „Blauer Engel“ oder „Euroblu-me“. Diese Siegel bewerten, wie umweltschonend das betref-fende biologisch abbaubare Reinigungsmittel im Vergleich zu anderen Produkten ist.

6 Es sollte sofort die ärztliche Hilfe über den Notruf 112 gerufen oder eine Ambulanz aufgesucht werden. Reste des Eingenommenen oder Erbrochenen aufbewahren und mit zum Arzt nehmen. Dem Kind nichts zu essen oder zu trinken geben, vor allem Milch ist gefährlich. Das Kind nicht gezielt erbrechen lassen. Nach der Aufnahme von stark ätzenden Stoffen, die z. B. in Spülmaschinen-, Toiletten- und Haus-haltsreinigern enthalten sind, muss das Kind viel Wasser trin-ken, um die Substanz zu verdünnen. Es darf auf keinen Fall erbrechen, da Verätzungsgefahr für Speiseröhre und Mund besteht.

Kennzeichnung und Entsorgung

von  Chemi kalien

S. 17

1 Überall auf der Welt gibt es Menschen, die in Alltag und Beruf in Kontakt mit Chemikalien kommen. Sie alle nutzen unterschiedliche Sprachen und Symbole. Ein globales und einheitliches Kennzeichnungssystem erleichtert diesen Men-schen und auch Analphabeten den Umgang mit Chemika-lien, besonders wenn sie in einem fremden Land sind.

2 Chemikalien, die aus dem Chemikalienbehälter entnom-men wurden, könnten verunreinigt sein und dürfen deshalb nicht zurück in den Originalbehälter gegeben werden.

3 Individuelle Beantwortung durch die Schülerinnen und Schüler.

4 Da es sich um eine ätzende Chemikalie handelt, wird die-se im Sammelgefäß für saure und alkalische Abfälle oder im Sammelgefäß für giftige anorganische Abfälle entsorgt.

5 Das überschüssige Eisenpulver darf auf keinen Fall zurück in den Vorratsbehälter gegeben, sondern muss fachgerecht entsorgt werden.

Der Chemieraum – ein besonderer Raum in

deiner Schule

S. 19

1a Individuelle Beantwortung durch die Schülerinnen und Schüler. Beispiel:

Abzug Tafel Lehrer-tisch

Augen-dusche

Wasch-becken

Schüler-arbeits-plätze

Sammlung

Erste-Hilfe-Kasten

Notdusche

Lösch-mittel

Eingang 1

Eingang 2

Feuer-löscher

Lösch-decke

Not-Aus-Schalter

Mein neues Fach – Chemie! 7

Sicherheitseinrich-tung

Diese Sicherheitseinrichtung wird benötigt …

Erste-Hilfe-Kasten … bei Verletzungen im Chemie-raum.

Feuerlöscher … bei einem Brand im Chemie-raum.

Löschdecke … bei einem Brand im Chemie-raum.

Löschsand … bei einem Brand im Chemie-raum.

Augendusche … um Chemikalien aus den Augen zu spülen.

Not-Aus-Schalter … um alle Strom- und Gaszu-führungen zu unterbrechen.

Fluchttür … bei einem Brand im Chemie-raum oder einem Feueralarm.

2 Ich sorge zuerst dafür, dass Gefahrenquellen wie z. B. bren-nende Teclubrenner ausgemacht werden, und sage sofort der Lehrkraft Bescheid. Für Verletzungen beim Experimen-tieren gibt es einen Erste-Hilfe-Kasten. In dringenden Fällen wird die allgemeine Notrufnummer 112 gewählt.

3 Ich darf mich im Chemieraum nie ohne Lehrerin oder Leh-rer aufhalten. Geräte, Schalter und Chemikalien dürfen nie-mals ohne Aufforderung der Lehrkraft berührt werden. Ich darf im Chemieraum nicht essen und trinken und muss mich immer diszipliniert verhalten.

Stoffe erkennen und Stoffgemische trennen8

Stoffe erkennen und Stoffgemische trennen

Körper und Stoffe im Alltag

S. 31

1

Stoff Körper

Holz Pyramide

Wachs Kerze

Wasser Eiswürfel

Silber Ring

Gummi Tafel

Schokolade Kugel

Glas Blumenvase

2 Unter einem Stoff versteht man das Material, aus dem ein Körper beschaffen ist.

3 Ein schreibbereiter Füller besteht aus einem Plastik-gehäuse, einer Metallfeder, einer Kanüle aus Hartplastik, einer Patrone aus durchsichtigem Kunststoff und flüssiger Tinte.

4 Die Geschmacksprobe ist im Labor verboten, da hier mit Chemikalien gearbeitet wird, die gesundheitsschädlich sein können. Da teilweise auch schon geringe Mengen giftig sind, könnten auch „sauber“ aussehende Gefäße oder Tische ver-unreinigt sein.

Stoffeigenschaften – mit einfachen Experimen-

ten bestimmt

S. 33

1 Eisendraht, Eisenblech und Eisenpulver sind Stoffe, die aus demselben Stoff (Eisen) bestehen, aber in unterschiedliche Formen gebracht wurden und deshalb in unterschiedlichen Körpern vorliegen.

2

3a Der innere Teil der 1- und 2-Euro-Münze muss einen fer-romagnetischen Stoff enthalten, wie z.B. Eisen, Cobalt oder Nickel. b Der innere Teil der Münzen besteht aus Kupfer und Nickel und ist aufgrund des hohen Nickelanteils magnetisch.

4 Individuelle Schülerlösungen sind möglich. Beispiele: Rohrreiniger, Nagellackentferner, Spülmittel, Brennspiritus, Feuerzeuggas, Grillanzünder

Messbare Stoffeigenschaften

S. 37

1 Eisen und Aluminium können durch die Bestimmung der Dichte, der Magnetisierbarkeit oder der Wärmeleitfähigkeit unterschieden werden.

2 a Der Stoff hat eine Dichte von 10,2 g/cm³.b Bei dem Stoff könnte es sich um Silber handeln.

3a Das Metall Silber leitet die Wärme des heißen Tees gut ab. Der Löffel wird deshalb überall sehr heiß, sodass man sich die Finger verbrennt.b Da Kunststoffe die Wärme schlecht leiten, würde sich der Plastiklöffel nicht durchgängig und vor allem nicht so stark erwärmen, sodass man ihn anfassen kann, ohne sich zu ver-brennen.

4 Gibt man in ein Glas mit Wasser löffelweise Zucker und rührt um, so ist die Lösung dann gesättigt, wenn sich kein weiterer Zucker mehr löst und sich ein entstehender Boden-satz auch durch weiteres Umrühren nicht mehr löst.

5 Hat ein Stoff eine geringere Dichte als Wasser, so schwimmt er an der Oberfläche.

dumpfmetallischlautloszischendpfeifend

kühlrauverformbarglattwarm

glänzendflüssigweich

rotdunkel

stechendsüßlich

aromatischblumigranzig bitter

fruchtigsalzig

geschmacklossüß

Riechen(Wie riecht

etwas?)

Schmecken(Wie schmeckt

etwas?)

Hören(Wie hört sich

etwas an?)

Mit den Sinnenwahrnehmbare

Stoffeigenschaften

Fühlen(Wie fühlt sich

etwas an?)

Sehen(Wie siehtetwas aus?)

Stoffe erkennen und Stoffgemische trennen 9

Steckbriefe

S. 42

1Name des Stoffs: WasserAussehen: farblos; lichtdurchlässigGeruch: geruchlosMagnetisierbarkeit: neinWärmeleitfähigkeit: geringElektrische Leitfähigkeit: geringLöslichkeit in Wasser: sehr gutDichte: größte Dichte bei 3,98 °C 1,00 g/cm3; bei 20 °C: 0,998203 g/cm3Schmelztemperatur: 0 °CSiedetemperatur: 100 °C

2 a Es handelt sich um Kupfer.bName des Stoffs: KupferAussehen: orangerot; metallisch; glatte, glänzende Ober-fläche; lichtundurchlässigGeruch: geruchlosMagnetisierbarkeit: neinWärmeleitfähigkeit: gutElektrische Leitfähigkeit: sehr gutLöslichkeit in Wasser: neinDichte: 8,96 g/cm³Schmelztemperatur: 1083 °CSiedetemperatur: 2600 °C

Stoffgruppen

S. 43

1a Aluminium: unedles Metall; Silber: Edelmetallb Gemeinsamkeiten: Metalle, sind leicht formbar, leiten den elektrischen Strom, sind nicht magnetisierbarUnterschiede: Aluminium: Leichtmetall (geringe Dichte), ver-liert schon nach kurzer Zeit seinen metallischen GlanzSilber: Schwermetall (hohe Dichte), behält seinen metalli-schen Glanz

2 Metalle weisen einen metallischen Glanz auf, sind un-durchlässig für Licht und leiten sowohl Wärme als auch den elektrischen Strom.

3 Nur Eisen, Cobalt und Nickel werden von Magneten ange-zogen. Viele Metalle wie z.B. Aluminium und Gold sind nicht magnetisierbar. Nur wenn eine Eigenschaft auf alle Stoffe ei-ner Stoffgruppe zutreffen, kann sie als typische Eigenschaft bezeichnet werden.

Metalle Salze Flüchtige Stoffe

Beispiele Eisen, Alu-minium

Kochsalz Sauerstoff, Benzin

Wärmeleit-fähigkeit

gute Wär-meleiter

leiten Wärme schlecht

leiten Wärme schlecht

Elektrische Leitfähig-keit

gute elekt-rische Leiter

leiten den elektrischen Strom nicht

leiten den elek-trischen Strom nicht

Magneti-sierbarkeit

manche Metalle sind mag-netisierbar (z.B. Eisen)

sind nicht ma-gnetisierbar

sind nicht mag-netisierbar

Schmelz- und Siede-temperatur

hohe Schmelz- und Siedetem-peraturen

hohe Schmelz- und Siedetempe-raturen

niedrige Schmelz- und Siedetempera-turen

Aggregat-zustand bei 25 °C

fest fest meist gasförmig

Weitergedacht – Stoffeigenschaften

S. 44

1a Glas leitet die Wärme schlecht. b Beispiele: Teetassen und Kannen aus Glas c Luft und Argon habe eine noch geringere Wärmeleitfähig-keit, als Glas und Styropor. Beide Gase verhindern das ent-weichen der Heizwärme nach außen.

2a Man kann die Dichte des Stoffes ermitteln, aus dem das Besteck besteht. Die Masse eines Löffels wird mit einer Waa-ge bestimmt. Zur Bestimmung des Volumens wird der Löffel in einen Standzylinder mit Wasser gegeben. Die Volumenzu-nahme entspricht dem Volumen des Löffels. Die Dichte er-hält man, indem man den Wert für die Masse durch den Wert für das Volumen teilt.b Das Metall aus dem das Besteck besteht, hat eine Dichte von ca. 7,9 g/cm3. Bei dem Material handelt sich wahrschein-lich um Eisen. Für Silberbesteck müsste bei der Messung eine Dichte von etwa 10,5 g/cm3 ermittelt werden.c Gold: 1932g, Silber: 1050g, Platin: 2145g, Kupfer: 892g. Die Barren verschiedener Edelmetalle wären unterschied-lich groß, wenn alle Barren die gleiche Masse hätten. Für die Lagerung ist es praktischer, wenn alle Barren gleich geformt und gleich groß sind.

Stoffe erkennen und Stoffgemische trennen10

Extra – Die Dosis macht’s

S. 45

1 Der Körper eines Erwachsenen ist größer, als der eines Kin-des. Daher werden auch mehr Spurenelemente benötigt, um alle wichtigen Körperfunktionen aufrecht zu erhalten.

2 Auswirkungen von Jodmangel: Vergrößerung der Schild-drüse (Kropfbildung), Antriebsschwäche, Müdigkeit, ver-langsamter Stoffwechsel, häufiges Frieren, Entwicklungs-und WachstumsstörungenVorbeugung: Verwendung von jodiertem Speisesalz, Essen von jodhaltigen Nahrungsmitteln wie Seefisch, Rotkraut.

3 Nicht die Menge eines Stoffs ist entscheidend für seine Wirksamkeit. Nimmt man von bestimmten Stoffen nämlich zu viel zu sich, kann das sogar schädlich bzw. giftig für den Körper sein.

Stoffteilchen - die kleinsten Teilchen der Stoffe

S. 47

1 Beim Lösen von Zucker in Wasser kann man sehen, wie die Kristalle zunächst auf den Boden der Flüssigkeit sinken, dann immer kleiner werden und bei weiterem Umrühren nicht mehr zu erkennen sind.Auf Teilchenebene kann man sich diesen Vorgang so vorstel-len, dass sich um die kleinsten Zuckerteilchen Wasserteil-chen lagern und diese aus dem Verbund des Feststoffs her-auslösen. Die Zuckerteilchen liegen hydratisiert vor.

2 Das Lösen von Zucker in kaltem Kaffee erfolgt langsamer als in heißem Kaffee. Das lässt sich damit erklären, dass die Eigenbewegung der Teilchen bei höheren Temperaturen größer ist, sodass der Lösevorgang dadurch schneller abläuft.

3 Die blaue Tinte verteilt sich mit der Zeit immer weiter im Wasser. Dabei verteilen sich die Farbstoffteilchen der Tinte zwischen den Wasserteilchen. Diese eigenständige Durch-mischung aufgrund der ständigen Bewegung der Teilchen (brownsche Bewegung) wird als Diffusion bezeichnet.

Extra – Entwickeln eines Teilchenmodells

S. 48

1 Individuelle Beantwortung durch die Schülerinnen und Schüler.

2 Telefonhörer, Computermonitor, Radio, Fernseher

Aggregatzustände im Teilchenmodell

S. 49

1 Im gasförmigen Zustand bewegen sich die Stoffteilchen sehr schnell, sie haben einen großen Abstand zueinander und verteilen sich im gesamten, zur Verfügung stehenden Raum. Im flüssigen Zustand sind die Stoffteilchen nah beieinander und ungeordnet. Sind die Stoffteilchen in regelmäßigen und geringen Abstän-den an festen Plätzen angeordnet, befindet sich der Stoff im festen Aggregatszustand.

2 Das Wasser im Topf siedet, sodass einige Wasserteilchen an der Wasseroberfläche in den gasförmigen Zustand über-gegangen sind. Sie bewegen sich sehr schnell, werden aber durch den Deckel im Topf zurückgehalten. Wenn der Topf-deckel gehoben wird, verteilen sich die gasförmigen Was-serteilchen im Raum. Je länger der Deckel auf dem Topf ist, desto mehr Wasserteilchen befinden sich im gasförmigen Zustand und desto mehr Dampf entweicht.

3 Der in der Luft enthaltene Wasserdampf kondensiert und erstarrt an den gefrorenen Grashalmen.

4 In Flüssigkeiten befinden sich die einzelnen Teilchen in einem aufgelockerten, nicht zu starren Zusammenhalt. Somit können sie sich der Form des jeweiligen Gefäßes anpassen.

Reinstoffe und Stoffgemische

S. 53

1 a,b

Reinstoffe Stoffgemische

homogen heterogen

Aluminium Weinbrand: Wasser, Alkohol

Kaffee: Geschmacks-stoff, Farbstoff

Schwefel Mineralwasser: Wasser, Kalk

Tinte: Wasser, Farb-pigmente

Wasser „Schmuckgold“: Gold, Kupfer, Platin

Hautcreme: Wasser, Fett

2 Wird die Erde in das Wasser gegeben, trübt es sich (Sus-pension). Das Kochsalz löst sich in dem Wasser auf und ist nicht mehr zu sehen (Lösung).

3 Die Bezeichnung „nickelfrei“ ist als Information für Men-schen gedacht, die eine Nickelallergie haben und solchen Schmuck daher nicht tragen können.

Stoffe erkennen und Stoffgemische trennen 11

4 Individuelle Schülerlösungen

5 Da der Ring 75 % Gold enthält, besteht er aus 3 g reinem Gold.

Reinstoffe und Stoffgemische im

Teilchenmodell

S. 54

1

2 Gemenge: Ton, Suspension: Schlamm, Emulsion: Milch, Rauch: Zigarettenrauch, Legierung: Weißgold, Lösung: Salz-wasser, Gasgemisch: Ausatemluft

3a gasförmig in flüssig und fest in flüssig

b

Trennen von Stoffgemischen

S. 57

1 Gemeinsamkeiten: Trennung von wasserlöslichen und wasser unlöslichen Feststoffen; Unterschiede: Filterpapier ist feinporiger als das Sieb, wodurch kleinere Teilchen zurückge-halten werden.

2 Eindampfen: Kochsalz aus KochsalzlösungSedimentieren / Dekantieren: Wein von Weinstein trennen

3 Waschmaschine bzw. Wäschetrockner, Salatschleuder, Entsafter

4 Um den Honig aus den Waben zu bekommen, nutzt der Imker die Zentrifugalkraft. In die sogenannte Honigschleu-der (eine zylindrische Trommel) werden die Waben einge-setzt und anschließend die Schleuder schnell gedreht. Durch die wirkende Zentrifugalkraft läuft der Honig aus der Wabe.

5 Beim Kaffeekochen werden zunächst die wasserlöslichen Substanzen aus dem Kaffeepulver extrahiert. Dazu wird heißes Wasser zu dem Pulver gegeben. Anschließend wird durch Filtration das Pulver vom Wasser getrennt und als Fil-trat erhält man seinen Kaffee.

Extra – Vom Meerwasser zum Trinkwasser

S. 59

1 Verdunstung: Erwärmen des Meerwassers durch die Son-ne, Verdunstung, Kondensation und Sammeln des Wassers, Salz bleibt zurückDestillation: Erhitzen des Meerwassers (hoher Energieauf-wand), Verdunstung, Kondensation und Sammeln des Was-sers, Salz bleibt zurückFiltrieren: Pressen des Meerwassers durch eine Membran, de-ren Poren nur die Wasserteilchen durchlassenVergleich: Bei der Verdunstung wird lediglich die Energie der Sonne benötigt, sie kann aber nur in kleinen Anlagen genutzt werden. Bei der Destillation muss sehr viel Energie aufgewendet werden. Das Filtrieren benötigt nur ein Drittel der Energie, die die Destillation benötigt.

2 Der Wasserrucksack Paul (Portable Aqua Unit for Life-saving) wurde unter anderem bereits bei der Flutkatastrophe in Pakisten, den Überschwemmungen in Haiti und dem Erd-beben in Chile eingesetzt.

Extra – Kunst oder Fälschung?

S. 61

1 Aufgrund der unterschiedlichen Löslichkeit der Farbstoff-teilchen im Laufmittel und ihrer unterschiedlichen Haft-fähigkeit (Affinität) auf dem Papier steigen die einzelnen Stoffe unterschiedlich schnell in dem Filterpapier auf. Da-durch ist eine Trennung möglich.

Stoffe erkennen und Stoffgemische trennen12

2Name: Friedlieb Ferdinand runge Geboren / Gestorben: 1794/1867Beruf: Professor der Chemie in BreslauErfindung: Papierchromatografie („Bilder, die sich selber malen“), weshalb Bilder der Papierchromatografie auch als Runge-Bilder bekannt sind.

Extra – Trennverfahren in Technik und Medizin

S. 62

1 Das Verfahren, bei dem man aus Altpapier neues weißes Papier herstellt, nennt man Flotation. Dabei wird in einen Brei aus Altpapier und Wasser Luft eingeleitet. Die Papier-fasern sind mit Wasser vollgesogen, die Druckfarbenparti-kel nicht. Die eingeleiteten Luftbläschen lagern sich an den Farbpartikeln an und steigen anschließend mit ihnen auf. An der Oberfläche bildet sich ein Schaum, der die ganzen Farb-partikel enthält. Dieser kann einfach abgeschöpft werden.

2a Bei einer Dialyse wird das Blut von schädlichen Stoffen befreit, es wird gereinigt.b Das Blut wird meist am Unterarm aus einer Arterie ent-nommen und durch eine Membran gepumpt. Die Poren der Membran sind so klein, dass die Verunreinigungen zu-rückgehalten werden und nur das gereinigte Blut durch die Membran hindurchgeht. Über eine Vene wird das Blut in den Körper zurückgeführt.

Weitergedacht – Stoffe erkennen und Stoffge-

mische trennen

S. 63

1a Salz und Süßwasserb Lösungc Süßwasser wird in die Laugenkammer gepumpt. Das Salz aus dem Salzstock löst sich im Wasser und es entsteht die Sole. Diese wird in das Sudhaus gepumpt und in einer Sud-pfanne erhitzt. Durch das Erhitzen verdampft das Wasser und das Salz bleibt in der Pfanne zurück.d Extrahieren, Eindampfen

2a Zunächst gefriert das Wasser, welches an der Kleidung haftet. Das Wasser wird dann jedoch nicht wieder flüssig, sondern sublimiert. Das Wasser geht also vom festen Aggre-gatszustand direkt in den gasförmigen Zustand über.

b

3a Die Farbe von Stoffen, ist eine Stoffeigenschaft und keine Eigenschaft der kleinsten Teilchen. Die Farben der Teilchen im Teilchenmodell sind ausgedacht und können beliebig gewählt werden. Sie dienen nur der Unterscheidung unter-schiedlicher Teilchen im Modell. b Zwischen den kleinsten Teilchen des Wassers kann sich kein Wasser befinden, da Wasser aus den kleinsten Teilchen besteht. Zwischen den Teilchen ist nichts.

flüssigesWasser

Eis

ErstarrenSub-

limieren

gasförmigesWasser

Lösungen

Baden-Württemberg Gesamtband

ISBN 978-3-06-014700-7

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