Fokus Chemie 7/8 Arbeitsheft Sachsen – Chemie-Übungen für Gymnasium

US C
atme
Arbeitsheft
Sachsen
Cornelsen
•
I
718
Fokus ChemieÄ
7/8
Arbeitsheft
Sachsen
Cornelsen
Fokus Chemie'
Arbeitsheft 7/8 Gymnasium Sachsen
Autorinnen:
Dr. Barbara Hank, Petra Kring
Redaktion:
Dr. Kerstin Amelunxen
Umschlaggestaltung:
klein und halm Grafikdesign Studio, Berlin
Layout:
Studio SYBERG
Technische Umsetzung:
Reerners Publishing Services GmbH, Krefeld
Bildquellenverzeichnis:
Cover:
Shutterstock.com/Nathan Balle
Fotos:
Cornelsen/Volker Döring: 9, 20, 25, 30/o., 36/m.r., 48/o. I mauritius images: alamy stock photo/sciencephotos: 43.;
Pitopia: 13/A 1 Shutterstock.com: 1000 Words Images: 4/C; Albert Russ: 39/m.; Alex Yeung: 48/u.; Alexandr Vlassyuk:
10/A; FrentaN: 16/C; graphyx: 4/D; Kollawat Gojinok: 4/u.r.; Marco Fine: 45/u.r.; mifaso: 23/u.; Mumemories: 13/D;
Photology1971: 19/A; Serhii Moiseiev: 19/F; Serhiy Kobyakov: 19/B; Soifi: 19/D; Steven Coling: 10/C; usk75: 45/o.r.;
WOVE LOVE: 19/C1 stock.adobe.com: afishman64: 4/B; Anton84: 13/B; balenabianca: 13/C; BildPix.de: 16/A; BillionPhotos.com: 4/A; dkimages: 43/m.r.; Edler von Rabenstein: 10/B; furtseff: 16/D; Lovrencg:14/m.r.; maxoidos: 16/B;
sarikhani: 7/u.r.; tuulijumala: 19/E
Illustrationen:
Cornelsen/Detlef Seidensticker: 5/u., 6, 7/o., 11, 12/o., 12/u., 14/01., 17, 18, 21, 22, 23/o., 26-29, 31, 32, 34, 36/Teilchen modell,
37/m., 38, 39/u., 40, 41/m.r., 44, 45/m.l., 46 I Cornelsen/Hannes von Goessel: 33 I Cornelsen/Thomas Krauß: 12+41/Hintergrund I Cornelsen/Tom Menzel: 15, 30/m., 37/o.
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1. Auflage, 1. Druck 2024
Alle Drucke dieser Auflage sind inhaltlich unverändert und können im Unterricht nebeneinander verwendet werden.
© 2024 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 §§ 60 a, 60 b UrhG: Weder das Werk noch
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Druck: Athesiadruck GmbH
ISBN 978-3-06-016011-2
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stammt
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INHALT
1
Chemie —Chancen und Gefahren
Umgang mit Chemikalien — Regeln beim
Experimentieren
Umgang mit dem Brenner— Laborgeräte
Stoffeigenschaften ermitteln und
untersuchen
Steckbriefe von Stoffen
Bau der Stoffe aus Teilchen
Aggregatzustände im Teilchenmodell
Stoffgemische oder Reinstoffe
Zusammensetzung von Stoffgemischen
Trennen von Stoffgemischen
2
5
6
7
8
9
10
11
12
13
6
15
3C
31
32
33
34
35
36
37
Kochsalz und andere Salze
Kochsalz
Bau salzartiger Stoffe
Eigenschaften von Salzen
Metallhalogenide — Ionensubstanzen
38
39
40
41
16
7
17
18
Reaktionen von Metallen und Nichtmetallen
Alkalimetalle
Halogene
Metalle reagieren mit Halogenen
Metalloxide und Metallsulfide
19
20
21
22
8
Luft — ein Stoffgemisch
Bestandteile der Luft
Sauerstoff und Stickstoff
Nichtmetalloxide
Moleküle
Chemische Reaktion und
Reaktionsgleichung
Chemische Reaktionen auf der Waage
Brände und Brandbekämpfung
Wasser — eine chemische Verbindung
Wasser —ein Element?
Wasserstoff
Atome — Schalenmodell der Atomhülle
Atombau und Periodensystem der
Elemente
Mineralwasser enthält Ionen
Bau von Molekülsubstanzen —
Atombindung
Polare und unpolare Atombindung
Trinkwasser und Abwasser
Umwandlung von Stoffen
Stoffumwandlungen im Alltag
Stoffumwandlungen — chemische
Reaktionen
Energie bei chemischen Reaktionen
Chemische Reaktion und Zeit
4
4
Metalle
Eigenschaften von Metallen
Bedeutung und Verwendung von
Metallen
Bau der Metalle aus Atomen
Von Elementen und Symbolen zum PSE
3
5
Untersuchen von Stoffen
3
Säuren
Säuren und saure Lösungen
Säuren im Uberblick
Reaktionen von Metallen mit Säuren
23
24
25
26
27
28
29
Die Aufgaben in diesem Heft sind mit leicht
, mittel
42
43
44
45
und schwer
gekennzeichnet.
46
47
48
4
UNTERSUCHEN VON STOFFEN
1
Chemie — Chancen und Gefahren
Materialien in deiner Umgebung — eine Entdeckungsreise
Auch beim Lernen bist du von Materialien umgeben, die nicht natürlich vorkommen, sondern
durch chemische Prozesse erst hergestellt oder veredelt wurden.
Notiere mindestens fünf Gegenstände aus deiner Schultasche, die ganz oder teilweise aus Kunststoffen bestehen.
Holz ist ein wichtiger natürlicher Ausgangsstoff für viele ganz unterschiedliche alltägliche Gegenstände, z. B. Möbel oder Bleistifte. Oft werden Gegenstände aus Holz zusätzlich mit chemischen
Produkten verändert, damit sie attraktiver werden oder ihre Funktionen besser erfüllen können.
D Gib bei folgenden Gegenständen an, wie das Holz behandelt wurde.
A
B
T-Shirts bestehen oft aus Baumwolle. Betrachte dein
Lieblings-T-Shirt und die abgebildete Rohbaumwolle.
Gib an, welche Prozesse nötig waren, um aus dem
Rohstoff dein T-Shirt herzustellen.
Chemie und die anderen Naturwissenschaften
In deiner Schullaufbahn hast du bereits die anderen Naturwissenschaften Physik und Biologie
kennengelernt. Gib an, womit sich diese Wissenschaften hauptsächlich befassen.
Biologie:
Physik:
■» ■ UNTERSUCHEN VON STOFFEN
Umgang mit Chemikalien — Regeln beim Experimentieren
Gefahrensymbole kennen
Ordne den Piktogrammen den richtigen Begriff aus der Wortliste zu.
Wortliste: ätzend • brandfördernd • explosionsgefährlich • Gase unter Druck • gesundheitsgefährdend • gesundheitsschädlich • giftig • leicht entzündlich • umweltgefährdend
Wichtige Regeln beim Experimentieren
0 Zähle fünf wichtige Verhaltensregeln beim Experimentieren auf.
Sicherheitseinrichtungen
0 Benenne die abgebildeten Sicherheitseinrichtungen.
5
6
UNTERSUCHEN VON STOFFEN
■
Umgang mit dem Brenner — Laborgeräte
Ein wichtiges Arbeitsgerät — der Gasbrenner
Beschreibe rnithilfe der dargestellten Skizze das Entzünden und Regulieren eines Gasbrenners.
Brennerrohr
Gasdüse
Luftrealer
Gasregler
Geräte im Chemieunterricht
C Ordne den Geräten durch Verbinden die richtige Bezeichnung zu.
Tipp: Schlage im Anhang deines Schulbuchs nach. Dort sind wichtige Laborgeräte dargestellt.
Becherglas
4 Uhrglas
Spatellöffel
Tiegelzange
Erlenmeyerkolben
—
Reagenzglas und
Reagenzglashalter
Pipette
Messzylinder
7
UNTERSUCHEN VON STOFFEN
Stoffeigenschaften ermitteln und untersuchen
Methoden der Stofferkennung
3 Verbinde je eine Eigenschaft mit einem Hilfsmittel und dem passenden Stoff.
elektrisch leitfähig
brennbar
Kupferdraht
„
Eisen
würfelförmige Kristalle
Benzin
Kochsalz
magnetisierbar
,
Diese zwei Methoden der Stofferkennung darfst du nur nach ausdrücklicher Aufforderung durch
deine Lehrerin oder deinen Lehrer durchführen:
0 Kochsalz und seine Eigenschaften
Nenne vier Eigenschaften von Kochsalz, die du entweder experimentell bestimmen
oder mit deinen Sinnesorganen wahrnehmen kannst.
O Schmelztemperatur bestimmen
Damit Kunststoffe wiederverwertet werden können, werden
Abfälle sortiert und zu Granulat geschreddert. Dieses Granulat
wird später eingeschmolzen und kann in neue Formen gegossen
werden. In einem Versuch soll die Schmelztemperatur eines
solchen Kunststoffes ermittelt werden.
C Kreuze an, welche Laborgeräte du benötigst:
Becherglas
Reagenzglas
Uhrglas
C Beschreibe, wie du vorgehen würdest.
Messzylinder
Pipette
Thermometer
8
UNTERSUCHEN VON STOFFEN
Steckbriefe von Stoffen
Rallye im Küchenschrank — welcher Stoff ist das?
Gesucht werden vier Substanzen, die du in der Küche finden kannst.
Finde heraus, um welchen Stoff es sich jeweils handelt und notiere den Namen unter den
Steckbrief.
Substanz 1
Farbe: weiß
Aggregatzustand: fest
Geruch: geruchlos
Löslichkeit: nicht in Wasser löslich
Weitere Informationen: liegt als feines Pulver
vor
Substanz 2
Farbe: weiß
Aggregatzustand: fest
Geruch: geruchlos
Löslichkeit: gut in Wasser löslich
Weitere Informationen: Unter dem Mikroskop sieht man, dass die Substanz aus lauter
kleinen würfelförmigen Kristallen besteht.
Stoff:
Stoff:
Substanz 3
Farbe: hellgelb bis bräunlich
Aggregatzustand: flüssig
Geruch: nussig, fruchtig, evtl. ranzig
Löslichkeit: nicht in Wasser löslich
Weitere Informationen: Wenn man die
Substanz in Wasser gibt, bildet sie eine
Schicht, die auf der Wasseroberfläche
schwimmt.
Substanz 4
Farbe: kann in verschiedenen Farben vorkommen, z. B. grün, weiß, gelb
Aggregatzustand: flüssig
Geruch: oft nach Zitrusfrüchten
Löslichkeit: gut in Wasser löslich
Weitere Informationen: zähflüssig, hinterlässt ein glitschiges Gefühl auf den Händen,
schäumt mit Wasser
Stoff:
Stoff:
Rallye im Klassenzimmer
L Erstelle nun selbst einen Steckbrief für einen
Stoff, der im Klassenzimmer vorkommt.
Partnerarbeit: Stelle deinen Steckbrief vor.
Deine Partnerin/dein Partner soll herausfinden,
um welchen Stoff es sich handelt.
■
9
UNTERSUCHEN VON STOFFEN
Bau der Stoffe aus Teilchen
ge
Das Teilchenmodell
0 Ergänze die Lücken mit den Wörtern aus der Wortliste.
Das Teilchenmodell ist eine
zum
Es besagt, dass alle Stoffe aus
der Materie.
aufgebaut sind. Die Teilchen verschiedener
Stoffe unterscheiden sich in Größe,
und
Da die kleinsten Teilchen
sind, ist das Teilchenmodell ein
der Anziehungskräfte.
über den möglichen Bau der Stoffe.
Wortliste:
Bau . Gedankenmodelle Masse , Modellvorstellung . nicht sichtbar • Stärke • Teilchen
Kreuze an, ob folgende Aussagen richtig oder falsch sind:
richtig
falsch
1. Ein Modell ist entweder richtig oder falsch.
2. Ein Modell erfasst nur Teilaspekte der Wirklichkeit.
3. Das Teilchenmodell macht die Teilchen sichtbar.
4. Das Teilchenmodell ist eine Vorstellungshilfe.
5. Mithilfe des Teilchenmodells lassen sich Vorgänge auf Stoffebene deuten.
6. Mit dem Teilchenmodell lassen sich alle Vorgänge erklären.
7. Alle kleinsten Teilchen sind gleich.
Bewegung der kleinsten Teilchen
Im Abzug steht der Versuchsaufbau rechts. Im unteren Zylinder befindet sich
gasförmiges Brom, im oberen Zylinder Luft. Die Zylinder sind durch eine
Glasscheibe getrennt.
Beschreibe, was passiert, wenn man die Glasscheibe herauszieht.
E Benenne den beschriebenen Vorgang mit einem Fachbegriff und gib die Definition dazu an.
UNTERSUCHEN VON STOFFEN
10
1
Aggregatzustände im Teilchenmodell
Aggregatzustände und Zustandsänderungen
0 Ergänze in der Grafik die richtigen Begriffe für die Ubergänge zwischen den Aggregatzuständen.
gasförmig
fest
Aggregatr ,54- ntif-, vr n mi-A,
<
flüssig
r im Tpilrhermirlripil
0 Gib über den Fotos jeweils den Aggregatzustand des Wassers an.
- Zeichne in die Kreise unten die Darstellungen im Teilchenmodell.
n Ordne den drei Aggregatzuständen jeweils einen Temperaturbereich d zu und notiere ihn unter
der Darstellung im Teilchenmodell: d ≤ 0 °C; ü ≥ 100 °C; 0 °C ≤ d ≤ 100 °C
A
0
UNTERSUCHEN VON STOFFEN
-
11
Stoffgemische oder Reinstoffe
Gleich oder verschieden?
L Kreuze an, ob folgende Aussagen richtig oder falsch sind.
richtig
1. Reinstoffe haben einheitlich gleichbleibende Eigenschaften.
2. Reinstoffe bestehen aus mindestens zwei Stoffarten.
3. Die Stoffe ändern im Stoffgemisch die für sie typischen Eigenschaften.
4. Heterogene Stoffgemische sehen uneinheitlich aus.
Korrigiere die falschen Aussagen aus Aufgabe 1 a.
Stoffgemische und ihre Bezeichnungen
Ordne den Stoffgemischen durch Verbinden jeweils ihre richtige Bezeichnung zu:
Salatdressing ►
1 Suspension
Bronzemünze ►
1 Legierung
Fruchtsaft mit Fruchtfleisch ►
1 Gemenge
Bausand ►
Zuckerwasser ►
Gib an, welche dieser Stoffgemische homogen sind.
Stoffgemische genauer betrachtet
Nimm zu der Aussage von Marie kritisch Stellung.
Eine Lösung ist immer ein
Gemisch aus zwei oder
mehreren Flüssigkeiten.
Lösung
1 Emulsion
falsch
12
UNTERSUCHEN VON STOFFEN
Zusammensetzung von Stoffgemischen
Alle lieben Tomatensoße
Für die Tomatensoße rechts wird mit folgendem Satz
geworben: „Uber 1 kg erntefrische Tomaten stecken in
diesem 360 g-Glas Tomatensoße."
Berechne die tatsächliche Masse an Tomaten, die in der
Tomatensoße enthalten ist.
Wie viel Orange steckt drin?
0 Das Bild rechts zeigt ein Orangen-Fruchtsaftgetränk.
Berechne das Volumen des Orangensafts in einem Tütchen.
Tomatensoße
Zutaten: Tomaten 54%, Wasser,
Karottensaftkonzentrat 6,9 %,
Sonnenblumenöl, Zwiebelpulver,
Meersalz, Basilikum
■
UNTERSUCHEN VON STOFFEN
13
Trennen von Stoffgemischen
LA
Stofftrennung im Alltag
0 Ordne den Fotos durch Verbinden eine Beschreibung zu und benenne das Trennverfahren.
i
•
Wasserlösliche
Farb- und Aromastoffe werden aus
einem Feststoffgemisch herausgelöst.
Gelöste und kleine
Teilchen laufen
durch die Poren des
Filters, die großen
Teilchen bleiben im
Filter zurück.
Stoffe mit größerer
Dichte sammeln
sich am Boden des
Gefäßes und setzen
sich ab.
niedrig siedende Stoff verdampft
zuerst und wird
durch Abkühlen
wieder verflüssigt.
F Lässt sich Meerwasser durch Filtrieren mit einem Kaffeefilter in Trinkwasser umwandeln?
Begründe deine Antwort.
Stofftrennung im Labor
Vor dir steht ein Becherglas mit einem Stoffgemisch aus Sand, Kochsalz und Wasser.
Mithilfe eines weiteren Becherglases sollst du das Gemisch trennen.
Nenne die beiden Trennverfahren, die du nacheinander anwenden könntest.
Stelle Vermutungen an, was bei den beiden Trennschritten passieren wird. Verwende Fachbegriffe.
14
UNTERSUCHEN VON STOFFEN
Trennung von Stoffgemischer
Bei der Zubereitung von Früchtetee ist dir der Teebeutel geplatzt. Wie kannst du
den Teesatz vom Tee abtrennen?
Nenne das Trennverfahren:
Fertige eine beschriftete Skizze für den Versuchsaufbau an.
Notiere die Durchführung und deine Beobachtungen.
Gewinnung von Meersatz
Im Süden Italiens, auf Mallorca, den
Kanarischen Inseln oder in der Bretagne wird
Meersalz in sogenannten Salzgärten gewonnen. Es sammelt sich dabei in großen, flachen
Becken.
Erläutere das Trennverfahren Verdunsten, das
hierbei eine Rolle spielt.
Nenne ein Trennverfahren, mit dem du die Gewinnung von Meersalz aus Meerwasser beschleunigen kannst:
0 Beschreibe dieses Trennverfahren.
METALLE
15
Eigenschaften von Metallen
Metalle erkennen
Du kennst Metalle aus dem Alltag. Sie haben viele gemeinsame Eigenschaften, aber sie unterscheiden ssiicch
h auch in wichtigen Aspekten.
Beurteile folgende Aussagen und ergänze die Tabelle.
Metalle ...
... haben eine silbrige Farbe.
stimmt für alle Metalle
stimmt nicht für z.B.
... haben eine glänzende Oberfläche.
stimmt für alle Metalle
stimmt nicht für z.B.
... leiten den elektrischen Strom.
stimmt für alle Metalle
stimmt nicht für z.B.
... sind magnetisch.
stimmt für alle Metalle
stimmt nicht für z.B.
... sind verformbar.
stimmt für alle Metalle
stimmt nicht für z. B.
Typische Eigenschaften von bestimmten Metallen
L Ordne den ausgewählten Metallen ihre typischen Eigenschaften zu (mehrfache Zuordnung möglich).
Recherchiere falls nötig im Internet.
Platin
4 Schwermetall:
e > 5 g/cm3
Natrium
>
4 Leichtmetall: p < 5 g/cm3
Wolfram
E
4 läuft an Luft an
4 magnetisch
Nickel
Zinn
,
Aluminium
4 schwer schmelzbares Metall
4 leicht schmelzbares Metall
Eigenschaften von Kupfer
Betrachte die Abbildung rechts. Stelle Vermutungen zum
erwartenden Versuchsergebnis an und begründe diese.
Kupferblech
Wachstropfen
BI
16
Bedeutung und Verwendung von Metallen
„..
Drillinge finden
0 Verbinde jeweils eine Eigenschaft mit der passenden Verwendungsmöglichkeit und
dem richtigen Metall.
,
hohe elektrische Leitfähigkeit
Gold
Aluminium
gute Wärmeleitfähigkeit
Kontakte in Mikrochips
geringe Dichte
Flugzeugbau
Eisen
Töpfe
Magnetisierbarkeit
Kupfer
Kornpasse
Legierungen — einfach unentbehrlich
Ordne den Fotos durch Verbinden die richtige Legierung zu.
Ergänze die Hauptbestandteile, aus denen die Legierung jeweils besteht.
1
I
c 1
,
1
11
,....
•
Bronze
Messing
Stahl
Duraluminium
0 Begründe, warum Legierungen in vielen Bereichen des Lebens eine große Bedeutung einnehmen.
17
METALLE
Bau der Metalle aus Atomen
Modell vom Bau der Metalle
Kreuze an, ob folgende Aussagen richtig oder falsch sind.
richtig
falsch
1. Atome sind unvorstellbar klein, dennoch kann man ihnen eine Masse
zuschreiben.
2. Alle Metallatome haben die gleiche Masse und Größe.
3. Die Metallatome werden durch schwache Anziehungskräfte zusammengehalten.
4. Beim Schmelzen eines Metalls gleiten die Atome aneinander vorbei.
O Korrigiere die falschen Aussagen aus Aufgabe 1 a.
Das Kern-Hülle-Modell des Atoms
L Beschrifte die Abbildung.
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
L Ergänze den Lückentext mit den Wörtern aus der Wortliste.
Nach dem Kern-Hülle-Modell besteht ein Atom aus dem elektrisch
und der elektrisch
Träger der positiven Ladung sind die
die
geladenen
geladenen
Träger der negativen Ladung sind
Das Atom ist insgesamt elektrisch
Wortliste: Atomhülle ' Atomkern " Elektronen ' negativ ' neutral ' positiv ' Protonen
Masse von Atomen
O Die atomare Masseneinheit u entspricht 1,661 • 10-24 g. Schreibe diese Zahl als Dezimalzahl.
18
-
METALLE
Von Elementen und Symbolen zum PSE
Atome und Elemente
C Notiere, welche Aussagen du zum Elementsymbol
machen kannst.
kann bedeuten:
— Symbol für das Element
— Symbol für ein
Kreuze die richtigen Aussagen an:
Die Atome verschiedener Elemente unterscheiden sich in ihrer
Masse.
Farbe.
Größe.
Härte.
Metalle im Periodensystem
Kb: Kennzeichne im Periodensystem unten die metallischen Elemente.
Hauptgrupiy,
IV.
V.
VI.
VII.
He
H
2
VIII.
F
Ne
5
Cl
Ar
As
Se
Br
Kr
Sn
Sb
Te
I
Xe
Pb
Bi
Po
At
Rn
N
Li
Be
B
Na
Mg
Al
Si
P
4
K
Ca
Ga
Ge
5
Rb
Sr
In
6
Cs
Ba
TI
=
Fr
Ra
Element ges!Ifilt
N7
Finde jeweils heraus, um welches Element es sich handelt und gib den Elementnamen an.
1. Anzahl der Protonen: 8
2. Ordnungszahl: 19
3. Elementsymbol: Pb
4. Anzahl der Elektronen: 7
5. Atommasse: 6,94 u
6. Summe aus Protonen und Elektronen: 30
7. III. Hauptgruppe/3. Periode
8. Elementsymbol: H
UMWANDLUNG VON STOFFEN
1
Stoffumwandlungen im Alltag
Stoffumwandlung oder nicht?
Beschreibe die abgebildeten Vorgänge. Entscheide, ob es sich dabei um eine Stoffumwandlung
handelt, und begründe.
Vorgang
Beschreibung
Stoffumwandlung?
Begründung
19
20
UMWANDLUNG VON STOFFEN
Stoffumwandlungen — chemische Reaktionen
Schwefel bei verschiedenen Temperaturen
Erwärmt man Schwefel. in einem Reagenzglas und lässt ihn anschließend wieder abkühlen,
so kann man hintereinander eine ganze Reihe von Veränderungen beobachten. Die Tabelle zeigt,
wie reiner Schwefel in den unterschiedlichen Temperaturbereichen aussieht.
Konsistenz
fest, kristallin
dünnflüssig
zähflüssig
dünnflüssig,
dünnflüssig
siedend
Farbe
hellgelb
orange
orange-rot
rotbrauner
orange
Dampf
Temperatur
bis 119°C
ca. 200°C
ca. 250°C
444°C
ca. 200°C
Foto
Entscheide, ob beim Erwärmen von Schwefel eine chemische Reaktion vorliegt und begründe
deine Entscheidung.
Neue Eigenschaften
7
Bei einer chemischen Reaktion verändern sich die Eigenschaften der Stoffe. Nenne jeweils drei
Eigenschaften, bei denen du eine Veränderung mit deinen Sinnesorganen wahrnehmen kannst
und solche, bei denen du experimentelle Unterstützung brauchst.
wahrnehmbar mit
den Sinnesorganen
wahrnehmbar mit
experimenteller Unterstützung
Reaktionsgleichung aufstellen
£ Formuliere die Wortgleichung für die Reaktion von Silber mit Schwefel.
1,
Markiere in deiner Wortgleichung die Ausgangsstoffe durch Unterstreichen.
UMWANDLUNG VON STOFFEN
21
Energie bei chemischen Reaktionen
Was gehört zusammen?
Ordne den Begriffen auf der linken Seite durch Verbinden die Definitionen rechts richtig zu.
Aktivierungsenergie
Energiebetrag, der zum Starten einer
Reaktion benötigt wird
chemische Energie
Energiegehalt eines Stoffes
Energie, die bei einer endothermen
Reaktion zugeführt wird
frei werdende Energie
aufgenommene Energie
Energie, die bei einer exotherrnen
Reaktion als Licht, Wärme oder
Schall beobachtbar wird
Energieschema
0 Erstelle ein Energieschema für die Herstellung von Karamell aus Zucker.
Stimmt das?
• Tim zündet eine Kerze an und überlegt, was er dazu im Chemieunterricht gelernt hat.
Nimm Stellung zu Tims Uberlegungen und verwende Fachbegriffe.
Das Abbrennen der Kerze ist
eine endotherme Reaktion, weil
ich mit meinem Streichholz
Energie zuführen muss.
22
UMWANDLUNG VON STOFFEN
Chemische Reaktion und Zeit
0
Einfl
eines Katalysators
Wasserstoffperoxid zerfällt in Anwesenheit von Licht oder Wärme rasch in Sauerstoff und Wasser.
L. Ergänze:
Weil bei der Reaktion Energie frei wird, handelt es sich um eine
Reaktion.
K- Zeichne ein vollständig beschriftetes Energiediagramm für diese Reaktion.
Zeichne dann mit einer gestrichelten Linie den Verlauf der Reaktion ein, wenn ein Katalysator,
z. B. Katalase, verwendet wird.
Merkmale eines Katalysators
Kreuze an, ob folgende Aussagen richtig oder falsch sind.
richtig
falsch
1. Ein Katalysator beschleunigt eine chemische Reaktion.
2. Ein Katalysator verlangsamt eine chemische Reaktion.
3. Ein Katalysator erhöht die Aktivierungsenergie.
4. Ein Katalysator setzt die Aktivierungsenergie herab.
5. Einige Katalysatoren ermöglichen Stoffwechselvorgänge in unserem Körper
bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen.
Enzyme — wichtige Biokatalysatoren
— Amylase ist ein Enzym in unserem Speichel. Es
4°C: Kühlschrank
spaltet Stärke auf. Bei einem Experiment wurde die
37 °C: Wasserbad
Enzymaktivität von Amylase in Abhängigkeit von
90 °C: Wasserbad
der Temperatur untersucht (s. Tabelle).
Deute das Versuchsergebnis in Abhängigkeit von der Temperatur.
landen?
ja
nein
ja
■
•
LUFT - EIN STOFFGEMISCH
23
Bestandteile der Luft
Bestandteile der Luft
L. Ordne den Bestandteilen der Luft durch Verbinden ihre Volumenanteile zu.
Argon
78,1%
Kohlenstoffdioxid
20,9%
Sauerstoff
g 0,9%
Stickstoff
g 0,04%
Sauerstoffanteil in der Luft
Tim möchte mit dem rechts dargestellten Versuch den
Volumenanteil von Sauerstoff in der Luft bestimmen.
Beschreibe, wie der Versuch abläuft.
Erkläre, warum der Versuch nicht dazu geeignet ist, den Sauerstoffgehalt der Luft zu bestimmen.
Ein Stoff — zwei Gesichter
Recherchiere im Internet und finde heraus, welche Rolle Ozon in verschiedenen Luftschichten
spielt.
Ozon in Bodennähe
Ozon in der Stratosphäre
24
LUFT - EIN STOFFGEMISCH
Sauerstoff und Stickstoff
Gemeinsamkeiten u
Unterschiede
h Kreuze an, welche der folgenden Aussagen für Sauerstoff und/oder Stickstoff zutreffen.
Uberlege dir selbst zwei Aussagen zu Sauerstoff und/oder Stickstoff.
Notiere diese in den freien Zeilen darunter und prüfe eine Mitschülerin/einen Mitschüler.
Sauerstoff
Stickstoff
Bei Raumtemperatur ist dieses Element gasförmig.
Uber die Glimmspanprobe kann man diesen Stoff nachweisen.
Der Stoff ist der Hauptbestandteil der Luft.
Taucher haben diesen Stoff in Druckgasflaschen dabei.
Beim Schweißen wird dieser Stoff als Schutzgas eingesetzt.
Ohne diesen Stoff wäre keine Verbrennung möglich.
Bei der Verpackung von Lebensmitteln verwendet man diesen Stoff
häufig.
Als Bleichmittel, z. B. bei der Papierherstellung, oder in
Reinigungsmitteln wird dieser Stoff oft eingesetzt.
Gewinnung von Sauerstoff nach dem LINDE-Verfahren
n Ergänze die Lücken mithilfe der Wortliste.
Mithilfe des Linde-Verfahrens werden die einzelnen Luftbestandteile als
gewonnen. Das Verfahren beruht auf dem
Prinzip, dass sich Gase bei
erwärmen und bei
wieder abkühlen. Die Luft wird in einem Kreisprozess so lange verdichtet und entspannt, bis
sie
wird. Bei der anschließenden
der flüssigen Luft erhöht
man die Temperatur schrittweise. Das Gas mit der nächsthöheren
verflüchtigt sich und kann aufgefangen werden.
Wortliste:
Destillation • Expansion (Ausdehnung) • flüssig • Kompression (Verdichtung) • physikalischen •
Reinstoffe • Siedetemperatur
LUFT - EIN STOFFGEMISCH
25
Nichtmetalloxide
Einteilung der Stoffe
Finde alle Fehler in folgendem Text und korrigiere sie in der Zeile darunter.
Beim Verbrennen von Holz, Kohle, Erdöl und Erdgas entstehen Kohlenstoff und Schwefel.
Beide Stoffe gehören ZU den chemischen Elementen. Da sie durch Reaktion eines Nichtmetalls
mit Sauerstoff entstehen, werden sie auch als Metalloxide bezeichnet. Sie sind Stoffgemische,
die durch chemische Reaktionen wieder in ihre Elemente zerlegt werden können.
0 Verbinde zueinander passende Kästchen.
Stoff, der durch eine
chemische Reaktion
zerlegt werden kann
4
Verbindung
Kohlenstoff
D
Kohlenstoffdioxid
1
Stoff, der nicht mehr
weiter zerlegt werden
kann
Stoffgemisch
Sauerstoff
4
Element
Luftschadstoffe
Nenne Nichtmetalloxide, die Luftschadstoffe sind.
Wasser — ein Nichtmetalloxid
0 Wasserstoffgas verbrennt mit oranger Flamme. Ein Gefäß, das über die
Flamme gehalten wird, beschlägt und es bilden sich feine Tröpfchen
(s. Abbildung rechts).
Gib an, welcher Stoff gebildet wird und formuliere die Wortgleichung für
diese chemische Reaktion.
Luft
26
LUFT- EIN STOFFGEMISCH IM
Moleküle
Fachbegriff gesucht
0 Trage die Fachbegriffe richtig in den Lückentext ein: Symbol., Formel., Atom, Molekül
, die in großen Teilchenverbänden
Eisen ist ein Metall und besteht aus
vorliegen. Als Kurzschreibweise für Elementnamen verwendet man in der Chemie
Fe steht gleichzeitig für
, z. B. Fe für Eisen. Das
,
dieses Elements. Stickstoff besteht aus
ein
aufgebaut sind. Diesen
die aus zwei fest miteinander verbundenen
N2. Die tiefgestellte Zahl 2 gibt die Anzahl
Aufbau beschreibt auch die
im Stickstoff
der Stickstoff
wieder.
r;q1merstoff-Teilchen
Ergänze die Lücken in der Tabelle.
Kurzschreibweise
Bedeutung der Kurzschreibweise
Modellvorstellung
2
02
drei Sauerstoff-Moleküle, die jeweils aus zwei Sauerstoff-Atomen bestehen
Nichtmetalle näher betrachtet
Kreuze die richtigen Aussagen an und korrigiere die falschen Aussagen:
richtig
1. Die meisten Elemente im Periodensystem gehören zu den Nichtmetallen.
2. Nichtmetalle sind immer gasförmig.
3. Nichtmetalle bestehen aus einzelnen Atomen oder Atomverbänden.
4. Moleküle sind große Atomverbände.
falsch
27
■ LUFT - EIN STOFFGEMISCH
Chemische Reaktion und Reaktionsgleichung
Verbrennung von Kohlenstoff im Teilchenmodell
Kohlenstoff und Sauerstoff reagieren zu Kohlenstoffdioxid:
C (s) + 02 (g)
—>
CO2 (g)
Anna hat versucht, diese Reaktion im Teilchenmodell zu veranschaulichen. Dabei hat sie zwei
Fehler gemacht.
0
(4]
+
Kohlenstoff-Atom
Ar
Sauerstoff-Atom
ao
Beschreibe Annas Fehler und ergänze dann ihre Zeichnung so, dass sie stimmt.
Beim Verbrennen von Kohlenstoff kann unter bestimmten Bedingungen auch das Gas
Kohlenstoffmonooxid entstehen.
Formuliere die Wortgleichung und die Reaktionsgleichung zu dieser Reaktion.
Reaktionsgleichungen vervollständigen
Leon hat schon mit der Hausaufgabe zu den Reaktionsgleichungen angefangen.
Die Formeln und Symbole hat er bereits richtig notiert.
Formuliere für die beiden Vorgänge jeweils in der Zeile darüber die Wortgleichungen.
Ergänze die Faktoren vor den Symbolen und Formeln so, dass die Reaktionsgleichungen stimmen.
S (s) +
2 (g) —>
H2 (g) +
2 (g)
SO2 (g)
H2O (1)
28
LUFT— EIN STOFFGEMISCH
Chemische Reaktionen auf der Waage
Ein wichtiges Gesetz
Formuliere das Gesetz von der Erhaltung der Masse und erkläre es auf Teilchenebene.
Wird es leichter?
Paul und Alina experimentieren zu Hause mit einem Teelicht. Das Teelicht wiegt ursprünglich 10 g.
40 Minuten nach dem Anzünden wiegt es noch 8g, nach einer Stunde sogar nur noch 7g.
Alina meint: „Das kann doch gar nicht sein, die Masse muss doch gleich bleiben!"
Paul antwortet: „Sicher haben wir beim Wiegen etwas falsch gemacht."
Nimm Stellung zu diesen beiden Aussagen.
Wird es schwerer?
0
Eisenwolle
Gegengewicht
1
Ein Stück Eisenwolle wird an einer
Balkenwaage befestigt. Danach
bringt man die Waage mit Gewichten
ins Gleichgewicht.
Die Eisenwolle wird entzündet und
brennt langsam ab. Dabei senkt sich
die Waagschale langsam.
I
Der Versuch ist beendet:
Die Waagschale, an der zuvor die
Eisenwolle befestigt wurde, hat sich
deutlich gesenkt.
Welche Aussage ist richtig? Kreuze an.
Die Masse muss bei einer chemischen Reaktion konstant bleiben. Die Waagschale hätte sich
nicht senken dürfen.
Bei diesem Experiment liegt kein geschlossenes System vor. Vermutlich ist etwas schief gegangen. Eigentlich hätte sich die Waagschale mit der Eisenwolle heben müssen, weil bei der
Reaktion vermutlich Gase entstanden sind, so wie bei Aufgabe 2.
Beim Versuch liegt kein geschlossenes System vor. Es könnten auch gasförmige Stoffe aus der
Luft mit der Eisenwolle reagiert haben.
LUFT - EIN STOFFGEMISCH
29
Brände und Brandbekämpfung
Brände löschen
Beschreibe, wie du beim Löschen der folgenden Brände vorgehen würdest.
Gib an, welchen Teil des Verbrennungsdreiecks du mit deiner Vorgehensweise ausschaltest.
Nach der Schule kommt Alexandra hungrig nach Hause und möchte sich ein Spiegelei braten.
Sie gibt etwas Öl. in die Pfanne und schaltet den Herd an. Während sie wartet, bis das Öl heiß ist,
sieht sie sich ein Video auf ihrem Handy an. Als sie nach kurzer Zeit nach der Pfanne sieht, steht
diese in Flammen.
4
0
2
Die Pfadfinder Toni, Tom und Tina haben an einer Feuerstelle am See ein kleines Lagerfeuer
entzündet. Nun soll es gelöscht werden.
Kreuzworträtsel
Trage die richtigen Begriffe in das Rätselgitter ein. Wenn alles richtig ist, erhältst du das Lösungswort.
1
4
1 Ein hoher ... bewirkt eine gute Durchmischung 5 Waldbrände kann man durch das Schlagen
des brennbaren Stoffs mit Sauerstoff.
von ... eindämmen.
2 Dieses Gas ist Voraussetzung für jeden Brand. 6 Mit dem Notruf 112 erreicht man die ...
3 Beim Erreichen der ... entzündet sich ein
7 Wenn Mehlstäube mit Luft durchmischt
Gemisch aus einem brennbaren Stoff und Luft
sind, können Funken oder Flammen eine ...
von selbst.
auslösen.
4 Brände aus Holz und Papier können gut mit ... 8 Durch Abdecken mit ... kann man kleinere
gelöscht werden.
Brände löschen.
30
WASSER — EINE CHEMISCHE VERBINDUNG
Wasser — ein Element?
Eigenschaften von Wasser erkennen
u Verbinde Wasser mit allen passenden Eigenschaften.
Siedetemperatur 100°C
e
blau
farblos
weiß
bei Raumtemperatur fest
größte Dichte bei 4°C
leitet den elektrischen Strom
größte Dichte bei 0°C
leitet den elektrischen Strom nicht
geruchlos
riecht stechend
i
nicht brennbar
brennbar
färbt Watesmo-Papier blau
färbt Watesmo-Papier rot
Zerlegung von Wasser
Im Hofmann'schen Zersetzungsapparat wird Wasser mithilfe von elektrischem Strom in seine
Elemente zerlegt. Am Minuspol entsteht Wasserstoff, am Pluspol entsteht Sauerstoff.
6).- Zeichne in die Kreise die Stoffe im Teilchenmodell ein.
u
Minuspop
Pluspol
Formuliere die Wort- und Reaktionsgleichung zur Zerlegung von Wasser.
Nachweis von Wasser
Beschreibe den Nachweis von Wasser.
-
31
WASSER — EINE CHEMISCHE VERBINDUNG
Wasserstoff
Eigenschaften von Wasserstoff
Der Standzylinder in der Abbildung rechts
ist zu Beginn mit \Nasserstoff gefüllt.
Eine Kerze wird eingeführt.
Beschreibe die Beobachtungen, die in der
Bildfolge rechts dargestellt sind.
B
D
Erkläre die Beobachtungen.
Nenne weitere Eigenschaften des Wasserstoffs.
Bildung von Wasser
g-
Formuliere die Wort- und Reaktionsgleichung zur Synthese von Wasser.
K-
Erkläre den Begriff „Synthese"
Eine gefährliche Chemikalie?
i
Muss Tim sich Sorgen machen? Begründe deine Antwort.
Hilfe, ich habe gerade
Diwasserstoffmonooxid
getrunken!
32
—
WASSER — EINE CHEMISCHE VERBINDUNG
Atome — Schalenmodell der Atomhülle
Verteilung der Elektronen auf den Energieniveaus
Kreuze an, ob folgende Aussagen richtig oder falsch sind.
richtig
falsch
i. Das Auffüllen eines Energieniveauschemas erfolgt von oben nach unten.
2. Die Besetzung der Elektronenschalen erfolgt nach der maximal möglichen
Elektronenanzahl.
3. Die maximale Anzahl von Elektronen pro Elektronenschale n beträgt 2 n2.
4. Je weiter Elektronen vom Atomkern entfernt sind, desto niederiger ist das
Energieniveau, das sie besitzen.
Korrigiere die falschen Aussagen aus Aufgabe la.
SrIll!ermlorfelle einiger Atome
Die Abbildung zeigt unvollständige Schalenmodelle der Atome einiger Elemente.
Ergänze die Elektronen. Nutze dazu das Periodensystem.
Lithium
Beryllium
Bor
Kohlenstoff
Stickstof₹
Sauerstoff
Fluor
Neon
Atombau und Periodensystem
Ergänze die Lücken in der Tabelle. Nutze dazu auch das Periodensystem.
Element
Ordnungszahl
Anzahl der
Elektronen
Anzahl der
Außenelektronen
1
Wasserstoff
10
10
6
12
15
Elektronenschreibweise
WASSER - EINE CHEMISCHE VERBINDUNG
33
Atombau und Periodensystem der Elemente
Wichtige Aussagen aus dem Periodensystem entnehmen
Ermittle aus dem Ausschnitt aus dem PSE unten möglichst viele Informationen
zum abgebildeten Element.
11
22,99
Natrium
Wer bin ich? Mein oberstes Energieniveau ist voll besetzt. Ich befinde mich in der 3. Periode.
Nenne meinen Namen und meine Ordnungszahl:
Ordnung im Periodensystem der Elemente
Ergänze die Lücken mithilfe der Wortliste.
angeordnet.
Im PSE sind die Elemente aufsteigend nach der Anzahl der
Die Atome aller Elemente einer
in einer Periode stehen die Elemente
Alle Elemente, die
Periode haben die gleiche Anzahl besetzter
stehen, bilden eine Elementfamilie. Diese Elemente zeigen bei
chemischen Reaktionen ähnliche Eigenschaften. Die Atome der Elemente, die sich in der
gleichen Hauptgruppe befinden, besitzen die gleiche Anzahl an
Wortliste:
Außenelektronen • Elektronenschalen• nebeneinander . Protonen • untereinander
Tendenzen im PSE
Verbinde so, dass aus chemischer Sicht sinnvolle Sätze entstehen.
nimmt der metallische Charakter zu.
—
Von links nach rechts
nimmt der metallische Charakter ab.
I
nimmt die Neigung, Elektronen aufzunehmen, zu.
I
nimmt die Neigung, Elektronen aufzunehmen, ab.
I
nimmt der Atomradius zu.
g
nimmt der Atomradius ab.
Von oben nach unten
34
WASSER - EINE CHEMISCHE VERBINDUNG
1
Mineralwasser enthält Ionen
l ie
Ionen und Periodensystem der Elemente
0 Ergänze die Lücken in folgendem Text mithilfe der Wortliste.
Positiv geladene Ionen heißen
Ionen sind
Die
, negativ geladene Ionen heißen
gibt die Art und die Anzahl der Ladungen eines Ions an. Sie wird oben rechts am
entspricht der Nummer
des jeweiligen Elements angegeben. Die Ladung der
der Hauptgruppe. Die Ladung der
entspricht 8 minus der Nummer der
Hauptgruppe.
Die Elemente der I. bis III. Hauptgruppe
, um als Ion stabil zu sein.
Die Elemente der V. bis VII. Hauptgruppe
, um stabile Ionen
stabil, sie
bilden zu können. Bei Elementen der VIII. Hauptgruppe sind schon die
bilden keine
Wortliste:
Anionen • Anionen • Atome • elektrisch geladene Teilchen • geben Elektronen ab • Ionen •
lonenladung • Kationen • Kationen • nehmen Elektronen auf o Symbol
Atome !mri !innen im Schalenmodell
Ergänze die Tabelle.
Modell des Teilchens
Protonenanzahl
17
11
Elektronenanzahl
17
10
Ladung des Teilchens
0
Name des Teilchens
Chlor-Atom
chemisches Zeichen
Cl
Chlorid-Ion
Na
Ergänze in den Lücken unten folgende Zeichen: <, =, >.
— Atom:
Anzahl der Elektronen
Anzahl der Protonen
— Kation: Anzahl der Elektronen
Anzahl der Protonen
— Anion: Anzahl der Elektronen
Anzahl der Protonen
-
35
I WASSER - EINE CHEMISCHE VERBINDUNG
Bau von Molekuisubstanzen — Atombindung
Was ist eine Atombindung?
Vervollständige folgenden Satz sinnvoll:
Eine Atombindung ist eine Art der chemischen Bindung, die
b Kreise alle Elemente ein, bei denen eine Atombindung vorliegt.
Kupfer
Sauerstoff
Aluminium
Wasserstoff
Zink
Chlor
Eisen
Stickstoff
Lewis-Formeln
Ina hat folgende Lewis-Formeln gezeichnet. Dabei sind ihr Fehler passiert.
Beschreibe die Fehler und stelle die Formeln richtig.
Inas Formel
Beschreibung des Fehlers
Richtige Formel
Cl—Cl.
-
Na —Na
Atombindung im Stickst^ff-Molekül
Benenne die Atombindung im Stickstoff-Molekül.
Zeichne das Stickstoff-Molekül in der Lewis-Formel.
4 Zeige mithilfe der Skizze des Schalenmodells, wie beide Stickstoff-Atome im Stickstoff-Molekül zu
einem Elektronenoktett kommen.
36
WASSER - EINE CHEMISCHE VERBINDUNG
Polare und unpolare Atombindung
Chemische Bindung im Wasser-Molekül
0 Beschrifte die Lewis-Formel. Verwende Fachbegriffe.
H
H
6+
e
Ablenkung eines Wasserstrahls
In einem Versuch wird ein negativ geladener Kunststoffstab
an einen Wasserstrahl angenähert.
Die Ausschnitte unten zeigen die Vorgänge am Wasserstrahl im Teilchenmodell. Wähle die richtigen Darstellungen aus und ordne sie den Positionen A und B zu.
Begründe jeweils deine Zuordnung.
Wasserstofffluorid-Molekül
0 Zeichne das Wasserstofffluorid-Molekül in der LewisFormel und gib die Teilladungen an.
Entscheide, ob das Wasserstofffluorid-Molekül ein
Dipolmolekül ist und begründe deine Entscheidung
mithilfe der Valenzstrichformel.
A
6
a
WASSER — EINE CHEMISCHE VERBINDUNG
37
Trinkwasser und Abwasser
Trinkwassergewinnung in Deutschland
In Deutschland wird ein großer Teil des Trinkwassers in Tiefbrunnen aus Grundwasser gewonnen.
Damit das Wasser trinkbar wird, muss es aufbereitet und desinfiziert werden.
Kennzeichne in der Grafik durch Einkreisen, welche Verfahren bei der Trinkwasseraufbereitung
zum Abtöten von Bakterien und Keimen beitragen.
Horizontalbrunnen
Belüftungs- Ozon
turm
Beschallung
mit Ultraschall
'
Filter
Sand, Kies,
Aktivkohle
Ch or
Bestrahlung
mit UV-Licht
Reinwasserbehälter
1
T
Reinwasser
wasse
Roh
7
-
wasser
eisen- und manganhaltige Stoffe (zur Deponie)
i
Trinkwasser aus Regenwassernfützen
Mithilfe der Konstruktion rechts kann man aus
Regenwasserpfützen Trinkwasser gewinnen. Beschreibe die
Funktionsweise dieser Hauben mithilfe der Grafik.
gereinigteZ
s
Wasser
schmutziges
NWasser
z
Abwasseraufbereitung in riAr Kläranlage
Ordne den Reinigungsstufen einer Kläranlage die passende Beschreibung zu.
mechanische
akterien zersetzen mithilfe von Sauerstoff bis zu 95 % der
erunreinigungen.
biologische Stufe
i einem Fällungsbecken bilden sich mit Flockungsmittel schwer
5sliche Stoffe, die anschließend durch Filtration entfernt werden.
chemische Stufe
einigen durch Sieben und Sedimentieren
1
38
KOCHSALZ UND ANDERE SALZE
Kochsalz
Entstehung von Salzlagerstätten
O Beschreibe anhand der Abbildungen, wie vor 200 bis 300 Millionen Jahren die enormen
Steinsalzlagerstätten entstanden, die sich heute in mehreren Gebieten Deutschlands finden.
Gewinnung von Kochsalz
O Ordne den Möglichkeiten der Salzgewinnung das passende Verfahren zu.
Salz aus Siedeöfen
bergmännischer Abbau
Salz aus Meersalz
Eindampfen von Sole
Salz aus dem Salzbergwerk
Verdunsten von Meerwasser
Verwendung von Kochsalz
• Überlege dir, wofür die Menschen im Mittelalter Salz einsetzten.
4) Lies dir den historischen Text rechts durch. Begründe mithilfe der
Verwendung von Kochsalz, warum dieses im Mittelalter als das
weiße Gold bezeichnet wurde.
Salz — das weiße Gold
Ein Salzbergwerk ist für
einen Staat von großem
Wert. Ein solcher Staat erspart nicht nur sein eigenes Geld, sondern er gewinnt dadurch auch noch
fremdes Kapital. Beides
macht ihn reich.
Heutzutage wird Kochsalz vielfältiger eingesetzt. Nenne weitere Verwendungsmöglichkeiten.
1
39
• KOCHSALZ UND ANDERE SALZE
Bau salzartiger Stoffe
Atombindung oder lonenbindung?
O Unterstreiche alle Bezeichnungen und Formeln, die zu einem salzartigem Stoff gehören.
O Zeichne ein Kästchen um alle Bezeichnungen und Formeln, die zu einer Molekülsubstanz gehören.
Messing
Kohlenstoffdioxid
AlF3
Kochsalz
Kaliumfluorid
F2
/ /0\N
H
H
NI-I,Cl
Magnesiumiodid
CO
Magnesium
Stickstoff
Ca0
Ein besonderes Gitter
Flussspat-Kristalle findet man in vielen Mineraliensammlungen. Sie bestehen aus dem Salz Calciumfluorid.
Beschreibe mithilfe der Modelldarstellung rechts den räumlichen Aufbau des Salzes Calciumfluorid.
O Erkläre, was die Ionen im Ionengitter auf ihren Plätzen hält.
Calcium-Ion
Fluorid-Ion
Formeln von Salzen
O Ergänze in der Tabelle die Formeln der Ionen und stelle die richtigen Verhältnisformeln
der Salze auf.
Ionen, die miteinander reagieren
Natrium-Ion und Chlorid-Ion
Magnesium-Ion und Fluorid-Ion
Aluminium-Ion und Oxid-Ion
Rubidium-Ion und Sulfid-Ion
Formeln der Ionen
Verhältnisformel
40
KOCHSALZ UND ANDERE SALZE
Eigenschaften von Salzen
Eigenschaften von Salzen
Kreuze die typischen Eigenschaften von Salzen an. Salze ...
sind weich und biegsam.
sind verformbar.
haben hohe Schmelz- und Siedeleiten den elektrischen Strom.
temperaturen.
sind hart und spröde.
zersplittern bei Krafteinwirkung.
sind leicht flüchtig.
leiten den elektrischen Strom nicht.
Schmelzen von Kaliumbromid
Leitfähigkeitsmessgerät
In einem Versuch wird Kaliumbromid geschmolzen.
Dabei wird die Leitfähigkeit gemessen.
Beschreibe, welche Beobachtungen du erwartest.
F
Ka[ium(I)-bromid
Erkläre deine Beobachtungen auf Teilchenebene.
Lösen von Salzen in Wasser
O Ein Kochsalzkristall wird in Wasser gelöst. Im Bild unten haben sich sechs Fehler eingeschlichen.
Zeichne das Bild richtig daneben.
• IEEE' ErK0000
•
.
3
i
1
1DUCIUFJCI L10111:] _
O
Formuliere die Gleichung für das Lösen von Kochsalz in Wasser.
O Erkläre den Begriff „Hydratation"
_ _
KOCHSALZ UND ANDERE SALZE
41
Metallhalogenide — lonensubstanzen
Mineralien
Hallt, Sylvin und Flussspat sind Mineralien. Ergänze in der Tabelle die chemischen Namen, die
Formeln der Ionen und die Verhältnisformeln der Salze.
Mineral
chemischer Name
Formeln der Ionen
Verhältnisformel
Hallt
Sylvin
Flussspat
Bedeutung einiger Salze
Gib an, welche Bedeutung Fluoride und lodide im menschlichen Stoffwechsel spielen.
Massenanteil und Massenkonzentration
0 Malik soll eine Kochsalzlösung mit einem
Massenanteil von co(Kochsalz) =10% herstellen.
Erkläre, warum Maliks Vorgehensweise nicht das
richtige Ergebnis liefert.
Ich wiege einfach 10g Kochsalz
ab und gebe dann 100g, also
100m1 Wasser dazu.
Berechne nun die Massenkonzentration ß der Kochsalzlösung aus Aufgabe 3a.
Gegeben:
Gesucht:
Rechnung:
42
REAKTIONEN VON METALLEN UND NICHTMETALLEN
Alkalimetalle
Welches Alkalimetall ist gemeint?
L
Gib an welches Alkalimetall im Steckbrief links gemeint ist.
Erstelle selbst einen Steckbrief für ein weiteres Alkalimetall und befrage eine Mitschülerin/einen
Mitschüler.
Gesucht ist ...
Gesucht ist ...
ein Alkalimetall, das besonders
weich ist und heftig mit Wasser
reagiert.
Seine Schmelztemperatur ist so
niedrig, dass ein Stück dieses
Metalls in der Hand schmelzen
würde.
Antwort:
Antwort:
Alkalimetalle erkenne.
Die Elemente der 1. Hauptgruppe bilden die Elementfamilie der Alkalimetalle.
Sie haben viele gemeinsame Eigenschaften, unterscheiden sich aber auch in einigen Aspekten.
Beurteile folgende Aussagen und ergänze die Tabelle.
Alkalimetalle ...
... bilden an der Luft schnell eine
matte Oxidschicht.
stimmt für alle Alkalimetalle
stimmt nicht für z. B.
... werden in Paraffinöl aufbewahrt.
stimmt für alle Alkalimetalle
stimmt nicht für z. B.
... sind sehr weiche Metalle.
stimmt für alle Alkalimetalle
stimmt nicht für z. B.
... kommen in der Natur nur in
Verbindungen vor.
stimmt für alle Alkalimetalle
stimmt nicht für z. B.
... haben in ihren Atomen ein Außenelektron.
stimmt für alle Alkalimetalle
stimmt nicht für z. B.
Natrium oder Lithium?
Im Labor sind kleine Mengen der Alkalimetalle Lithium und Natrium übriggeblieben. An Luft hat
sich bei beiden Stücken eine Oxidschicht gebildet.
Beschreibe einen Versuch, mit dem man die beiden Stoffe sicher voneinander unterscheiden
könnte.
1
REAKTIONEN VON METALLEN UND NICHTMETALLEN
Halogene
Die Eler entfamilie der Hatogene
0 Benenne die Stoffproben der abgebildeten Halogene und ordne jeweils die richtige Formel zu.
—
A
12
Br2
F2
CL2
iL) Begründe, warum elementare Halogene immer molekular vorkommen.
L Zeichne die Lewis-Formel des Chlor-Moleküls.
Verbindungen der Halogene finden sich in zahlreichen Alltagsprodukten. Gib an, welche halogenhaltigen Verbindungen sich
in Zahnpasta befinden und welche Funktion sie haben.
Eigenschaften der Halogene
Kreuze die gemeinsamen Eigenschaften aller Halogene an.
O giftig
0 aromatischer Geruch
O reaktionsträge
O sehr reaktiv
unbedenklich
bleichend
stechender Geruch
) bei Raumtemperatur gasförmig
Beschreibe, wie sich die Reaktionsfähigkeit innerhalb der Gruppe der Halogene verändert.
43
44
REAKTIONEN VON METALLEN UND NICHTMETALLEN
Metalle reagieren mit Halogenen
lonenbildung: Metall gibt, Halogen nimmt
0 Beschreibe die beiden Bilder mit chemischen Fachbegriffen.
rhan2kD
Ordne durch Verbinden jeweils die richtige Definition zu.
Oxidation i
Elektronenabgabe
Reduktion i
Reaktion mit Elektronenübergang
Redoxreaktion ,
Elektronenaufnahme
Synthese von Aluminiumbromid
0 Aluminium und Brom reagieren zu Aluminiumbromid. Fülle die Lücken in folgender Tabelle.
Aluminium-Atom Aluminium-Ion
Brom-Atom
Symbol
Al
Br
Protonenzahl
13
Elektronenzahl
13
35
Elektrische Ladung
keine
keine
13
35
Bromid-Ion
35
‘ -.j Ergänze die Gleichungen für die Elektronenabgabe und die Elektronenaufnahme.
Elektronenabgabe:
Al
Elektronenaufnahme:
Br + e- -'
+ 3 e-
Kennzeichne in der Reaktionsgleichung die Oxidation und die Reduktion mit Pfeilen.
2 Al + 3 Br2 —› 2 Al3+ + 6 Br- I —AE
REAKTIONEN VON METALLEN UND NICHTMETALLEN
45
Metalloxide und Metallsulfide
Ve
nnen von Magnesium
Magnesium wird verbrannt.
Beschreibe die Reaktion.
Ergänze die Lücken in den folgenden Teilgleichungen und formuliere die Gesamtgleichung.
Oxidation:
2 Mg
—>
Reduktion:
02 ± 4 e-
—>
+ 4 e-
Redoxreaktion:
Wahr oder nicht?
Nimm Stellung zu Sofias Aussage.
Eine Oxidation
erfolgt nie ohne
eine Reduktion.
r •
Pyrit — das Narrengold der Alchemisten
Als Narrengold wurde das Mineral Pyrit zur Zeit der
Alchemisten bezeichnet. Dabei handelt es sich um ein Sulfid
des Eisens mit der Formel FeS2.
Recherchiere im Internet, wie es zur Namensgebung
„Narrengold" kam.
Ergänze die Lücken in den folgenden Teilgleichungen und formuliere die Gesamtgleichung für die
Bildung von Pyrit aus den Elementen Eisen und Schwefel.
Oxidation:
Reduktion:
Redoxreaktion:
Fe
>
+ 2 e- —3 S22-
+ 2 e-
46
SÄUREN
Säuren und saure Lösungen
Nachweis von sauren Lösungen
O Saure Lösungen kann man mit bestimmten Farbstoffen, sogenannten Indikatoren, nachweisen.
Vervollständige folgende Tabelle.
Indikator
Farbe in neutraler Lösung
Farbe in saurer Lösung
violett
rot
Universalindikator
Bromthymolblau
Essigsäure als Lebensmittelzusatzstoff
In der EU werden für Lebensmittelzusatzstoffe so
genannte E-Nummern vergeben. Diese Nummern
findest du zum Beispiel in den Zutatenlisten, die auf
einer Verpackung abgedruckt sind (siehe Abbildung
rechts).
Recherchiere die [-Nummer von Essigsäure.
Sie lautet:
Zutaten: Weizenmehl, Walderdbeeren1
Fruchtzubereitung (Zucker, 8 % Erdbeeren, I
8 % Himbeeren, 4 % Heidelbeeren, Palmöl
gehärtet, Verdickungsmittel: E 440, E 407,
Farbstoffe: E 102, E 122, E 133, Konservierungsstoff: E 202, Aroma), Palmöl gehärtet,
Zucker, modifizierte Maisstärke, Vollmilchpulver, Eipulver, B acktriebmittel: E 503,
E 500, Speisesalz, Emulgator: E 472e,
Aroma.
Mache dich auf die Suche in der Küche.
Finde mindestens zwei Produkte, bei denen Essigsäure oder seine E-Nummer als Inhaltsstoffe
angegeben sind.
Chlorwasserstoffsäure
O Zeichne das Chlorwasserstoff-Molekül in der
Lewis-Formel und gib die Teilladungen an.
• Begründe mithilfe der Lewis-Formel, dass das
Chlorwasserstoff-Molekül ein Dipolmolekül ist.
siJ Wenn man Chlorwasserstoff in Wasser einleitet, bildet sich eine saure Lösung. Formuliere die
Gleichung für die Dissoziation des Chlorwasserstoff-Moleküls in der wässrigen Lösung.
-
-
1 SÄUREN
47
Säuren im Uberblick
Säuren gesucht
Gib die Namen und die Summenformeln der Säuren an, die jeweils beschrieben werden.
Die konzentrierte Säure wirkt oxidierend,
verdünnt ist sie stark ätzend. Ihre 50 %ige
Lösung löst Silber auf.
Die Säure wird hauptsächlich als Ausgangsstoff zur Herstellung von Düngemitteln in
der chemischen Industrie verwendet, aber
auch Farbstoffe, Textilfasern und Sprengstoffe werden daraus hergestellt.
Im Chemieunterricht ist sie die wohl bekannteste Säure. Ihre konzentrierte Lösung
ist ätzend und riecht stechend.
Ihre Lösung reagiert mit Metallen und
Metalloxiden.
Im Bauwesen wird sie zur Ablösung von
Mörtel verwendet. Industriell wird sie aus
Chlor und Wasserstoff hergestellt.
Summenformel:
Summenformel:
Die reine Säure ist bei Zimmertemperatur ein
Feststoff. Ihre 80 bis 85%ige Lösung ist eine
ölige, sirupartige Flüssigkeit, die stark ätzend
wirkt, aber nicht giftig ist.
Diese Säure ist im Rostumwandler enthalten
und sogar in Cola. In der Industrie wird sie
vor allem zur Herstellung von Düngemitteln
und Arzneimitteln verwendet.
Die konzentrierte Säure ist eine ölige, stark
ätzende Flüssigkeit. Sie ist stark hygroskopisch.
Diese Säure ist ein besonders wichtiger
Ausgangsstoff für viele Produkte der chemischen Industrie. Im Alltag begegnet sie uns
beispielsweise in den Bleiakkus einer Autobatterie.
Summenformel:
Summenformel:
Benenne die Säure im Steckbrief
rechts. Ergänze eine Beschreibung,
recherchiere dazu wenn nötig im
Internet.
Summenformel: H2CO3
48
SÄUREN
Reaktionen von Metallen mit Säuren
Metalle und Säuren
Metalle reagieren unterschiedlich mit verdünnten Säuren.
Ergänze die Lücken so, dass sinnvolle Sätze entstehen.
Metalle.
Magnesium und Zink sind
und
Sie reagieren mit Salzsäure zu
Salzlösung. Dampft man die Lösung ein, bleiben
die
Metall Kupfer
zurück. Das
Magnesium
Zink
Kupfer
reagiert nicht mit verdünnter Salzsäure.
Gib an, um welche Art der Reaktion es sich bei der Reaktion von Zink mit Salzsäure handelt.
Ergänze die Lücken in den folgenden Teilgleichungen und formuliere die Gesamtgleichung
für die Reaktion von Magnesium mit verdünnten Säuren.
Oxidation:
Mg
Reduktion:
2 HF + 2 e-
+ 2 e--e
Redoxreaktion:
L Kennzeichne in der Gesamtgleichung bei lc den Elektronenübergang.
Ätzen von Metallen
Die Reaktion von Metallen mit Säuren wird zur Herstellung von
Präzisionsformteilen aus Metallen und Legierungen genutzt,
z. B. für Zahnräder in Uhren. Teile, die nicht vertieft oder komplett weggeätzt werden sollen, werden mit einer Abdeckschicht
vor der Säure geschützt. Dann wird das Metall in ein Säurebad
gegeben.
Recherchiere, wofür diese Technik noch angewendet wird.
Formuliere die Wortgleichung und die Summengleichung für das Atzen von Eisen mit
Schwefelsäurelösung.
•
I
1
1
Cornelsen
ISBN 978-3-06-016011-2
1
1 11 11111111
9 783060 160112
1