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Inhalt
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Allgemeines
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Dieser Unterrichtsblock "Allgemeines" beinhaltet hilfreiche Informationen, die du in jeder Klassenstufe gebrauchen kannst.
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Basic 1
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Basic 1
Chemie ist Zauberei, denn der Chemiker stellt neue Stoffe aus anderen Stoffen her.Beispiel:
Aus dem extrem reaktionsfreudigen Metall Natrium, das in Wasser heftig explodiert, und Chlor, ein Kampfgas im 1. Weltkrieg, kann der Chemiker Kochsalz herstellen, das für uns lebensnotwendig ist und nichts mehr mit den Ausgangsstoffen zu tun hat.
Bei chemischen Reaktionen entstehen völlig neue Stoffe, die nichts mehr mit den Ausgangsstoffen zu tun haben.
Um zu verstehen, warum Stoffe miteinander zu neuen Stoffen mit völlig neuen Eigenschaften reagieren, müssen wir die Ausgangsstoffe besser verstehen und letztendlich ihren inneren Aufbau begreifen. Dies wird ein langer Weg sein. Der Unterrichtsblock "Von den Anfängen bis zu einem brauchbaren Atommodell" ist Grundlage dafür, das Phänomen (Schauspiel) zu verstehen, warum sich bestimmte Stoffe miteinander zu neuen Stoffen "verbinden".-
Das Labor
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Das Labor
Orientierung
Einführung
Advanced Organizer
Wenn du weißt, wie die Laborgeräte heißen und in welchem Zusammenhang man sie benutzen kann, ist das ein großer Vorteil, um Experimente selbstständig durchzuführen.
Das Experimentieren mit Chemikalien birgt auch Gefahren. Du musst lernen, diese Gefahren richtig einzuschätzen und, wie du dich beim Experimentieren am besten verhältst.
- Sicherheit (1)
- Gefahrensymbole / Gefahrenpiktogramme (2)
- Laborgeräte (4)
- Laborführerschein (1)
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Trennung von Stoffgemischen
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Das Labor
Trennung von Stoffgemischen
Dieses Thema ist nur zu verstehen, wenn zuvor das Kapitel "Stoffe", insbesondere das Thema "Einteilung der Stoffe (1)", gelernt wurde.
- Herstellung von Lösungen (1)
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Stoffe
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- Womit beschäftigt sich die Chemie? (4)
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Stoffe und deren Eigenschaften
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Stoffe (1)
Stoffe und deren Eigenschaften
Unterschiedliche Stoffe besitzen auch unterschiedliche Eigenschaften. Noch besser ausgedrückt: Unterschiedliche Stoffe unterscheiden sich in mindestens einer Eigenschaft. Der Chemiker beschreibt solche Eigenschaften so genau wie möglich. Ändern sich die Eigenschaften eines Stoffes, so ist das ein Hinweise auf eine Stoffumwandlung (chemische Reaktion), bei der mindestens ein neuer Stoff entsteht. Allerdings sind viele Eigenschaften nicht gleich offensichtlich, sondern müssen durch Experimente bestimmt werden.
Der Aggregatzustand (fest, flüssig und gasförmig) eines Stoffes ist keine Eigenschaft eines Stoffes, sondern ein Zustand. Dieser Zustand ist von der Temperatur und vom Druck (z.B. Luftdruck) abhängig. Zustandsänderungen sind also kein Beweis für eine chemische Reaktion.
Die Schmelz- und Siedetemperatur eines Stoffes sind hingegen typische Eigenschaften von Stoffen.
- Stoffe bestehen aus Teilchen - Ein Modell (2)
- Stoffteilchenmodell - genauer betrachtet (2)
- Demokrit und Dalton (5)
- Einteilung der Stoffe (1) (2)
- Test zum Kapitel Stoffe (1)
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Feuer / Verbrennung
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Feuer / Verbrennung / Sauerstoff
Orientierung
Einführung
Advanced Organizer
Mit Hilfe des letzten Kapitels "Stoffe" hast du eine ungefähre Vorstellung davon, woraus Stoffe bestehen: Nämlich aus Teilchen. Das Teilchenmodell gab eine brauchbare Erklärung für die Aggregatzustände von Stoffen.
Wir haben im letzten Kapitel auch gesehen, dass Stoffe stofftypische Eigenschaften besitzen. Für den Chemiker sind aber nicht nur Stoffeigenschaften interessant: Die Chemie beschäftigt sich vor allem mit Stoffumwandlungen. Und darum soll es in diesem Kapitel gehen.
Schon lange vor Christi Geburt war bekannt, dass man mit Hilfe von Feuer andere Stoffe herstellen kann. Noch im 17. und 18. Jahrhundert versuchten die Alchemisten aus unedlen Metallen Gold herzustellen.
Die Verbrennung (Oxidation) von bestimmten Stoffen liefert bei Anwesenheit von ausreichend Sauerstoff neue Stoffe. Diese neu entstandene Stoffe werden mit allgemeinem Namen Reaktionsprodukte genannt. Reaktionsprodukte, die durch Oxidation entstanden sind, werden Oxide genannt. Je nachdem, ob man Metalle oder Nichtmetalle verbrennt, erhält man Metalloxide bzw. Nichtmetalloxide.
Wir werden sehen: Das Entstehen von neuen Stoffen kann man durch Beobachten von Eigenschaftsänderungen feststellen. Dabei is es jedoch wichtig, Ausgangsstoffe (Edukte) und Reaktionsprodukte unter gleichen Bedingungen zu vergleichen. Außerdem werden wir feststellen, dass unterschiedliche Metalle eine unterschiedliche Affinität (Zuneigung) haben mit Sauerstoff zu reagieren. Und wir werden feststellen, dass alle Oxidationen Energie liefern (exotherme Reaktion).Doch fangen wir am Anfang an ...
Alles begann in der Chemie mit dem Feuer...
- Was ist Feuer? (4)
- Sauerstoff (5)
- Die Oxidation (2)
- Oxidationsreihe der Metalle (3)
- Chemische Reaktionen erkennen (3)
- Energieumsatz (1)
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Nichtmetalle - und deren Oxide
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Nichtmetalle - und deren Oxide
Orientierung
Einführung
Advanced Organizer
Im Mittelpunkt des letzte Kapitels „Feuer“ stand das Nichtmetall Sauerstoff. Dabei haben wir unter anderem gelernt, dass unedle Metalle mit Sauerstoff zu Metalloxiden reagieren. Neben dem Sauerstoff gibt es noch andere Nichtmetalle. Einige von ihnen werden wird uns nun genauer anschauen. Die meisten dieser Nichtmetalle reagieren mit Sauerstoff zu Nichtmetalloxiden.
Die Nichtmetalle findest du rechts im Periodensystem der Elemente (mit Ausnahme von Wasserstoff). In dem unten abgebildeten Periodensystem der Elemente (PSE) sind die Nichtmetalle rot umrandet. Es gibt Elemente, die schon einige metallische Eigenschaften besitzen und daher Halbmetalle genannt werden. Es sind: Bor, Silicium, Germanium, Arsen, Selen, Antimon, Tellur, Polonium und Astat.
Du kennst schon folgende Nichtmetalle:
Wasserstoff, Stickstoff, Sauerstoff und die Edelgase Helium, Neon, Argon, Krypton, Xenon und Radon.
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Stickstoff
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Weitere Bestandteile der Luft
Stickstoff
Kohlenstoff -
Kohlenstoff und seine Oxide
(5)
Weitere Nichtmetalle und deren Oxide
Stickstoff Kohlenstoff und seine Oxide
Treibhauseffekt
und Klimawandel-
Treibhauseffekt und Klimawandel
(1)
Kohlenstoff und seine Oxide
Kohlenstoff und
seine OxideTreibhauseffekt und Klimawandel
Der Kreislauf des Kohlenstoffs
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Treibhauseffekt und Klimawandel
(1)
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Silicium - ein "Grenzgänger"
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- Exkurs: Glas (2)
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Schwefel und seine Oxide
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Weitere Nichtmetalle und deren Oxide
Schwefel und seine Oxide
Glühende Lava hat eine Temperatur von ca. 1200°C.
- Luftschadstoffe (1)
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Wasserstoff
(4)
Weitere Bestandteile der Luft
Wasserstoff
Wasserstoff kommt in der unteren Erdatmosphäre in freiem Zustand nur spurenweise vor (5·10-5 Vol.%) [1]. Siehe auch: Zusammensetzung der Atmosphäre in Volumenprozent. Im Weltall ist es das häufigste Element.[1] Lehrbuch der Anorganischen Chemie, Holleman-Wiberg, de Gruyter, 1976, S. 49
- Luftschiffe (1)
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Stickstoff
(4)
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Von der Wertigkeit zum Reaktionsschema
(2)
Von der Wertigkeit zum Reaktionsschema
Einführung
Advanced Organizer
Wir haben gesehen, dass sowohl Kohlenstoff als auch Schwefel unterschiedliche Oxide bilden kann.
Mit Hilfe der Wertigkeit (oder auch Bindigkeit) kannst du das Teilchenverhältnis der kleinsten Baueinheit einer Verbindung bestimmen. Erst wenn du das beherrschst, kannst du alle chemischen Reaktionsschemata aufstellen.
Einige Elemente können verschiedene Wertigkeiten haben (insbesondere die so genannten Übergangsmetalle (siehe auch PSE).
- Stoffe (2) (3)
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Wasser (1)
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Wasser (1)
Orientierung
Einführung
Advanced Organizer
"Alles ist aus dem Wasser entsprungen! Alles wird durch das Wasser erhalten!"
Johann Wolfgang Goethe
Wenn es den Stoff Wasser nicht gäbe und Wasser nicht bei Raumtemperatur flüssig wäre, dann gäbe es auch kein Leben.
Die komplette Unterrichtseinheit ist in drei Phasen geteilt:
PHASE 1:
Im Kapitel "Wasser (1)" geht es in erster Linie um Wissenswertes zum Thema Wasser. Hierbei sind keine chemischen Kenntnisse nötig.
Einige besondere Eigenschaften des Wasser sind aber ohne die Kenntniss vom Aufbau der Atome und des Zustandekommens von Molekülen nicht zu verstehen. Das wird beim Leidenfrost-Effekt deutlich: Warum bildet nur Wasser eine Tropfenform? Und warum sind im Wasser-Molekül immer zwei Wasserstoff-Atome mit einem Sauerstoff-Atom gebunden?
PHASE 2:
Daher werden wir uns anschließend mit dem Kapitel "Ein neues Atommodell muss her" beschäftigen.
PHASE 3:
Im Kapitel "Wasser (2)" wird dann deutlich, warum Wasser bei Raumtemperatur flüssig ist, wieso Wasser eine Oberflächenspannung besitzt, die wir in z.B. Form von Wassertropfen erleben. Wir wenden also die Erkenntnisse aus der Phase 2 an.
Arbeitsform
Die Unterrichtseinheit ist auf ein selbstständiges Lernen aufgebaut. Das verlangt einige Selbstdisziplin von Dir!Beispiele für Lapbooks zum Thema "Wasser / Ein neues Atommodell muss her"
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Ein neues Atommodell muss her!
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Orientierung
Einführung
Advanced Organizer
Bisher haben wir die Vorstellungen von Demokrit und Dalton kennen gelernt. Das Teilchenmodell hat uns geholfen vor allem die physikalischen Eigenschaften von Stoffen zu deuten. Die Vorstellung von Dalton machte uns deutlich, dass bei einer chemischen Reaktion die Atome anders kombiniert werden, wobei kein Atom verloren geht oder hinzu kommt (Massenerhaltungssatz). Um aber zu verstehen, warum Atome miteinander reagieren und warum es Moleküle mit einem typischen Zahlenverhältnis der Atome gibt, müssen wir eine genaue Vorstellung vom Bau der Atome haben.
- Wasser - eine Verbindung (1)
- Modelle (3)
- Das Schalenmodell (3)
- Das Kugelwolkenmodell (1)
- Atome bilden Moleküle (5)
- Elektronegativität (2)
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Wasser (2)
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- Wasserstoffbrücken (1)
- Wasseranomalien (2)
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Das Labor
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Ionenverbindungen (1)
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Basic 2
Während in Basic 1 - gerade gegen Ende - die Struktur von Stoffen, die durch AtombindungenLex (kovalente Bindungen, Elektronenpaarbindungen) geprägt sind, herausgearbeitet wurde, werden in Basic 2 (und auch in Basic 3) Stoffgruppen behandelt, deren Teilchen nicht durch gemeinsame Benutzung von Elektronen sich zusammen fügen, sondern durch die Anziehung von entgegengesetzt geladenen Teilchen (IonenLex). Es geht also um sogenannte Ionenverbindungen!
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Salze (1)
(0)
Orientierung
Einführung
Advanced Organizer
Salze sind VerbindungenLex, die aus geladenen Teilchen aufgebaut sind. Der wichtigste Vertreter dieser Stoffklasse ist Natriumchlorid (Speisesalz, Tausalz, Pökelsalz). Weil die Teilchen unterschiedlich geladen sind, "kleben" sie fest aneinander. So erklären sich die typischen Eigenschaften von Salzkristallen. Sie sind z.B. spröde und schwer schmelzbar.
- Salze, speziell Kochsalz (2)
- Chlor und Natrium (3)
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Natriumchloridsynthese
(4)
Salze (1)
Natriumchlorid-
synthese - Eigenschaften von Salzen (4)
- Halogene / Halogenide (2)
- Reaktionsschema in Ionenformelschreibweise (2)
- Nachweis für Kationen - Flammenprobe (1)
- Nachweis der Halogenid-Ionen: Die Silbernitratprobe (1)
- Zusammenfassung und Übungen (1)
- Metalle / Metallbindung (0)
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Reduktion / Redoxreaktionen
(0)
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Reduktion eines Metalloxides
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Reduktion / Redoxreaktion
Orientierung Reduktion eines Metalloxides
Oxidation bedeutet Reaktion mit Sauerstoff,
Reduktion bedeutet Entzug von Sauerstoff aus einem Oxid.Doch welche Stoffe können den Oxiden den Sauerstoff entreißen?
Wir wollen uns das einmal bei der Verbindung Kupfer(II)-oxid näher anschauen und dieses Oxid mit Eisen reagieren lassen.
Eisen ist schließlich wesentlich unedler als Kupfer. Unedle Metalle reagieren heftiger mit Sauerstoff als edlere Metalle. Möglicherweise kann daher Eisen dem Kupferoxid den Sauerstoff entreißen. Eisen hat eine größere Affinität zu Sauerstoff als Kupfer.
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Eisen und Stahl
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Gewinnung von Eisen
(1)
Eisen und Stahl
Eisen und Stahl Gewinnung von Eisen
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Aluminothermisches Verfahren
(1)
Eisen und Stahl
Gewinnung von Eisen Aluminothermisches Verfahren
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Hochofen
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Eisen und Stahl
Aluminothermisches Verfahren Der Hochofen
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Gewinnung von Eisen
(1)
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Reduktion eines Metalloxides
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Salze (1)
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Ionenverbindungen (2)
(0)
Basic 3
Im letzten Unterrichtsblock hast du gelernt, dass Salze aus Ionen bestehen. Auch Oxide sind salzähnliche Verbindungen, da sie ebenfalls aus Ionen bestehen. Beide Stoffklassen kann der Chemiker herstellen:
Salze:
unedles Metall + Halogen → Metallhalogenid / exotherm
Oxide:
unedles Metall + Sauerstoff → Metalloxid / exotherm
In diesem Unterrichtsblock lernst du zwei weitere Stoffklassen kennen, die zu den Ionenverbindungen zählen: Säuren und Laugen.
Darüber hinaus lernst du weitere Möglichkeiten kennen, wie man Salze herstellen kann.
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Säuren
(0)
Säuren
Orientierung
Einführung
Advanced Organizer
Säuren spielen im Alltag und in der Industrie eine außerordentlich wichtige Rolle in vielen Bereichen auf die in diesem Kapitel näher eingegangen wird. Da Säuren ätzend sein können, also z.B. die Haut, Augen oder Kleidung zerstören können, sind besondere Schutzmaßnahmen beim Experimentieren nötig. Außerdem ist es sehr hilfreich ein Mittel zu haben, um Säuren von anderen ungefährlichen Stoffen unterscheiden zu können. Es gibt aber noch andere typische Eigenschaften von Säuren, die hier näher untersucht werden.
Kern dieses Kapitels ist die Beschreibung eines Teilchens, das für alle gemeinsamen Eigenschaften der Säuren verantwortlich ist.
Das darauf folgende Kapitel "Saurer Regen" ist die Überleitung zu einem Kapitel, indem die Bedeutung von Säuren exemplarisch an der Kohlensäure veranschaulicht wird.
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Anzeigen von Säuren und Laugen
(1)
Säuren
Anzeigen von Säuren und Laugen
- Eigenschaften von Säuren (1)
- Säuren im und am Menschen (1)
- Säuren im Umfeld (1)
- Chlorwasserstoff und Salzsäure (1)
- Arrhenius (3)
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Säuretheorie von Brønsted
(1)
- Konzentration und Stärke einer Säure (2)
- Säuren reagieren mit unedlen Metallen (2)
- Test zum Thema Säuren (1)
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Der Saure Regen
(0)
Der Saure Regen
Orientierung
Einführung
© tossi66 - Fotolia.com
Advanced Organizer
Das Regenwasser besaß in den 70er Jahren in einigen Gebieten einen pH-Wert von bis zu unter 3! Das entspricht dem pH-Wert von Haushaltsessig. Das führte zu einem dramatischen Absterben von Bäumen in bestimmten Gebieten wie z.B. im Schwarzwald.
Nicht nur Bäume und Pflanzen leiden unter einem zu niedrigen pH-Wert. Ist der Boden zu sauer, so hat das auch erheblichen Einfluss auf Tiere, die in diesem Lebensraum leben. Die Übersäuerung von Gewässern führt zum Rückgang des Fischbestandes. Der Saure Regen greift aber auch Kalk- und Sandstein an.
Die Situation hat sich heute weitestgehend normalisiert. Als "sauer" wird heute Regenwasser mit einem pH-Wert von unter 5,6 bezeichnet.
Dieses Kapitel hinterleuchtet die chemischen Zusammenhänge, die für den Sauren Regen verantwortlich waren. Hierbei werden Vorkenntnisse aufgefrischt.
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Rund um die Kohlensäure
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Rund um die Kohlensäure
Orientierung
Einführung
Advanced Organizer
Viele glauben, die aufsteigenden Blasen bei einem kohlensäurehaltigen Getränk wären die Kohlensäure. Dem ist aber nicht so. Das Gas, was ausperlt und für das Zischen beim Öffnen einer Flasche verantwortlich ist, ist Kohlenstoffdioxid. Ein extremes Beispiel werden wir beim Cola-Mentos-Experiment sehen.
Kohlenstoffdioxid spielt bei der Diskussion um den Klimawandel eine große Rolle. Auch darüber wird es in diesem Kapitel gehen.
Die Kohlensäure selbst existiert nur für einige Nanosekunden. Die Säurereste jedoch spielen beim natürlichen Kalkkreislauf, also bei der Bildung von Gebirgen, Tropfsteinhöhlen oder Muschelschalen, eine außergewöhnliche Rolle. In diesem Zusammenhang wird auch geklärt, was "hartes" Wasser ist und welche Folgen es für unseren Alltag bedeuten kann.
- Die Kohlensäure (2)
- Dissoziation der Kohlensäure (1)
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Calciumcarbonat
(1)
Rund um die Kohlensäure
Calciumcarbonat
Bildung von Calciumhydrogencarbonat, der natürliche Kalkkreislauft
- Kohlensäurehaltiges Wasser reagiert mit Calciumcarbonat (2)
- Hartes Wasser - weiches Wasser (2)
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Anzeigen von Säuren und Laugen
(1)
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Laugen / Basen
(0)
Laugen / Basen
Orientierung
Einführung
Advanced Organizer
Die negativ geladenen Hydroxid-Ionen sind ähnlich aggressiv wie die positiv geladenen Wasserstoff-Ionen, den eigentlichen "Säureteilchen". Befinden sich Hydroxid-Ionen im Wasser, dann spricht man auch von einer Lauge. Säuren und Laugen werden oft in einem Zusammenhang genannt. Es sind "Gegenspieler", wie wir besonders im nächsten Kapitel (Salze (2) - Salzbildungsarten) bei der Neutralisationsreaktion sehen werden.
In diesem Kapitel werden wir wichtige Laugen kennenlernen, die auch in unserem Alltag eine Rolle spielen.
Wir werden sehen, dass es verschiedene Möglichkeiten gibt, Laugen herzustellen. So bilden Soda und Natron (zwei Salze der Kohlensäure) Laugen, einige Metallhydroxide sind dazu auch in der Lage und die Alkalimetalle reagieren in Wasser außerordentlich heftig zu Laugen.
Bei der strukturellen Beschäftigung mit den Laugen, werden wir uns noch einmal die Theorien von Arrhenius und Brönsted anschauen. Dabei werden wir die grundlegenden Unterschiede herausarbeiten.
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Salze (2) - Salzbildungsarten
(1)
Salze (2) - Salzbildungsarten
Orientierung
Einführung
Advanced Organizer
Du hast mittlerweile erkannt, dass der Name Salz sich nicht nur auf den bekanntesten Vertreter dieser Stoffgruppe bezieht (Speisesalz), sondern sehr viele interessante Stoffe unseres Alltags einbezieht:
- Fluoride - vorbeugend gegen Karies
- Iodide - Gewährleistung der Schilddrüsenfunktion
- Calciumcarbonat (Marmor, Kreide, Muschelschalen, Kalk), ein wasserunlösliches Salz!
- Natron (Natriumhydrogencarbonat), ein Salz, das nicht nur im Backpulver Verwendung findet.
- Soda (Natriumcarbonat), welches ebenfalls vielfältige Verwendung findet - unter anderem für die Herstellung von Kernseife.
Dieses Kapitel soll dir vor Augen halten, mit welchen unterschiedlichen grundsätzlichen Möglichkeiten man Salze synthetisieren kann. Gleichzeitig dient dieses Kapitel dazu, die bisherigen Salzbildungsarten noch einmal zu wiederholen. Außerdem lernst du noch weitere Salze mit unterschiedlichsten Verwendungsmöglichkeiten kennen.
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Neutralisation
(1)
Salze (2) - Salzbildungsarten
Neutralisation
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Salzbildungsarten im Vergleich
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Salze (2) - Salzbildungsarten
Salzbildungsarten im Vergleich
- Elektrochemie (0)
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Säuren
(0)
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Basic 4
(2)
Basic 4
Kohlenstoffverbindungen (1) - Organische Chemie
- Kohlenwasserstoffe - vom Campinggas zum Superbenzin (1)
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Alkane
(0)
Kohlenwasserstoffe - vom Campinggas zum Superbenzin
Alkane
Einführung
Advanced Organizer
Verbindungen, die ausschließlich aus Kohlenstoff- und Wasserstoff-Atomen aufgebaut sind, gehören zur Verbindungsklasse der Kohlenwasserstoffe. Die einfachsten Kohlenwasserstoffe sind die sogenannten Alkane. Der einfachste Vertreter ist Methan, den du als Hauptbestandteil des Erdgases schon kennst, da du Erdgas zur Benutzung des Gasbrenners benötigst. Es gibt aber noch andere interessante Vertreter der Alkane, die du aus dem Alltag kennst.
Dieses Kapitel wird sich vor allem damit beschäftigen, dir den Zusammenhang zwischen der Struktur von Molekülen und den sich daraus ergebenen Stoffeigenschaften deutlich zu machen. Das wird z.B. bei den Siedetemperaturen der Alkane demonstriert.
- Methan (8)
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Homologe Reihe der n-Alkane
(2)
- Siede- und Schmelzpunkte (2)
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Unterschiedliche und gemeinsame Eigenschaften
(1)
- Brennbarkeit der n-Alkane (1)
- Rußverhalten (1)
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Die Löslichkeit der Alkane
(1)
Kohlenwasserstoffe - vom Campinggas zum Superbenzin
- Dichte der Alkane (1)
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Benzin und Autoabgase
(1)
- Die fraktionierende Destillation (1)
- Das Cracken (1)
- iso-Alkane (1)
- Abgasproblematik (3)
- Ringförmige Kohlenwasserstoff (1)
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Halogenalkane
(0)
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Synthese
(3)
Halogenalkane
Synthese
- Eigenschaften und Verwendung an Beispielen (3)
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Das Ozonloch
(4)
Halogenalkane
Das Ozonloch
1985 veröffentlichten Forscher der britischen Antarktisstation Halley ihre Entdeckung: Das Ozonloch über der Antarktis. Es war damals eine wissenschaftliche Sensation.
1995 erhielten die Wissenschaftler Molina, Rowland und Crutzen den Nobelpreis für die vollständige Aufklärung der chemischen Vorgänge um die Zerstörung der Ozonschicht durch Chlor-Radikale.
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Externer Link: Webcamp der Halley Research Station, Antarktis
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Synthese
(3)
- Vergleich von Bindungstypen (1)
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Kohlenstoffverbindungen (2) (Organische Chemie)
(0)
Basic 5
Nachdem du in Basic 4 die Grundlagen der Organischen Chemie kennengelernt hast, wirst du nun viele interessante Verbindungsklassen der Organik kennen lernen, die sich vor allem dadurch unterscheiden, dass sie ganz typische Atomgruppierungen, sogenannte funktionelle Gruppen, aufweisen.
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Alkohole
(1)
Basic 5 Orientierung
Analyse Einführung
Advanced Organizer
Trinkalkohol entsteht durch Vergärung von zuckerhaltigen Früchten. Met, ein "Honigwein" wurde schon ca. 3000 v. Chr. im Gebiet um den Euphrat und Tigris gewonnen.
Wir haben schon bei den Alkanen eine qualitative Elementaranalyse bezüglich Wasserstoff und Kohlenstoff durchgeführt. Dies werden wir mit dem Trinkalkohol wiederholen. Außerdem werden wir den Trinkalkohol auf Anwesenheit von Sauerstoff-Atomen in den Alkohol-Molekülen untersuchen.
Neben dem Trinkalkohol gibt es noch eine Reihe von anderen, im Alltag gebräuchlichen Alkoholen, die z.B. als Frostschutzmittel, Zuckerersatzstoff oder zum Feuchthalten von Tabak Verwendung finden. All diese Verwendungsmöglichkeiten stehen in engem Zusammenhang mit den Eigenschaften dieser Alkohole bzw. mit der Strukur der Moleküle, die durch die sogenannte funktionelle Gruppe geprägt sind. Diese Zusammenhänge sollen in diesem Kapitel herausgearbeitet werden.
- Analyse des Trinkalkohols (2)
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Nomenklatur
(3)
Alkohole
Nomenklatur der Alkanole
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iso-Alkanole
(2)
Alkohole
Die beiden wichtigsten Vertreter der einwertigen, primären Alkanole
Iso-Alkanole
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Mehrwertige Alkanole
(5)
- Reaktionen (2)
- Test zum Thema Alkohole (1)
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Aldehyde
(0)
Aldehyde
Orientierung
Einführung
Advanced Organizer
Die ersten beiden kurzkettigen Vertreter der Aldehyde in der homologen Reihe sind besonders problematische Vertreter hinsichtlich der Gesundheitsbeeinträchtigung.
Komplizierter gebaute Aldehyde sind in ersten Linie Duft- und Aromastoffe wie z.B. die natürlichen Aromastoffe Marzipan, Vanillin, Zimt oder Geruchsstoffe von Rosen und Zitronen.
Aldehyde kann man unter bestimmten Voraussetzungen aus Alkoholen synthetisieren.
In diesem Kapitel wird erklärt, welche strukturellen Voraussetzungen bei Molekülen gegeben sein müssen, damit man den Stoff riechen kann, warum Aldehyde bei deutlich anderen Temperaturen schmelzen und sieden als vergleichbare Alkane oder Alkohole und es wird die Wasserlöslichkeit verschiedener Aldehyde im Zusammenhang mit der Struktur der Moleküle diskutiert. Es geht also hier wieder - wie bei den Alkoholen - um den Zusammenhang zwischen der Struktur der Aldehyd-Moleküle und den sich daraus ergebenen Eigenschaften der Stoffgruppe.
Außerdem wird gezeigt, dass der Begriff Oxidation auch noch eine andere sinnvolle Bedeutung hat. In diesem Zusammenhang wird erklärt, wie man Oxidationszahlen bestimmt. Dies wird auch bei den verschiedenen Nachweismethoden für Aldehyde geübt.
- Struktur der Aldehyde (1)
- Einge Vertreter (3)
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3. Definition für Oxidation
(2)
Aldehyde
Die dritte Definition für Oxidation
Nachweismethoden -
Nachweismethoden
(2)
Aldehyde
Die dritte Definition
für OxidationNachweismethoden
Struktur und Eigenschaften -
Struktur und Eigenschaften
(1)
Aldehyde
Nachweismethoden Struktur und Eigenschaften
Test zum Kapitel Aldehyde
- Ketone (2)
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Organische Säuren
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Orientierung
Einführung
Advanced Organizer
Erinnern wir uns: Säuren sind nach Arrhenius Stoffe, die Wasserstoff-Ionen abspalten können. Nach Brönsted sind Säuren Stoffe, die Wasserstoff-Ionen (Protonen) abgeben können, wenn Stoffe vorhanden sind, die Protonen aufnehmen können. Organische Säuren müssen also Kohlenstoffverbindungen sein, die diese Eigenschaft bzw. Funktion besitzen. Die Kohlensäure gehört jedoch - aus historischen Gründen - nicht zu den Organischen Säuren.
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Carbonsäuren
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Orientierung
Einführung
Advanced Organizer
Bleibt Wein lange Zeit offen stehen, bildet sich Essig: Ethanol wird zu Essigsäure (Ethansäure) oxidiert. Essig kann man nicht nur zum Würzen benutzen, sondern auch z.B. zum Desinfizieren von Trinkwasser.
In diesem Kapitel wirst du nicht nur weitere Carbonsäuren kennenlernen, du wirst auch wieder den Zusammenhang zwischen den Molekülstrukturen und den sich daraus ergebenden Eigenschaften des Stoffes erkennen. So werden die Siedetemperaturen der Carbonsäuren mit denen anderer bisher besprochenen Stoffklassen verglichen und es wird vor allem die Löslichkeit der Carbonsäuren in Wasser diskutiert.
- Vorkommen und Verwendung (1)
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Essig
(1)
- Slide (3)
- Eigenschaften (2)
- Weitere Carbonsäuren / Nomenklatur (7)
- Test zum Thema Alkansäuren (1)
- Teste Dein Wissen (II) (1)
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Aminosäuren
(0)
Aminosäuren
Orientierung
Einführung
Advanced Organizer
Eiweiße (Eiweißstoffe), wissenschaftlich Proteine genannt, sind aus über 100 Aminosäurebausteinen aufgebaut [1]. Dabei werden bis zu 22 unterschiedliche Aminosäuren benutzt [2], wodurch sich eine extrem große Kombinationsmöglichkeit ergibt. Jeder Mensch besitzt individuelle Proteine. Dies ist auch ein Grund dafür, dass es bei Organtransplantationen so viele Probleme gibt.
Proteine übernehmen sehr wichtige und auch sehr unterschiedliche Funktionen im Organismus. Folgende Protein-Gruppen sollen das verdeutlichen: Hormone, Enzyme, Haare, Nägel, Sehfarbstoffe, Hautpigmente, Bestandteile von Muskelfasern u.a.
Die Proteine, die wir mit der Nahrung aufnehmen, werden vom Körper in die Aminosäuren zerlegt, die dann durch den Darm aufgenommen werden und die schließlich in den Zellen zu neuen Proteinen kombiniert werden (Biosynthese der Proteine). Viele Aminosäuren können vom Körper selbst hergestellt werden. Andere müssen wir mit der Nahrung aufnehmen (essenzielle Aminosäuren).
Weiterführende Informationen zu den Themen dieses Kapitels findet man im Unterrichtsblock "Grundkurs 1. HJ".
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[1]: Moleküle, die aus weniger als 100 Aminosäurebausteinen aufgebaut sind, nennt man Peptide.
[2]: Lange Zeit waren nur 20 proteinogene Aminosäuren bekannt. Nach neueren Erkenntnisse zählen auch die Aminosäuren Selenocystein (Sec) und L-Pyrrolysin dazu. Quelle: Römpp USB Stick · 2008
ISBN: 978-3-13-149231-9 und Hao, B.; Gong, W.; Ferguson, T. K.; James, C. M.; Krzycki, J. A.; Chan, M. K., Science, (2002) 296, 1462-1466.
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Carbonsäuren
(1)
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Ester
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Duft und Aromastoffe
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Ester
Duft- und Aromastoffe
Mehr zu diesem Thema (z.B. Herstellung von Rasierwasser etc.) findet man
im Kapitel "Duftstoffe" (Wahlpflicht - Kl. 10). - Wachse (1)
- Polyester (3)
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Duft und Aromastoffe
(3)
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Fette
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Fette
Orientierung
Fett hat als Energie liefernder Nährstoff eine besondere Bedeutung für den Organismus. Dabei werden die Fettsäuren unter Energiegewinnung verbrannt. Fett, das in Depotfett umgewandelt wird, dient dem Körper als Energiereserve und als Wärmeschutz.
Fette sind Träger und Vermittler von Geschmacksstoffen und Aromen.
Überblick:
Der Begriff "Öle" ist chemisch betrachtet nicht eindeutig. Mineralöle sind reine Kohlenwasserstoffe. Fette Öle sind Triglyceride. Ätherische Öle sind Terpene. Silikonöle sind Siliciumverbindungen.
Der Begriff Öl ist vielmehr eine physikalische Stoffeigenschaft.
Öle sind viskose Flüssigkeiten, die sich so gut wie gar nicht in Wasser lösen.
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Aufbau von Fetten
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Fette
Aufbau von Fetten
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Fetthärtung
(2)
Fette
Fetthärtung
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Eigenschaften von Fetten
(1)
Fette
Eigenschaften von Fetten
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Aufbau von Fetten
(2)
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Seifen
(0)
Seifen
Fetthärtung Orientierung
Durch Erhitzen in alkalischen Lösungen werden Fette (Fettsäureglycerinester) in den Alkohol Glycerin und Fettsäurereste (Anionen) gespalten. Diesen Vorgang nennt man Verseifung. Die Fettsäure-Anionen bilden mit Kationen Salze. Die Salze der Fettsäuren nennt man Seife. Natriumsalze der Fettsäuren bilden die Kernseife, Kaliumsalze der Fettsäuren bilden die Schmierseife.
Beispiel: Verseifung von Palmitin (Triglycerinester der Palmitinsäure) mit Natronlauge
Alkalische Lösungen erhält man z.B.
- mit Natriumhydrogencarbonat (Natron):
Natriumhydrogencarbonat + Wasser → Natriumcarbonat + Wasser + Kohlenstoffdioxid
2 NaHCO3 + H2O → Na2CO3 + H2O + CO2
Zwar bildet Kohlenstoffdioxid mit Wasser die schwache Kohlensäure (H2CO3), doch Natriumcarbonat (Soda) bildet mit Wasser die Natronlauge:
Natriumcarbonat + Wasser → Natriumhydrogencarbonat + Natronlauge
Na2CO3 + H2O → NaHCO3 + NaOH
Eine 10%ige Natronlösung hat dadurch einen pH-Wert von 8. Die Lösung kann alkalischer werden, wenn Kohlenstoffdioxid vermehrt aus der Lösung entweicht. Das geschieht durch Erhitzen der Lösung.
- mit Natriumcarbonat (Soda):
Wie man an dem Reaktionsschema oben sehen erkennt, kann man auch gleich Natriumcarbonat verwenden.
Entscheidend ist die Einstellung des folgendes Gleichgewichtes:
CO32-(aq) + H2O(l)
HCO3- + OH-(aq)
- mit Kaliumcarbonat (Pottasche):
Kaliumcarbonat + Wasser → Kaliumhydrogencarbonat + Kaliumlauge (Kalilauge)
K2CO3 + H2O → KHCO3 + KOH
- mit faulendem Urin:
Die Römer reinigten stark verschmutzte Wolle mit faulendem Urin. Urin enthält Harnstoff. Bei der Hydrolyse entsteht eine Lösung von Ammoniumcarbonat. Die Lösung reagiert alkalisch und riecht nach Ammoniak.
CO(NH2)2(aq) + 2 H2O(l)→ (NH4)2CO3(aq)
NH4+(aq) + CO32-(aq)
NH3(aq) + HCO3-(aq)
Ammoniak kann Protonen aufnehmen, ist also nach Brönsted eine Base:
NH3(aq) + H2O(l)
NH4+(aq) + OH-(aq)
Fette können aber auch gleich mit Natronlauge oder Kalilauge verseift werden (Neutralisationsreaktion).
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Herstellung
(1)
Seifen
Orientierung Herstellung
Waschwirkung
-
Alkohole
(1)
-
Wahlpflicht - Kl. 10
(0)
Orientierung
Forensik Was bedeutet Wahlpflicht?
Im günstigsten Fall wirst du ein Thema aus folgendem Pool wählen können:
- Faserstoffe - Versponnen aus Natur und Labor
- Kriminalistische Untersuchungsmethoden
- Baustoffe
- Duftstoffe
Du wirst nachvollziehen können, dass deine Lehrerin bzw. dein Lehrer aufgrund des Aufwandes in der Vorbereitung in der Regel zur Auswahl das anbieten wird, was sich in den vorangegangenden Jahren bewährt hat. Letztendlich wirst du, egal welches Thema nun im Unterricht behandelt wird, auf das naturwissenschaftliche Arbeiten in der Oberstufe vorbereitet.
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Forensik
(1)
Forensik
Orientierung
Fäulnis und Verwesung Nichts für schwache Nerven
Im antiken Rom fand die Rechtssprechung auf dem Marktplatz, einem öffentlichen Versammlungsort, statt. Einen solchen Platz nannten die Römer "Forum" (Mehrzahl: Foren).
Demzufolge bezeichnet forensisch alles, was mit der Rechtssprechung, also dem Gericht zugehörig, zu tun hat.
forensis, lat.: Zum Gericht gehörend
Die forensische Wissenschaft besteht aus verschiedenen Teilgebieten, die sich aber auch überschneiden:
- Rechtsmedizin
- Biologie
- Physik mit den Bereichen der Ballistik, Werkstoff- und Elektrotechnik
- Chemie mit Toxikologie, Daktyloskopie und Sprengstoffanalytik
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Fäulnis und Verwesung
(3)
Forensik
Fäulnis und Verwesung
Konservierung "Ein menschlicher Körper beginnt fünf Minuten nach dem Tod zu verwesen. Der Körper, einst die Hülle des Lebens, macht nun die letzte Metamorphose durch. Er beginnt sich selbst zu verdauen. Die Zellen lösen sich von innen nach außen auf. Das Gewebe wird erst flüssig, dann gasförmig.
Kaum ist das Leben aus dem Körper gewichen, wird er zu einem gigantischen Festschmaus für andere Organismen. Zuerst für Bakterien, dann für Insekten. Fliegen. Aus den gelegten Eiern schlüpfen Larven, die sich an der nahrreichen Substanz laben und dann abwandern. Sie verlassen die Leiche in Reih und Glied und folgen einander in einer ordentlichen Linie, die sich immer nach Süden bewegt. Manchmal nach Südosten oder Südwesten, aber niemals nach Norden. Niemand weiß, warum."Aus: Simon Beckett, die Chemie des Todes, Rowohlt Taschenbuch Verlag, 2007, S. 7
Ein Organismus zerfällt innerlich, bei Abwesenheit von Sauerstoff, durch Fäulnisprozesse, äußerlich bei Anwesenheit von Sauerstoff durch Verwesungsprozesse. - Geschichte der Forensik (1)
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Daktyloskopie
(2)
Forensik
Daktyloskopie
DNA-Test Die Daktyloskopie (griechisch daktylos, Finger) ist die Fingerabdruck-Methode.
Aufgrund dieser Unverwechselbarkeit und des Umstandes, dass sich die Furchen an den Fingerspitzen im Laufe des Lebens nur geringfügig verändern [1], ist die Daktyloskopie auch heute noch eine der wichtigsten Methoden in der Kriminologie.
WILLIAM J. HERSCHEL (1833 - 1918) [2] war der erste Europäer, der dies zur Identifizierung von Personen nutzen wollte. Er gilt daher als Begründer der Daktyloskopie. Einer Anekdote zufolge entlarvte er durch einen Fingerabdruck auf seiner Likörflasche seinen Diener als heimlichen Mittrinker.
Nicht einmal eineiige Zwillinge besitzen die gleichen Fingerabdrücke.--------------
- [1] Auch die Fingerabdrücke verändern sich langsam, 3sat nano, abgerufen am 1.4.12
- [2] WILLIAM JAMES HERSCHEL, Wikipedia, abgerufen am 1.4.12
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Gundkurs 1. HJ || Chemie im Menschen
(0)
Chemie im Menschen - Von Atomen zu Makromolekülen
Einleitung
Es geht in diesem Halbjahr vor allem um den Aufbau der Materie, ihre Struktur und ihre Eigenschaften. Hieraus werden chemische Reaktionen erst verständlich. Dieser Block bildet die Grundlage auch für die kommenden Semester. Außerdem möchte ich Ihnen hier den Blick für die fachübergreifenden philosophischen Dimensionen dieser Naturwissenschaft öffnen.
Ein Schwerpunkt des Unterrichts werden makromolekulare Stoffe wie Polysaccharide und Proteine sein.
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Aufbau der Materie
(0)
Aufbau der Materie
Orientierung
Einführung
Advanced Organizer
Wir haben in der Mittelstufe schon einige Vorstellungen vom Atombau kennen gelernt. Hierbei zeichnete sich ab, dass vor allem die Valenzelektronen für die Betrachtung von chemischen Bindungen von Bedeutung sind. Für den Chemiker stellt sich weniger die Frage, wie ein einzelnes Atom aufgebaut ist (dies ist Thema eines Atomphysikers), sondern wie Atomverbände zustande kommen; also: wie Bindungen entstehen.
Wir werden in diesem Kapitel die Grenzen des Schalenmodells herausarbeiten und Modellvorstellungen kennen lernen, die das Zustandekommen von Bindungen differenzierter erklären.
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Atommodelle
(1)
-
Das Bohrsche Atommodell
(2)
Aufbau der Materie
Atommodelle Das Atommodell von Niels Bohr
Quantenmechanik und Wellenmechanik - Quantenmechanik und Wellenmechanik (1)
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Orbital-Modell
(3)
-
Elektronenkonfiguration der Haupt- und Nebengruppenelemente
(1)
Aufbau der Materie
Orbitaltheorie Elektronenkonfiguration der Haupt- und Nebengruppenelemente
Aus heutiger Sicht
-
Elektronenkonfiguration der Haupt- und Nebengruppenelemente
(1)
- Aus heutiger Sicht (1)
-
Das Bohrsche Atommodell
(2)
-
Bindungsmodelle
(6)
-
Kohlenstoffverbindungen
(1)
- Methan (1)
- Ethan (1)
- Ethen (1)
- Ethin (1)
- Butadien / Mesomerie (2)
- Bindungsverhältnisse beim Benzol (1)
-
Kohlenstoffverbindungen
(1)
-
Atommodelle
(1)
-
Orientierung - Kohlenhydrate
(0)
Kohlenhydrate
Orientierung
Einführung
Advanced Organizer
Neben den Lipiden, Proteinen und Nucleinsäuren zählen die Kohlenhydrate (umgangssprachlich: Zucker; wissenschaftlich: Saccharide) zu den wichtigsten Biomolekülen. Die Kohlenhydrate sind Energiestoffe bzw. Energiespeicherstoffe für Lebewesen bzw. ihrer Zellen. Auch als Baustoffe, besonders in Pflanzen, erfüllen sie wichtige Aufgaben.
Mit dem Namen verbindet man den süßen Geschmack. Es gibt jedoch auch Zucker, die ihren süßen Geschmack erst nach längerem Kauen bekommen.
Übermäßiger Zuckerkonsum ist mit Nachteilen verbunden. Als Alternative werden daher Zuckerersatzstoffe (Zuckeraustauschstoffe und Süßstoffe) angeboten.
Dies ist also eine Unterrichtseinheit, die wieder einmal unseren Alltag von der chemischen Seite her beleuchtet. Und das meint: Wir werden auch diesmal den Zusammenhang zwischen der Struktur der Stoffe und deren Auswirkungen auf die Eigenschaften beleuchten.
- Wichtige Vertreter (6)
- Struktur (1)
- Stereoisomerie (1)
- Opitsche Aktivität (1)
- Saure Hydrolyse (1)
- Energiegewinnung (1)
- Zuckerersatzstoffe (2)
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Proteine
(0)
Proteine
Orientierung
-
Aufbau der Materie
(0)
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Gundkurs 2. HJ || Chemie am Menschen
(0)
Chemie am Menschen
Orientierung
Die Welt ist bunt!
Doch warum? Welchen Zusammenhang gibt es zwischen der Farbigkeit eines Stoffes und der chemischen Struktur des Stoffes? Welche zusätzlichen Eigenschaften von Farbmitteln und Faserstoffen bestimmen deren Verwendungsmöglichkeiten? Welche wichtigen Färbeverfahren gibt es und inwieweit können sie die Umwelt und die Gesundheit gefährden?
Auch beim Thema Kunststoffe werden wir den engen Zusammenhang zwischen Struktur und Eigenschaften herausarbeiten, Herstellungsverfahren kennenlernen und einige Aspekte hinsichtlich des Umgangs mit Kunststoffen diskutieren.
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Farbmittel und Textilien
(0)
Chemie am Menschen - Farbmittel und Textilien
Chemie am Menschen Orientierung
Einführung
Advanced Organizer
Thematische Übersicht
Station 1: Licht und Farbigkeit
Aneignung von allgemeinem Grundlagenwissen, Themenschwerpunkt: Berliner Blau
Station 2: Struktur von Farbstoffmolekülen
Erarbeitung von Kenntnissen über den Zusammenhang zwischen der Struktur von Farbstoffmolekülen und dessen Farbigkeit
Station 3: Färbeverfahren
Wechselwirkung zwischen Textilien und Farbmitteln
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Licht und Farbigkeit
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Chemie am Menschen - Farbmittel und Textilien
Farbmittel und Textilien Licht und Farbigkeit
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Theorie der Farbigkeit
(3)
Chemie am Menschen - Licht und Farbigkeit
Licht und Farbigkeit Theorie der Farbigkeit
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Wenn Atome Energie aufnehmen
(1)
Chemie am Menschen - Licht und Farbigkeit
Theorie der Farbigkeit Wenn Atome Energie aufnehmen
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Farbpigmente
(1)
Chemie am Menschen - Licht und Farbigkeit
Wenn Atome Energie aufnehmen Farbpigmente
Es gibt Stoffe, die nehmen aus dem sichtbaren Farbspektrum bestimmte Anteile auf. Der nicht absorbierte Teil des Lichtes addiert sich zur komplementären Eigenfarbe des farbigen Stoffes.
Farbpigmente sind z.B. solche Stoffe.
Unter Farbpigmente versteht man wasserunlösliche anorganische Farbmittel. Sie können in Wasser oder Öl kolloidal verteilt werden.
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Theorie der Farbigkeit
(3)
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Struktur von Farbstoffmolekülen
(2)
Chemie am Menschen - Struktur von Farbstoffmolekülen
Test zum Kapitel "Licht und Farbigkeit" Orientierung
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Lichtabsorption von organischen Verbindungen
(1)
Chemie am Menschen - Struktur von Farbstoffmolekülen
Struktur von Farbstoffmolekülen Lichtabsorption von organischen Verbindungen
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Der bathochrome und der hypsochrome Effekt
(3)
Chemie am Menschen - Struktur von Farbstoffmolekülen
Lichtabsorption von organischen Verbindungen Der bathochrome und der hypsochrome Effekt
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Ausgewählte Farbstoffgruppen
(3)
Chemie am Menschen - Struktur von Farbstoffmolekülen
Der bathochrome und der hypsochrome Effekt Ausgewählte Farbstoffgruppen
-
Lichtabsorption von organischen Verbindungen
(1)
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Färbeverfahren
(1)
Chemie am Menschen - Färbeverfahren
Test zum Kapitel Überblick
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für natürliche Textilfasern
(2)
Chemie am Menschen - Färbeverfahren
Färbeverfahren - Überblick Für natürliche Textilfasern
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für natürliche Textilfasern
(2)
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Licht und Farbigkeit
(4)
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Kunststoffe
(0)
Chemie am Menschen - Kunststoffe
Färbeverfahren für synthetische Textilfasern Orientierung
Einführung
Advanced Organizer
Unsere Welt ist ohne Kunststoffe heute nicht mehr vorstellbar. Doch was genau ist eigentlich ein Kunststoff? Kunststoffe bestehen aus sehr großen Molekülen (Makromolekülen), so wie viele Naturstoffe auch (Proteine, Saccharide, insbesondere Cellulose).
Das Geodreieck besteht aus einem Kunststoff, der Polystyrol (PS) heißt und vollsynthetisch hergestellt wird, wo also die Ausgangsstoffe keine Naturstoffe sind.
Medikamentenkapseln sehen vom Material her doch sehr ähnlich aus. Auch ein Kunststoff? Nein. Die Umhüllung des Medikaments besteht - jedenfalls in den meisten Fällen - aus Gelatine, also aus einem Gemisch von tierischen Proteinen.
Im Wort Kunststoff steckt künstlich drin. Kunststoffe sind also künstlich hergestellte Makromoleküle. Es scheint so gesehen nicht verwunderlich, dass die ersten bedeutsamen Kunststoffe aus Naturstoffen hergestellt wurden (halbsynthetisch) und später, nachdem man die Struktur der Makromoleküle verstanden hat, auch vollsynthetische Kunststoffe hergestellt werden konnten.
Heute ist man in der Lage für fast jede Anwendungsbedingungen Kunststoffe zu synthetisieren:
Chirurgisches Nahtmaterial, das sich nach einer bestimmten Zeit im Körper rückstandslos auflöst, splitterfreie Brillengläser, Kontaktlinsen, Herzklappen aus Kunststoff, Windeln, die unglaublich viel Flüssigkeit aufnehmen können, ein Fahrradhelm, der viel mechanische Energie bei einem Sturz absorbieren kann und damit den Kopf optimal schützt, Sportbekleidung, die winddicht, atmungsaktiv und wasserabweisend ist, aber Schweiß nach außen transportiert, die sterile Spritze aus Kunststoff, ca. 100 Kg Kunststoff in einem Durchschnittsauto mit bedarfsabgestimmten Eigenschaften, die zerreisfeste Plastiktüte des Discounters, usw. usw.
In diesem Kapitel erfahren Sie
- von der spannenden Geschichte wie sich die Kunststoffe entwickelt haben
- welcher Zusammenhang zwischen der Struktur eines Kunststoffes und den spezifischen Eigenschaften dieses Kunststoffes besteht
- wie man gezielt Kunststoffe herstellt
- welche gesellschaftlichen, wirtschaftlichen und umweltpolititschen Probleme durch den Kunststoffabfall entstehen und wie man sie heute versucht zu lösen.
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Basiswissen
(1)
Chemie am Menschen - Kunststoffe
Orientierung Basiswissen
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Entwicklung der Kunststoffe
(16)
Chemie am Menschen - Kunststoffe
Basiswissen Entwicklung der Kunststoffe
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Struktur und Eigenschaften
(2)
Chemie am Menschen - Kunststoffe
Entwicklung der Kunststoffe Struktur und Eigenschaften
-
Thermoplaste
(5)
Chemie am Menschen - Kunststoffe
Struktur und Eigenschaften Thermoplaste
-
Duroplaste
(0)
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Elastomere
(0)
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Synthesen
(3)
Chemie am Menschen - Kunststoffe
Elastomere Synthesen
- Biologisch abbaubare Kunststoffe (1)
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Farbmittel und Textilien
(0)
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Gundkurs 3. HJ || Von chemischen Reaktionen zu Wärme und Strom
(0)
Von chemischen Reaktionen zu Wärme und Strom
Chemische Reaktionen sind mit Energieumsätzen verbunden, die sich der Mensch zunutze machen kann: Durch chemische Reaktionen in einer Batterie entsteht elektrische Energie, Sprengstoffe können mechanische Arbeit verrichten, die Verwendung von Brennstoffen ist von gesellschaftspolitischer Bedeutung.
Der Mensch braucht Energie um zu leben: Essen, Atmen und Arbeit sind dabei über chemische Reaktionen miteinander verknüpft. Wie wird diese Energie uns zur Verfügung gestellt?
Die Messung von Energieumsätzen liefert darüber hinaus auch wertvolle Informationen über die Eigenschaften und das Reaktionsverhalten von Stoffen.
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Energetik
(0)
Orientierung
Einführung
Advanced Organizer
Energetik (die Energie betreffend) behandelt den Energieumsatz bei chemischen Reaktionen. Bisher haben wir uns im Hinblick auf chemische Reaktionen immer mit den Stoffumwandlungen selbst beschäftigt. Der energetische Aspekt wurde meistens lediglich mit der Kennzeichnung exotherm oder endotherm notiert.
Zum Gebiet der Energetik gehört auch die Frage, wann eine chemische Reaktion freiwillig abläuft ("Triebkraft" einer chemischen Reaktion).
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Redoxreaktionen
(0)
Orientierung
Einführung
Advanced Organizer
Die Begriffe Oxidation bzw. Reduktion wurden in der 10. Klasse als Abgabe bzw. Aufnahme von Elektronen definiert. Wenn Elektronen sich bewegen können, dann "fließt" Strom.
Nachdem in diesem Kapitel noch einmal die wichtigsten Zusammenhänge zum Thema Redoxreaktionen geklärt worden sind, soll die Umwandlung von chemischer Energie in elektrische Energie näher betrachtet werden. Solche Umwandlungen begegnen uns tagtäglich: Batterien, Akkus und Brennstoffzellen sind aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken.
Mit Hilfe von Strom lassen sich auch Elemente aus Verbindungen herstellen. Die Wasserzersetzung durch den Hofmannschen Zersetzungsapparat hast du schon in der 8. Klasse kennengelernt. Hierbei wurden Wasserstoff und Sauerstoff erzeugt. Wir werden am Beispiel der Aluminiumgewinnung ein großtechnisches Verfahren der Elektrolyse kennen lernen.
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Oxidationszahlen
(2)
Oxidationszahlen
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Elektrolyse (2)
(0)
Elektrolyse (2)
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Oxidationszahlen
(2)
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Energetik
(0)
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Grundkurs 4. HJ || Von der Umkehrbarkeit chemischer Reaktionen zum chemischen Gleichgewicht
(0)
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Kinetik - Orientierung
(1)
Kinetik
Orientierung
Einführung
Advanced Organizer
Während wir uns im letzten Unterrichtsblock mit der Energetik von chemischen Reaktionen beschäftigt haben, werden wir uns jetzt mit der Kinetik, also dem zeitlichen Ablauf von chemischen Reaktionen, auseinandersetzen.
Natürlich weiß jeder, dass Lebensmittel in der Sonne schneller verderben als im Kühlschrank. Aber woran liegt das? Warum reift ein Apfel so langsam? Und warum reift eine Banane schneller, wenn sie neben einem Apfel liegt? Warum ist das Rosten von Eisen ein langsamer Prozess und warum sind Reaktionen wie die Knallgasreaktion oder andere Explosionen schnelle Reaktionen? Was versteht man eigentlich genau unter dem Begriff Reaktionsgeschwindigkeit? Von welchen Faktoren hängt die Reaktionsgeschwindigkeit ab? Wie kann man Reaktionsgeschwindigkeiten messen?
Mit solchen Fragen werden wir uns in diesem Kapitel beschäftigen.
Die Katalyse gehört zu den Schlüsseltechnologien des 21. Jahrhunderts.
Katalysatoren sind Stoffe, welche die Aktivierungsenergie zum Ablauf einer bestimmten Reaktion herabsetzen und dadurch die Reaktionsgeschwindigkeit erhöhen, ohne bei der Reaktion verbraucht zu werden. Ein Katalysator geht (scheinbar) unverändert aus der Reaktion hervor.
Neben der Anwendung bei Kraftfahrzeugen zum Abbau von Schadstoffen steuern Katalysatoren heute schon mehr als 80% aller großtechnischen Prozesse in der chemischen Industrie. Da durch Katalysatoren die Aktivierungsenergie gesenkt wird, wird auch Energie eingespart und damit der Energieausstoß in die Umwelt geringer. Außerdem spielen Katalysatoren in der Natur, z.B. für die Energiegewinnung biologischer Prozesse, eine wichtige Rolle.
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Protolyse
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Grundlagen der Protolyse
(1)
Grundlagen der Protolyse
Protolysereaktionen sind chemische Reaktionen, bei denen ein Proton (Wasserstoff-Ion, H+) zwischen zwei Reaktionspartnern übertragen wird.
Die Grundlagen zur Brønsted-Theorie wurden schon im Mittelstufenunterricht behandelt. Sie sollten an dieser Stelle noch einmal wiederholt werden. Link - Autoprotolyse des Wassers (1)
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pH-Wert
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Grundlagen der Protolyse
(1)
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Kinetik - Orientierung
(1)
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Videos
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Videos
Hier findet ihr eine Sammlung von ausgewählten Videos rund um die Chemie.
- Alle verfügbaren Tests (6)
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Allgemeines
(2)
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