MUNW FS 2014

Filter mit Loch in der Mitte, mit wasserlöslichen Stiften sektorweise Farben um das Loch herum auftragen, Docht aus Material drehen in die Mitte stecken und Ende des Dochts in Wasser halten

èDas Papier saugt das Wasser auf, die unterschiedlichen Farbstoffe in de Farben haben unterschiedliche Adsorptionsverhalten (Trennung der Farben)

Pneumatische Wanne mit Wasser füllen (Stativ neben Wanne), Messzylinder vollständig mit Wasser füllen, über Kopf in Stativ einspannen, dabei in Becken eintauchen lassen, Trichter unter Messzylinder; Zu Versuchsbeginn Brausetablette unter Trichter legen, wenn sie sich gelöst hat zweite hinzugeben

Brausetabletten enthalten Natriumhydrogencarbonat und eine feste Säure (zB. Zitronensäure). In Wasser geben die Tabletten Protonen ab, in saurer Umgebung entsteht aus Nytriumhydrogencarbonat Kohlensäure, die sofort in Kohlenstoffdioxid zerfällt. Ist die Sättigung von Kohlenstoffdioxid in Wasser erreicht (bei 20°C 1013mb Luftdruck ca. 880mL) steigt überschüssiges Gas auf. 

Mit Farbe gefärbtes Wasser in Schale füllen, angezündetes Teelicht in Mitte der Schale, mit Glas abdecken, Teelicht erlischt und Wasser fliesst im Glas nach oben - warum?

Die Kerzenflamme benötigt Sauerstoff zum Brennen, den sie sich aus der Umgebungsluft holt. Stülpt man das Becherglas über die Flamme, wird die Sauerstoffzufuhr „abgeschnitten“ und das Teelicht erlischt, nachdem der verbleibende Sauerstoff im Glas aufgebraucht ist. Statt Sauerstoff befindet sich nun das Gas Kohlenstoffdioxid im Glas.

Durch die brennende Kerze erwärmt sich die Luft im Glas und dehnt sich aus. Erlischt die Kerze, kühlt sich auch das Gas ab und es kommt zu einem Unterdruck im Glas. Dieser wiederum bewirkt, dass das Wasser von unten in das Becherglas „hineingesogen“ wird.

Trinkhalm kürzen(4cm auf jeder Seite des Knicks), Büroklammer aufbiegen und in die Öffnungen des Trinkhalmes stecken, diesen Taucher in eine mit Wasser gefüllte Flasche geben

Gase kann man zusammendrücken, Flüssigkeiten nicht. Durch das Zusammendrücken der Flasche wird die Luft im Taucher zusammengedrückt, Wasser fliesst in das Röhrchen und es wird schwerer (Dichte nimmt zu). Lässt man los, wird das Wasser wieder heraus gedrückt. Das Gewicht wird wieder kleiner und der Taucher steigt wieder auf.

Prinzip der Schwimmblase bei Fischen bzw. Tauchen eines U-Boots

Luftballon aufpusten, zuknoten. An eine Seite eines Kleiderbügels hängen, leere Luftballon an die andere, die Seite mit dem aufgeblasenen Luftballon ist schwerer -  Luft hat ein Gewicht

Trinkglas mit Wasser füllen, angezündetes Teelicht hineinsetzen und Brausetablette zugeben. Brausetablette löst sich auf, dabei wird Kohlendioxid freigesetzt, Kerze erlischt

Die Kerzenflamme benötigt Sauerstoff zum Brennen, den sie sich aus der Umgebungsluft holt. Brausetabletten enthalten eine Säure (z.B. Zitronensäure) und eine Base (Natron) in Form eines gepressten Pulvers. In Wasser reagieren die beiden Stoffe miteinander. Die Säure gibt H⁺Ionen (Protonen) an die Base ab, wobei Kohlensäure entsteht. Diese ist instabil und zerfällt in Kohlenstoffdioxid. Ist die Sättigung von Kohlenstoffdioxid in Wasser erreicht (bei 20°C 1013mb Luftdruck ca. 880mL) steigt überschüssiges Gas auf. Da es eine grösser Dichte  als Luft hat, sammelt es sich unten im Glas, nach kurzer Zeit wird die Kerze erlischen, da kein Sauerstoff mehr vorhanden ist.

Ballon wird mit Wasser gefüllt, dann aufgeblasen, zugeknotet, Kerze unterhalb des mit Wasser gefüllten Ballons wird angezündet, der Ballon platzt nicht, die Kälte des Wasser verhindert das Platzen

Redoxreaktion, bei der Kohlenstoffdioxid entsteht, ein farbloses Gas mit einer größeren Dichte als Luft und und somit erstickender Wirkung auf Flammen

Redoxreaktion, bei der Kohlenstoffdioxid entsteht, ein farbloses Gas mit einer größeren Dichte als Luft und und somit erstickender Wirkung auf Flammen

50ml Erlenmeierkolben mit 25ml Wasser füllen und Brausetablette hinzugeben, mit einem passenden durchbohrten Stopfen mit Ableitungsrohr verschliessen; Ableitungslauch auf brennende Kerzen richten

Beim Lösen der Brausetablette in Wasser entsteht CO2. Kohlenstoffdioxid ist ein farbloses Gas mit einer größeren Dichte als Luft und hat eine erstickende Wirkung auf Flammen!

Drei Zündhölzer in ein Reagenzglas geben, mit Gummiballon verschliessen, Masse bestimmen; Reagenzglas mit Holzklammer in Bunsenbrennerflamme halten und chemische Reaktion auslösen. Nach dem Abkühlen Massen erneut bestimmen

Bei chemischen Reaktionen bleiben die Massen insgesamt erhalten!

Zwei unterschiedlich grosse Kerzen in einen Standzylinder stellen,  entzünden und das Gefäss mit dem Uhrglas abdecken.

Die längere Kürze geht eher aus, da sich das bei der Verbrennung entstehende Kohlendioxiod erwärmt, ausdehnt und aufgrund der verringerten Dichte (Ausdehnung) nach oben steigt, um die längere Kürze zuerst zu löschen

• Sauerstoffentzug
• Brennstoffentzug
• Zündmittelentzug (Wärmeentzug)

Veränderung der Flüssigkeitsfarben durch Indikator in Verbindung mit den  Säure / Basenmischungen (Reihenfolge unterschiedlicher Flüssigkeiten)

Saugfähige Papiere (z.B. Kaffeefilter, Löschpapier) werden mit Rotkohlsaft getränkt und getrocknet (Vorgang wiederholen, bis Farbe kräftig genug).Trocknen lassen und Teststreifen zurechtschneiden

Protonenübertragungsreaktionen – Säuren geben Protonen ab, Basen lagen sie an. Säuren enthalten immer Wasserstoff. Bei der Übertragung entsteht Wasser und Salz.

Ein Sonderfall einer Säure-Basen-Reaktion, bei der aus zwei giftigen Stoffen einen lebenswichtigen Stoff ergeben (z.B. Natronlauge und Säure). 

farbige organische Säuren, deren konjugierte Base eine andere Farbe besitzt als die Säure

Rotkohlsaft verändert sein Farbe beim Kontakt mit ausgeatmeter Luft, ebenso beim Kontakt mit Sprudel (Wasser mit Kohlensäure), an den Luft behält er seine Farbe

èausgeatmete Luft eher basisch (grün), Mineralwasser enthält Kohlensäure (rotorange), Luft neutral (vilett)

Gib in das RG mit seitlichem Ansatz einige Tropfen Universalindikator und fülle es zu 2/3 mit Mineralwasser, ein Siedesteinchen zugeben. Verschließe das RG mit dem Stopfen und spanne es in einem Stativ senkrecht ein. Verbinde den Schlauch mit dem Glasrohr. Das zweite RG wird ebenfalls in ein Stativ eingespannt, einige Tropfen Universalindikator zugegeben und zur Hälfte mit Leitungswasser gefüllt. Nicht Ionentauscherwasser verwenden, das ist meist schon etwas sauer! Erwärme das Mineralwasser leicht mit einem Bunsenbrenner ohne dass es überkocht.

Durch das Erwärmen wird die Kohlensäure aus dem Wasser herausgetrieben, es findet eine Austauschreaktion statt

• Physikalische Chemie - Struktur der Materie, energetische Prozesse, Theorie chemischer Umsetzungen
• Analytische Chemie - Qualitative und quantitative Untersuchung von Substanzen, Trennung von Stoffgemischen
• Organische Chemie - Chemie der Kohlenstoffverbindungen
• Anorganische Chemie - Chemie der Metalle und Nichtmetalle (außer Kohlenstoff)
• Biochemie - Die Untersuchung der molekularen Grundlagen des Lebens
• Technische Chemie - Optimierung und Durchführung von chemischen Prozessen im technischen Maßstab

fest - bestimmte räumliche Gestalt, die auch bei Druck und Temperaturänderungen erhalten bleibt

flüssig - im Gegensatz zu Festkörpern keine feste, räumliche Gestalt, passt sich stets der inneren Gestalt eines die Flüssigkeit umgebenden Behälters an;  bildet eine ebene Oberfläche, ihr Volumen ist vom Druck relativ unabhängig

gasförmig - passt sich wie eine Flüssigkeit ebenfalls der Gestalt eines Behälters an, nimmt jedoch auch dessen vollständiges Volumen ein; relativ stark vom Druck abhängig

errechnet sich aus Masse und Volumeneinheit;Dichte = Masse/Volumen

Gemessen in: kg/ m3                g / cm3                g/ml            g/l (bei Gasen)

Zusammenführung von zwei oder mehreren reinen Substanzen in beliebigem Verhältnis zueinander; die Substanzen behalten nach dem Mischen ihre typischen physikalischen und chemischen Eigenschaften

Homogen: auf makroskopischer Ebene gleichförmig, in jedem Bereich der Substanz existieren die gleichen Eigenschaften (z.B wässrige Zuckerlösung, Legierung)

Heterogen: unterschiedliche Substanzeigenschaften (z.B. Wasser-Öl-Gemisch)

Vorgänge, die eine Änderung in der Zusammensetzung eines Stoffes beinhalten

Umwandlung von einem oder mehrerer Stoffe in  (Edukte) in einen neuen Stoff (Produkt)

Beispiele: rostendes Eisen, Natrium-Wasser Reaktion (Produkt: Natriumhydroxid (NaOH) und Wasserstoff (H2))

2 Na + 2 H2O(l) →2 NaOH + H2

Eigenschaften, die nicht mit einer Änderung der Stoffzusammensetzung einhergehen, z.B. Farbe, Dichte, Härte, Schmelzpunkt, Siedepunkt, Löslichkeit in Flüssigkeiten

• Darstellung aller chemischen Elemente mit steigender Kernladung (Ordnungszahl) entsprechend ihrer chemischen Eigenschaften
• eingeteilt in Perioden sowie Haupt- und Nebengruppen
• Bezieht sich nur auf die elektrisch neutralen Atome

• Jedes Atom besteht aus einem Atomkern und einer Elektronenhülle
• Jeder Atomkern enthält positiv geladene Protonen (mindestens eines und derzeit bekannt bis 118)
• Die Anzahl der Protonen wird als „Kernladungszahl“ bezeichnet und dient als Ordnungszahl (OZ) für die betreffende Atomsorte
• Jeder Atomkern ist umgeben von einer Elektronenhülle
• Elektronen befinden sich auf gleichmässig zueinander angeordneten Bahnen (=Schalen)
• Jede dieser Schalen bietet nur für eine ganz bestimmte Anzahl Elektronen Platz (innerste Schale = 2, weiteren Schalen max 8)
• Elektrisch neutraler Zustand: Anzahl der negativ geladenen Elektronen = Anzahl der Protonen
• nur 2 chemische Elemente mit nur der innersten Schale (Wasserstoff(1) und Helium(2))
• Lithium(3)
• Elektronen der äussersten Schale heissen Aussenelektronen / Valenzelektronen (max 8)
• Gleiche Anzahl Aussenelektronen = gleiche Stoffeigenschaften
• 8 Aussenelektronen = Alkalimetalle
• 7 Aussenelektronen = Halogene
• periodische Wiederholung = Begriff des Systems ; einander ähnlichen Elemente stehen somit im Periodensystem untereinander und bilden jeweils eine Gruppe;
• elektrisch neutrale Neutronen im Kern (bis auf beim Wasserstoff-Isotop H)

Atommasse = massgeblich Masse der Protonen und Neutronen zusammen

Teilchen, in denen zwei oder mehr Atome miteinander verbunden sind

Anzahl einer Atomsorte wird mit einer tiefergestellten Zahl angegeben (1 wird weggelassen)

Zweiatomige Moleküle:

• Wasserstoff (H2)
• Sauerstoff (O2)
• Stickstoff (N2)
• Fluor (F2)
• Chlor (Cl2)
• Brom (Br2)
• Iod (I2)
• Asta (At2)

Weisse Phosphor    = P4

Schwefel               = S8

Moleküle, die verschiedene Elemente enthalten, sie stehen in einem definierten Massenverhältnis zueinander (z.B. Kohlenstoffmonoxid: CO, 1 Atom Kohlenstoff, 1 Atom Sauerstoff)

Das elektropositivere Element wird zuerst genannt

• Wasser hat seine grösste Dichte bei 4°C (1L Wasser = 1kg)
• 4°warmes Wasser dehnt sich beim Erwärmen und Abkühlen aus
• Eis schwimmt daher auf Wasser, der See friert von oben nach unten
• Zugabe von Salz = Dichte der Kochsalzlösung ist grösser als die des reinen Wassers (Kochsalz hat eine grössere Masse als Wasser)
• Extrem: Totes Meer (33% Salz, Durchschnitt 28%)
• Einzige chemische Verbindung, die in der Natur in allen 3 Aggregatszuständen vorkommt
• Aggregatszustände können durch die Zugabe von Salz verändert werden (gesättigte Kochsalzlösung: Siedepunkt 108°, Gefrierpunkt -21° siehe Salzstreuen im Winter)
• Meerwasser: beim Gefrierprozess wird kaum Salz eingebaut, da dies die regelmässige Struktur stören würde (daher Eisschollen fast Süsswasser)

Was sind Merkmale der Aggregatszustände?

Fest

• ursprüngliche Form bei Eintritt in den Aggregatszustand wird beibehalten
• Volumen ist konstant

Flüssig

• Körper passt sich der Form des Gefässes an (durch die freie Bewegung der Teilchen)
• Volumen ist konstant

Gasförmig

• Teilchen bewegen sich frei, breiten sich soweit wie möglich aus
• Nehmen den ganzen zur Verfügung stehenden Raum ein

Fest / Flüssig                   Schmelzen / erstarren

Fest / gasförmig              Sublimieren / resublimieren

Flüssig / gasförmig           Kondensieren / verdampfen

• Gasgemisch der Erdathmosphäre
• Hauptsächlich Stickstoff und Sauerstoff (+ Argon, Kohlenstoffdioxod und andere Gase)

Temperatur, bei der gleich viele Teilchen vom flüssigen Zustand in den gasförmigen Zustand wechseln wie umgekehrt

• Je kleiner der Luftdruck (Umgebungsdruck), desto tiefer ist die Siedetemperatur
• Je höher der Luftdruck (Umgebungsdruck), desto höher die Siedetemperatur

Druckerhöhung – Erhöhung der Siedetemperatur auf 120° - Verringerung der Garzeit

In einem offenen Raum werden Gasteilchen beschleunigt mit der Bestrebung, einen grösseren Abstand voneinander zu gewinnen. Das Gas dehnt sich aus, das Volumen wird grösser (Ausdehnung bei allen Gasen gleich), die Dichte geringer (gleiche Masse auf mehr Volumen).

In einem geschlossenen Raum steigt der Druck (Kraft auf die Gefässwand) durch die höhere Bewegung der Gasteilchen. 

Redox-Reaktion eines brennbaren Stoffes mit Sauerstoff.

Redox-Reaktion = Übertragung von Elektronen (Reduktion = Aufnahme; Oxidation = Abgabe)

Magnesium in Sauerstoff:           2Mg + O₂ = 2MgO                    Magnesiumoxid

Magnesium in Clorgas:               Mg + Cl₂ = MgCl₂                              Magnesiumchlorid

Kupfer und Sauerstoff:              2Cu+O₂ = 2CuO                       Kupfer-II-Oxid