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Chemie Kapitel 4, 5 und 9
Chemie Kapitel 4, 5 und 9
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Cartes-fiches
Elemente und Verbindungen: Definition
- Elemente und Verbindungen sind Reinstoffe
- Verbindungen lassen sich in Elemente zerlegen
- Elemente sind nicht zerlegbar
Daltons Atommodell (4 Kernaussagen)
- Jedes Element besteht aus Atomen (kleinste unteilbare Teilchen)
- Alle Atome eines Elements haben gleiche Grösse und Masse.
Unterschiedliche Elemente --> Unterschiedliche Atommasse
(Gleich viel Atomarten wie Elemente) - Atome sind unzerstörbar (durch chem. Vorgänge nicht vernichten und nicht erzeugen)
- Bei chem. Reaktionen werden Atome der Ausgangsstoffe neu angeordnet und in bestimmten Anzahlverhältnissen verknüpft
Daltons Atommodel: besondere Leistung
Viele Stoffe in der Natur: nicht so viele Atome
Massenverhältnisse bei chem. Reaktionen lässt sich deuten
Erhaltung der Masse
Bei chemischen Reaktionen ist die Masse der Endstoffe immer gleich der Masser der Ausgangsstoffe
Gesetz der konstanten Massenverhältnisse
In einer Verbindung sind die Elemente stets in einem bestimmten Massenverhältnis enthalten
Eine chemische Verbindung bildet sich aus den Elementen in einem ganz bestimmten für sie charakteristischen Massenverhältnis.
Chemische Reaktion:
- Stoffumwandlung
- Energieumsatz
- Massenerhaltung
- Massenverhältnisse
Atome werden umgruppiert und in einer anderen Anordnung wieder miteinander verknüpft
- Entstehen neue Stoffe
- exotherm oder endotherm
- Masse Endstoffe = Masse Ausgangsstoffe
- Ausgangsstoffe reagieren in bestimmten Massenverhältnis; Produkte bestimmtes Atomanzahlverhältnis
Wie werden die Eigenschaften von Stoffen bestimmt?
Durch die Atomarten und die Anordnung der Atomen
Graphit: Eigenschaften der Atome
Kohlenstoff: Einzelne Schichten, jedes Kohlenstoffatom besitzt drei Nachbaratome
(Erscheinungsform des Elements Kohlenstoff)
Diamant: Eigenschaften der Atome
Kohlenstoff-Atome sind dichter angeordnet als im Graphit.
Jedes Kohlenstoff-Atom ist von vier Kohlenstoff-Atomen umgeben
(Erscheinungsform des Elements Kohlenstoff)
Moleküle und Beispiele für Molekühlformeln (4)
Teilchen die aus einer bestimmten Anzahl von Atomen bestehen
Molekühlformeln:
- I2, S8, H2O2, CO2
Was ist eine Verbrennung und was wird dazu benötigt?
Verbrennung ist eine exotherme chemische Reaktion, bei der Luft mit einem brennbaren Stoff reagiert
Verbrennungswärme
Verbrennungsvorgänge verlaufen exotherm: dabei wird Wärme an die Umgebung abgegeben
Was für ein Produkt ist Asche bei einer Verbrennung?
ist ein Rückstand von nicht brennbaren Stoffen
Experiment Eisenwolle
Eisen kann auch brennen wenn es nicht so kompakt ist sondern einen grösseren Zerteilungsgrad hat
Eisenwolle verbrennt zu Eisenoxid dabei nimmt die Masse zu --> Luft als Reaktionspartner
Warum erlischt eine Kerze unter einem Becherglas?
Da nur begrenzt Luft zur Verfügung steht, ist die Luft verbraucht kann keine Verbrennung mehr stattfinden
Warum lässt sich HOlzkohle nicht mit einem Streichholz anzünden?
weil die Zündtemperatur zu hoch ist. Diese kann mit einem Streichholz nicht erreicht werden
Wie kann man herausfinden, ob es sich bei einem farblosen Gas um Luft handelt?
ein brennender Stoff bsp.: Holzstab in das Gas, brennt er weiter ist es Luft
Zusammensetzung der Luft
Gasgemisch:
- 21 % Sauerstoff
- 78 % Stickstoff
- 1 % andere Gase (Argon)
- enthält stets Wasserdampf
--> in 1000 ml Luft sind 0,4 ml Kohlenstoffdioxid
Stickstoff:
Eigenschaften und Verwendung
- farblos, geruchlos, wasserlösliches, reaktionsträges Gas
- erstickt Flammen und ist reaktionsträge
- Kältemittel, Mineraldünger
Sauerstoff: Eigenschaften
- farbloses, geruchloses Gas
- wasserlöslich, unterstützt die Verbrennung
- reagiert mit fast allen Elementen zu Oxiden
- Atemgas, Raketenantrieb (als Reaktionspartner)
- Nachweis durch Glimmspanprobe
Relative Luftfeuchtigkeit
Sie bezeichnet das Verhältnis des momentanen Wasserdampfgehalts zum maximal möglichen Wasserdampfgehalt bei derselben Temperatur und demselben Druck.
Bei 20 °C bis zu 17 g Wasserdampf pro m³ Luft --> Luft ist mit Wasserdampf gesättigt --> relative Luftfeuchtigkeit beträgt 100%
Wieso sieht die Lufthülle von der Erde aus grenzenlos aus und vom Weltraum sieht man nur ien dünner Gasmantel?
Erddurchmesser 12 740 km und Höhe der erdnahen Lufthülle ist 100 km
Lufthülle:
Bezeichnung und Einteilung
Atmosphäre
- Troposphäre: bis 10 km
- Stratosphäre: bis 70 km
- Ionosphäre: ab 70 km
Was spielt sich in der Troposphäre ab?
Wettergeschehen
was befindet sich in etwa 30 km Höhe?
die Ozonschicht, die uns vor den UV Strahlen der Sonne schützt
Welche Gasteile befinden sich in der Lufthülle der Erde?
- Sauerstoff
- Stickstoff
- Ozon
- Edelgas
- Wasserdampf
- Co2
Welcher Luftdruck herrscht in 6000 m Höhe?
500 hPa
Warum muss die Luft im Flugzeug mit Sauerstoff angereichert werden?
Im Flugzeug herrscht ein Luftdruck wie in 2200 m Höhe. Der Luftdruck ist geringer als wir es gewohnt sind, desshalb haben wir weniger Sauerstoff zum atmen.
Oxidation
Eine Oxidation ist eine chemische Reaktion, bei der ein Stoff mit Sauerstoff zu einem Oxid reagiert. Bei der Reaktion wird Wärme frei.
Metall + Sauerstoff --> Metalloxid, exotherm
Nichtmetall + Sauerstoff --> Nichtmetalloxid, exotherm
Verbrennung von EIsen mit Sauerstoff
3 Fe (s) + 2 O2 (g) --> Fe3O4 (s); exotherm
Eisen Sauerstoff Eisenoxid
WIe nennt man die anfänglich zugeführte Energie?
Die Energie, die man zuführen muss, um eine exotherme Reaktion in Gang zu bringen, heisst Aktivierungsenergie
Verflüssigung der Luft: LINDE - Verfahren
- Luft zusammengepresst (V ab T steigt)
- Kühlen und Druckverringerung (V zu T sinkt)
- mehrfach wiederholt bis -200°C flüssige Luft
Trennung von Sauerstoff und Stickstoff:
Siedegrade für Stickstoff, Sauerstoff und Argon
Destillationsanlage: gon
- Temperatur der Flüssigen Luft steigern
- Bei -196 °C siedet Stickstoff
- Bei -183 °C siedet Sauerstoff
- Bei -186 °C siedet Argon
Sauerstoff: Benutzung
Stickstoff: Benutzung
Sauerstoff
- Schneiden und Schweissen
- Stahlgewinnung, Medizin
- Raumfahrten
Stickstoff
- Tiefkühlkost
Atmung: (4 Punkte)
Nachweis für Kohlenstoffdioxid
- Lunge lösst sich Sauerstoff und wird zu Körperzellen transportiert
- Reaktion mit Nährstoffen (bestehen vorallem aus Kohlenstoff und Wasserstoff-Atomen)
- In Zellen zu Co2 und Wasser oxidiert
- Co2 über Blut zur Lunge und ausgeatmet
--> ausgeatmete Luft in Kalkwasser --> Lösung trübt sich (Kalkwasser bildet imt Co2 schwer lösliches Calciumcarbonat)
Rosten
langsame Oxidation des Eisens
Vorallem mit Wasser --> rotes wasserhaltiges Eisenoxid --> porös und durchlässig für Luft und Wasser --> durchrosten
Korrosion
langsame Zerstörung von metallischen Werkstoffen
Schutz vor Korrosion (zwei Punkte)
- Aluminium, Zink und Chrom bilden zusammenhängende Oxidschichten, die das Metall vor weiteren Korrosionen schützen, indem sie den Zutritt von Luft und Wasser verhindern
- Kontakt mit Sauerstoff und Wasser muss unterbunden werden: Lackschichten oder Metallüberzüge
Kohlenstoffdioxid:
Vorkommen
Entstehung
Eigenschaften
Verwendung
Kohlenstoffdioxid (CO2)
- Atmosphäre
- Entstehung: Atmung, Gärung, Verbrennung von Kohlenstoffhaltigen Brennstoffen
- Eigenschaften: farblos, geruchlos, schwerer als Luft, nicht brennbar, löscht Feuer, erstickend, wasserlöslich
- Verwendung: Getränke, Brandbekämpfung, Trockeneis zur Kühlung
Kohlenstoffmonooxid:
Vorkommen
Eigenschaften
Verwendung
Kohlenstoffmonooxiddi (CO):
- Vorkommen: unvollständiger Verbrennung (Heizungsanlagen und Verbrennungsmotoren)
- Eigenschaften: farblos, geruchlos, verbrennt mit blauer Flamme zu CO2, wenig wasserlöslich, tödliches Atemgift
- Verwendung: chemische Industrie (Methanol-Synthese)