NT S 100

Chemie Kapitel 4, 5 und 9

Chemie Kapitel 4, 5 und 9


L. L.
Diese Lernkarten behandeln grundlegende chemische Reaktionen und Eigenschaften von Elementen, insbesondere im universitären Kontext. Sie konzentrieren sich auf Reaktionen wie Verbrennung, die Rolle von Katalysatoren und die Bildung von Verbindungen, wobei Stoffe wie Sauerstoff, Wasser und Kohlenstoff im Mittelpunkt stehen. Die Karteikarten eignen sich für Studierende der Chemie, die ihr Verständnis von chemischen Prozessen und Stoffeigenschaften vertiefen möchten.
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Langue
Allemand
Catégorie
Chimie
Niveau
Université
Créé / Mis à jour
19.02.2013 / 21.02.2013

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)

  1. Jedes Element besteht aus Atomen (kleinste unteilbare Teilchen)
  2. Alle Atome eines Elements haben gleiche Grösse und Masse.
    Unterschiedliche Elemente --> Unterschiedliche Atommasse
    (Gleich viel Atomarten wie Elemente)
  3. Atome sind unzerstörbar (durch chem. Vorgänge nicht vernichten und nicht erzeugen)
  4. 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:

  1. Stoffumwandlung
  2. Energieumsatz
  3. Massenerhaltung
  4. Massenverhältnisse

Atome werden umgruppiert und in einer anderen Anordnung wieder miteinander verknüpft

  1. Entstehen neue Stoffe
  2. exotherm oder endotherm
  3. Masse Endstoffe = Masse Ausgangsstoffe
  4. 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

  1. Troposphäre: bis 10 km
  2. Stratosphäre: bis 70 km
  3. 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?

  1.  Sauerstoff
  2. Stickstoff
  3. Ozon
  4. Edelgas
  5. Wasserdampf
  6. 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

  1. Luft zusammengepresst (V ab T steigt)
  2. Kühlen und Druckverringerung (V zu T sinkt)
  3. mehrfach wiederholt bis -200°C flüssige Luft

Trennung von Sauerstoff und Stickstoff:
Siedegrade für Stickstoff, Sauerstoff und Argon

Destillationsanlage: gon

  1. Temperatur der Flüssigen Luft steigern
  2. Bei -196 °C siedet Stickstoff
  3. Bei -183 °C siedet Sauerstoff
  4. Bei -186 °C siedet Argon

Sauerstoff: Benutzung
Stickstoff: Benutzung

Sauerstoff

  • Schneiden und Schweissen
  • Stahlgewinnung, Medizin
  • Raumfahrten

Stickstoff

  • Tiefkühlkost

Atmung: (4 Punkte)

Nachweis für Kohlenstoffdioxid

  1. Lunge lösst sich Sauerstoff und wird zu Körperzellen transportiert
  2. Reaktion mit Nährstoffen (bestehen vorallem aus Kohlenstoff und Wasserstoff-Atomen)
  3. In Zellen zu Co2 und Wasser oxidiert
  4. 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)

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