Chemiestoff der Prüfung vom Dienstag dem 12. 1. 06

Sie können folgende Begriffe in ein bis zwei Sätzen erklären:

Chemischer Vorgang: Ein chemischer Vorgang bezeichnet einen Vorgang, bei dem ein oder mehrere Stoffe mit bestimmten Eigenschaften in andere Stoffe mit anderen Eigenschaften umgewandelt werden. Ein chemischer Vorgang ist nicht rückgängig machbar.

Chemie: Chemie ist die Lehre der Stoffe und ihren Verbindungen. Chemie ist eine Naturwissenschaft.

Physikalische Eigenschaften: Physikalische Eigenschaften sind natürliche Eigenschaften eines Stoffes, wie z. B. die Dichte

Schmelztemperatur: Schmelztemperatur bezeichnet die Temperatur, bei der ein Stoff zu schmelzen beginnt.

Siedetemperatur: Siedetemperatur bezeichnet die Temperatur, bei der ein Stoff zu sieden beginnt.

Dichte: Dichte bezeichnet das Verhältnis der Masse zur Raumeinheit.

Elektrische Leitfähigkeit: Die elektrische Leitfähigkeit gibt die Fähigkeit eines Stoffes an, elektrischen Strom zu leiten.

Wärmeleitfähigkeit: Die Wärmeleitfähigkeit ist das Vermögen eines Stoffes, thermische Energie in Form von Wärme zu transportieren. Die Geschwindigkeit, mit der beim Erwärmen eines Stoffes die Wärme von einem Teilchen auf das nächste weitergegeben wird, bestimmt die Wärmeleitfähigkeit.

Modell: Ein Modell ist eine kleinere, oder grössere, stark vereinfachte Nachbildung eines Gegenstandes.

Aggregatzustand: Aggregatzustände sind die drei Zustände (fest, flüssig, oder gasförmig) eines reinen Stoffes.

Feststoff: Ein Feststoff ist ein Stoff in festem Zustand (z.B. Eis) (Die Teilchen sind geordnet)

Flüssigkeit: Eine Flüssigkeit ist ein Stoff in flüssigem Zustand (Die Teilchen haben manchmal eine Ordnung)

Gas: Gas ist ein Stoff in gasförmigen Zustand (Die Teilchen haben keine Ordnung)

Schmelzen: Schmelzen bezeichnet den Vorgang, bei dem ein Feststoff flüssig gemacht wird. Für das Schmelzen braucht es Energie.

Erstarren: Erstarren bezeichnet den Vorgang, bei dem eine Flüssigkeit festförmig gemacht wird. Beim Erstarren wird Energie frei.

Verdampfen: Verdampfen nennt man den Vorgang, bei dem eine Flüssigkeit gasförmig gemacht wird. Für das Verdampfen wird Energie benötigt.

Kondensieren: Kondensieren bezeichnet den Vorgang, bei dem ein Gas flüssig gemacht wird. Beim Kondensieren wird Energie frei.

Sublimieren: Beim Sublimieren wird ein festförmiger Stoff direkt gasförmig gemacht, ohne dabei zuerst flüssig gemacht zu werden.

Resublimieren: Beim Resublimieren wird ein gasförmiger Stoff direkt festförmig gemacht, ohne dabei zuerst flüssig gemacht zu werden.

Schmelzwärme: Schmelzwärme bezeichnet die Wärme, die man benötigt, um einen festförmigen Stoff flüssig zu machen.

Verdampfungswärme: Verdampfungswärme bezeichnet die Wärme, die es braucht, um einen flüssigen Stoff gasförmig zu machen.

Mischung: Eine Mischung ist ein Gemisch aus verschiedenen Stoffen.

Reinstoff: Ein Reinstoff, ist ein reiner Stoff, der entweder eine Verbindung, oder ein Element ist. Ein Reinstoff kann nicht eine Mischung sein.

Homogene Mischung: bei der homogenen Mischung sieht man von Auge einen einheitlichen Stoff.

Heterogene Mischung: bei der heterogenen Mischung lassen sich von Auge oder dem Lichtmikroskop unterschiedliche Bereiche erkenne.

Lösung: eine Lösung ist eine homogene Mischung zwischen Flüssigkeiten.

Legierung: eine Legierung ist eine homogene Mischung zwischen Feststoffen.

Gemenge: ein Gemenge ist eine heterogene Mischung zwischen Feststoffen.

Suspension: eine Suspension ist eine heterogene Mischung von Feststoffen in einer Flüssigkeit.

Rauch: Rauch ist eine heterogene Mischung von Feststoffen in einem Gas.

Emulsion: Eine Emulsion ist eine heterogene Mischung von Flüssigkeiten.

Nebel: Nebel ist eine heterogene Mischung von Flüssigkeitströpfchen in einem Gas.

Schaum: Schaum ist eine heterogene Mischung von Gasblasen in einer Flüssigkeit.

Extraktion: Extraktion ist eine Trennmethode, bei der man Stoffe aus einer Flüssigkeit, oder aus einem Feststoff mit Hilfe einer Flüssigkeit herauslöst

Filtration: Filtration ist eine Trennmethode, bei der man feste Teilchen aus einer Flüssigkeit mit einem Filter entfernen tut.

Destillation: Destillation ist eine Trennmethode, bei der man eine Flüssigkeit verdampft und wider kondensieren lässt. Dies funktioniert, da viele Flüssigkeiten unterschiedliche Siedetemperaturen haben.

Adsorption: Absorption ist eine Trennmethode, bei der ein Gasgemisch mit einer Flüssigkeit in Kontakt gebracht wird. Gewisse Stoffe im Gemisch sind in der Flüssigkeit löslich und können so entfernt werden.

Dünnschichtchromatografie:

RF-Wert: Der RF-Wert bezeichnet die Löslichkeit eines Stoffes. Der RF-Wert liegt zwischen 0 und 1 (inkl. 0, 1)

Aktivkohle: Aktivkohle wurde durch verkohlen von Holz gewonnen und wird in Gasmasken verwendet.

Verbindung: Eine Verbindung lässt sich chemisch noch weiterzerlegen in Elementarstoffe.

Elementarstoff: Ein Elementarstoff

Elektrolyse: Elektrolyse bezeichnet den Vorgang, bei dem Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff zerlegt wird.

Knallgas: Ist ein hochexplosives Gemisch, von 2 Drittel Wasserstoff und einem Drittel Sauerstoff

Von den folgenden Elementen kennen Sie den Namen und das Symbol: Wasserstoff (H), Helium (He), Lithium (Li), Kohlenstoff (C), Stickstoff (N), Sauerstoff (O), Fluor (F), Neon (Ne), Natrium (Na), Phosphor (P), Schwefel (S), Chlor (Cl), Argon (Ar), Kalium (K), Calcium (Ca)

Was erwarte ich von ihnen an der Prüfung?

• (Sie können einem Laien in einigen Sätzen erklären, was Chemie ist.

Chemie befasst sich mit der Zusammensetzung und Herstellung von Materialien. Pro Woche werden weltweit etwa 15'000 neue Medikamente hergestellt.)

• (Sie können auch einer Fachfrau in einigen Sätzen erklären, was Chemie ist.

Chemie ist die Lehre der Stoffe und ihren Verbindungen. Chemie befasst sich mit der Zusammensetzung und Herstellung von Stoffen. Weltweit werden pro Woche etwa 15'000 neue Stoffe hergestellt.)

• Sie können erklären, warum Modelle in den Naturwissenschaften eine wichtige Rolle spielen. Sie kennen das Teilchenmodell und können dieses beschreiben. Am Beispiel der Elektrolyse von Wasser können Sie eine Grenze dieses Modells aufzeigen.

Modelle sind in Naturwissenschaften von wichtiger Bedeutung, weil man nicht alles von Auge sehen kann. Das Teilchenmodell zeigt einen vergrösserten Stoff in den drei Aggregatzuständen. Wenn der Stoff fest ist besteht eine Ordnung und die Teilchen bewegen sich nur sehr wenig. Ist der Stoff flüssig, besteht manchmal eine Ordnung und die Teilchen bewegen sich mässig schnell. Ist der Stoff gasförmig, so besteht keine Ordnung und die Teilchen bewegen sich schnell. Wenn man jedoch Elektrolyse von Wasser macht, werden die Teilchen aufgesplittert. In ein Drittel O Atome und in zwei Drittel H Atomen. Wie will man das nun mit dem Teilchenmodell erklären?  geht nicht

• (Sie kennen vier Eigenschaften von jedem der drei besprochenen Aggregatzustände. Zur Beschreibung verwenden Sie das Teilchenmodell

4 Eigenschaften vom festen Aggregatzustand: die Teilchen bewegen sich fast nicht. Die Kräfte zwischen den Teilchen sind sehr gross. Es besteht eine Ordnung. Die Dichte ist sehr gross. 4 Eigenschaften vom flüssigen Aggregatzustand: Die Teilchen bewegen sich mittelschnell. Die Kräfte zwischen den Teilchen sind mittelgross. Es besteht zum Teil eine Ordnung. Die Dichte ist mittelgross. 4 Eigenschaften vom gasförmigen Aggregatzustand: Die Teilchen bewegen sich sehr schnell. Die Kräfte zwischen den Teilchen sind schwach. Es besteht keine Ordnung. Die Dichte ist klein.)

• Sie können für Mischungen, Aggregatzustände und Aggregatzustandsänderungen das entsprechende Teilchenmodellbild aufzeichnen oder das richtige Teilchenmodellbild zuordnen.

Milch (heterogene Emulsion), Branntwein (homogene Lösung), Rotgold (homogene Legierung), Zuckerwasser (homogene Lösung), Luft (homogene Mischung), Schaum (heterogener Schaum, Nebel (heterogener Nebel), Granit (heterogenes Gemenge), Rauch (heterogener Rauch), Flusswasser (heterogene Suspension)

• Sie wissen, dass es zum Verdunsten und Verdampfen von Flüssigkeiten Energie braucht. Sie können einfache Probleme in diesem Zusammenhang lösen.

• Sie wissen, dass beim Kondensieren von Flüssigkeiten Energie frei wird. Sie können einfache Probleme in diesem Zusammenhang lösen.

• Sie können mit Hilfe von der Schmelzwärme erklären, wie man aus Kochsalz und Eis „Kälte“ macht.

Man mischt Eis und Kochsalz. Das Eis schmilzt. Dazu braucht es Wärme. Dies ist die Schmelzwärme. Die Schmelzwärme kommt vom Wasser selbst. Dieses kühlt sich deshalb ab.

• (Sie können den Temperaturverlauf beim Schmelzen eines Feststoffes und beim Erstarren einer Flüssigkeit grafisch aufzeichnen oder eine entsprechende Grafik richtig erklären.)

• (Sie können den Temperaturverlauf beim Verdampfen einer Flüssigkeit und beim Kondensieren eines Gases grafisch aufzeichnen oder eine entsprechende Grafik richtig erklären.)

• (Sie können drei Techniken zur Gewinnung von Trinkwasser aus Meerwasser in einigen Sätzen und ev. Mit einer Skizze genauer beschreiben. Sie nennen die Trennmethoden, die dabei zur Anwendung kommen. Sie können für ein bestimmtes Problem eine sinnvolle Technik auswählen.

Verdunstungsverfahren: Man leitet Meerwasser in ein Becken, das mit Glas überdeckt ist und einen schwarzen Kunststoffboden hat. Durch die Glasscheiben kann das Sonnenlicht ungehindert eindringen, aber die Wärme nicht mehr hinaus. Dann verdunstet das Salzwasser, kondensiert aber an den Glasscheiben wieder, und läuft dem Glas hinab, bis zu einer Auffangrinne, aus der man destilliertes Wasser abzapfen kann. Trennmethode: Verdunstung. Trennprinzip: Unterschiedliche Siedetemperaturen von Salz und Wasser.

Destillationsverfahren: In einem Heizkessel heizt man Salzwasser, bis es verdampft. Dann leitet man den Wasserdampf solange durch eine Heizschlange in einem Salzwassertank, bis das Salzwasser im Tank verdampft, und der Wasserdampf kondensiert. Das verdampfte Wasser nutzt man, um zusätzlich einen weiteren Kessel zu erwärmen, dabei kondensiert das Wasser. Aber damit das Wasser besser verdampft, muss man einen Unterdruck herstellen. Man kann einige Kessel hintereinander stellen, der Unterdruck muss jedoch immer grösser werden, und der Effekt wird immer kleiner. Trennmethode: Destillation Trennprinzip: Unterschiedliche Siedetemperaturen von Salz und Wasser.

Membranverfahren: Man presst Salzwasser durch dünne Kunststofffolien, dabei bleibt das gelöste Salz zurück und nur das Wasser kann durch. Weil der benötigte Druck, um das Wasser durchzudrücken vom Salzgehalt abhängt, eignet sich diese Methode vor allem bei kleinerem Salzgehalt. Trennmethode: Filter Trennprinzip: Das Wasser muss aus kleineren Teilchen aufgebaut sein als das gelöste Salz. )

• (Sie können die wesentlichen Schritte bei der Gewinnung von Zucker aus Zuckerrüben korrekt und in der richtigen Reihenfolge beschreiben.

Aus 100kg Zuckerrüben werden etwa 16 kg Rohzucker und 2.5 kg Melasse gewonnen. Zuerst werden die Zuckerrüben gewaschen. Dann kommen sie in ein Schnitzelwerk. Anschliessend werden die Zuckerrübenstückchen in einem grossen Kessel voll heissem Wasser gebrüht. Im Kessel neben an wird das ganze dann ausgelaugt. Die Abfälle, die beim Auslaugen entstehen werden als Futtermittel verwendet. Die Flüssigkeit nennt man Rohsaft. Dann wird Kalkmilch beigegeben und das ganze wieder gereinigt (ausgefällt). Anschliessend wird noch Kohlensäure (CO2) beigegeben. Aus dem Abfall entsteht Dünger. Dann gelangt die Flüssigkeit, nun Dünnsaft genannt in einen Kessel mit einem Vakuum, wo der Dünnsaft mit Puderzucker eingedickt wird. Es entsteht der Dicksaft. Der Dicksaft wird schliesslich zentrifugiert, getrocknet und abgefüllt. Aus der Zuckerrübe ist nun Weisszucker geworden. In der Zentrifuge entsteht auch noch ein Abfallprodukt, Melasse genannt. Es wird als Futtermittel verwendet.)

• Sie können die Technik der Dünnschichtchromatografie in einigen Sätzen mit Hilfe einer Skizze erklären.

Bei der Dünnschichtchromatografie nimmt man ein Plättchen mit porösem Pulver. Man zeichnet eine Startlinie und tut darauf die Flüssigkeit. Das ganze wird in ein Glas mit Laufmittel gehalten. Die Flüssigkeit steigt durch Kapilarkraft, je nach Löslichkeit und je nach Haftfähigkeit weit oder nicht so weit auf.

• Sie können vier Metalle nennen, die in der Natur in elementarer Form vorkommen. Sie kennen deren Symbol.

Gold (Au), Silber (Ag), Platin (Pt), Eisen (Fe)

• Sie können vier Metalle nennen, die bereits in der Antike bekannt waren. Sie kennen deren Symbol.

Eisen (Fe), Gold (Au), Silber (Ag), Quecksilber (Hg)

• Sie kennen di vier wichtigsten Stoffe in der Luft und die vier häufigsten Elemente in der Erdkruste (ungefähre prozentuale Anteile)

Luft:

Erde: Sauerstoff (50%), Silicium (25%), Aluminium (8%), Eisen (5%)

• Sie können Elektrolyse von Wasser mit einer Skizze und den verschiedenen Schreibweisen von chemischen Reaktionen beschreiben.

+ Pol Sauerstoff – Pol Wasserstoff, doppelt so viel Wasserstoff wie Sauerstoff.

2H2O Elektrolyse O2 + 2H2

• Sie können die Bildung von Wasser aus Wasserstoff und Sauerstoff mit den verschiedenen Schreibweisen von chemischen Reaktionen beschreiben.

2H2 + O2  2H2O

• Sie können erklären, wie wir die Reaktion von Sauerstoff mit Wasserstoff zur Energienutzung verwenden können. Sie verstehen, wann es eine Knallgasexplosion geben kann.

Bei dieser Reaktion wird Wärme frei, die man als Heizung, oder sonstiges nutzen könnte, man kann jedoch auch die Explosionskraft nutzen um z. B. einen Kolben im Motor anzutreiben, doch das ist noch nicht gut genug ausgereift… Eine Knallgasexplosion kann es nur geben, wenn es genug heiss ist (so um die 500-600 C°) und wenn es im Verhältnis, zu den anderen Stoffen im Raum genug Wasserstoff und Sauerstoff hat. Am besten genau zwei drittel Wasserstoff ein drittel Sauerstoff.