G rundw issen Chem ie

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1 G rundw issen Chem ie K lasse 8: F rage 1 51 K lasse 9: F rage K lasse 10: F rage (zusam m engestellt von der Chem iefachgruppe F reiberg anhand des Chem ielehrplanes für M ittelschulen in Sachsen, überarbeitet von den Chem ielehrerinnen der O berschule B rand-e rbisdorf) 1

2 Frage- Nr Klasse Frage Antwort Gib 3 Verhaltensregeln zum Verhalten im Fachunterrichtsraum Nenne 3 Verhaltensregeln beim Experimentieren! Definiere den Begriff Stoffe. Nenne 4 Stoffe. Gib je eine Verwendung Gib an, woran man Stoffe erkennt. o nicht essen und trinken o Anweisungen der Lehrkraft befolgen o Arbeitsplätze ordentlich und sauber verlassen o Schutzkleidung (Kittel, Brille, Handschuh) o erst Arbeitsanweisung durchlesen - dann experimentieren und unbedingt Anweisungen der Lehrkraft befolgen o beim Arbeiten mit dem Brenner lange Haare zusammenbinden Stoffe sind Materialien, aus denen Körper bestehen. o Kochsalz - Speisewürze o Kupfer - Elektrokabel o Alkohol - Reinigungsmittel o Zucker - Speisewürze Stoffe erkennt man an ihren typischen (charakteristischen) Eigenschaften. Nenne 5 typische (charakteristische) Eigenschaften von Stoffen. o Aggregatzustand o Farbe 6 8 o Geruch o Wasserlöslichkeit o Brennbarkeit 7 8 Definiere den Begriff Reinstoffe. Ein Reinstoff besteht nur aus einem Stoff Gin an, woran man Stoffgemische erkennt. Nenne 3 Verfahren, um Stoffgemische zu trennen. Erkläre die Trennung eines Eisen- Kochsalz-Sand-Gemisches. Gib die zum Trennen ausgenutzte Eigenschaften Nenne 3 Metalle und je eine Verwendung. Nenne 5 typische (charakteristische) Eigenschaften aller Metalle. Erläutere am Beispiel des Kupfers den Zusammenhang zwischen Eigenschaften und Verwendung. [3] Gib drei Nichtmetalle mit Namen und Formeln Definiere den Begriff chemisches Element. Gib an, woraus alle Stoffe bestehen. Gib an, aus welchen Teilchen Stoffe bestehen können. Definiere den Begriff Atome. Ein Stoffgemisch besteht aus mindestens zwei Reinstoffen. o Filtrieren o Dekantieren (Abgießen) o Eindampfen Eisen: mit Magneten (magnetisch) Sand: Aufschlämmung herstellen, dekantieren (Dichte) Kochsalz: eindampfen (unterschiedliche Siedetemperatur) Erkläre = Sätze! o Kupfer Heizungsrohre o Gold Schmuck o Eisen - Eisenträger o fest (außer Quecksilber) o elektrisch leitfähig o wärmeleitfähig o verformbar o glänzend o elektrisch leitfähig Elektrokabel o wärmeleitfähig Heizungsrohre o bildet eine Oxidschicht (Schutzschicht) - Dacheindeckung, Dachrinnen o Kohlenstoff C, o Schwefel S o Wasserstoff H 2 Elemente sind Stoffe, die nur aus einer Atomart bestehen. Alle Stoffe bestehen aus Teilchen. Atome, Moleküle, Baueinheiten Atome sind die kleinsten Teilchen, aus denen Stoffe aufgebaut sind. 2

3 Beschreibe den Bau eines Aluminium-Atoms. Im Atomkern befinden sich 13 Protonen, die elektrisch positiv geladen sind. In der Atomhülle halten sich 13 Elektronen auf, die elektrisch negativ geladen. Nach außen ist das Atom elektrisch neutral. Definiere den Begriff Moleküle. Moleküle sind Teilchen, die aus mindestens 2 Atomen bestehen. Nenne 5 Stoffe, die aus Molekülen bestehen und gib deren Formel Definiere den Begriff Symbol. Gib an, wofür eine Formel steht. Nenne die Hauptbestandteile der Luft mit ihren prozentualen Angaben. Beschreibe, wie man Sauerstoff und Stickstoff experimentell voneinander unterscheiden kann. Beschreibe den Nachweis von Wasserstoff. Gib die Zusammensetzung von Knallgas Definiere den Begriff chemische Verbindung. Gib die Bedeutung von Wasser als lebensnotwendigen Stoff (4) o Stickstoff N 2 o Sauerstoff O 2 o Wasser H 2 O o Ozon O 3 o Alkohol (Ethanol) C 2 H 5 OH Das Symbol ist ein international vereinbartes Zeichen für ein chemisches Element. Die Formel kennzeichnet einen chemischen Stoff. Sauerstoff (20%), Stickstoff (80%) mit der Glimmspanprobe: Sauerstoff - glimmender Holzpan beginnt zu brennen Stickstoff - glimmender Holzspan geht aus mit der Knallgasprobe: leises Abbrennen / leichte Verpuffung reiner Wasserstoff pfeifendes Geräusch / Knall Knallgas Knallgas ist ein Gemisch aus Wasserstoff und Sauerstoff. Eine chemische Verbindung ist ein Stoff, der aus mehreren Elementen zusammengesetzt ist. Wasser ist ein Lösungs-, Transport-, Reinigungs- und Nahrungsmittel. Definiere den Begriff Lösung. Eine Lösung ist ein Stoffgemisch aus einer Flüssigkeit und einem festen (flüssigen oder gasförmigen) Stoff. Die Stoffe sind nicht mehr an allen ihren Eigenschaften erkennbar. Definiere eine chemische Reaktion. Eine chemische Reaktion ist ein Vorgang, bei dem eine Stoffumwandlung verbunden mit einer Erläutere den Begriff Stoffumwandlung. Erläutere den Begriff Energieumwandlung. Definiere Ausgangsstoffe. Definiere Reaktionsprodukte. Erläutere den Unterschied zwischen einer Wort- und einer Reaktionsgleichung. Energieumwandlung abläuft. Bei einer Stoffumwandlung ändern sich die Eigenschaften der Stoffe. Es entstehen neue Stoffe mit neuen Eigenschaften. Bei einer Energieumwandlung wird chemische Energie in Wärmeenergie umgewandelt. Dabei können Lichterscheinungen auftreten. Ausgangsstoffe sind Stoffe, die vor einer chemischen Reaktion vorliegen. Reaktionsprodukte sind Stoffe, die bei einer chemischen Reaktion gebildet werden. Die Wortgleichung gibt nur die Namen der Ausgangsstoffe und Reaktionsprodukte einer chemischen Reaktion Die Reaktionsgleichung ist eine Kennzeichnung der chemischen Reaktion mithilfe der chemischen Zeichensprache (Formeln). 3

4 Erkläre den Begriff exotherme Reaktion. Erkläre den Begriff endotherme Reaktion. Beschreibe die Zusammensetzung von Oxiden. Definiere den Begriff Oxidation. Definiere den Begriff Reduktion. Definiere den Begriff Redoxreaktion. Erkläre den Begriff Oxidationsmittel. Erkläre den Begriff Reduktionsmittel. Nenne alle chemisch-technischen Arbeitsweisen. Erläutere den Wärmeaustausch im Gegenstromprinzip. Erläutere die kontinuierliche Arbeitsweise. Erläutere die periodische (diskontinuierliche) Arbeitsweise. Formuliere das Gesetz der Erhaltung der Masse. Definiere die Stoffmenge. Gib den Zusammenhang zwischen Teilchen und Stoffmenge Definiere die Molare Masse eines Stoffes. Definiere das Molare Volumen eines Stoffes. Eine exotherme Reaktion ist eine Reaktion mit Energieabgabe. (Beobachtung: es wird z.b. warm, eventuell Lichterscheinung, Explosion) Eine endotherme Reaktion ist eine Reaktion mit Energieaufnahme. (Beobachtung: es wird z.b. kälter, da Wärme der Umgebung entzogen wird) Oxide sind Verbindungen mit Sauerstoff. 1. Oxidation ist eine chemische Reaktion, bei der sich ein Stoff mit Sauerstoff verbindet. 2. Oxidation ist eine Teilreaktion der Redoxreaktion, bei der Sauerstoff aufgenommen wird. Reduktion ist eine Teilreaktion der Redoxreaktion, bei der Sauerstoff abgeben wird. Eine Redoxreaktion ist eine chemische Reaktion, bei der Oxidation und Reduktion gleichzeitig ablaufen. Als Oxidationsmittel wirkt der Ausgangsstoff, der Sauerstoff abgeben kann. Er wird selbst reduziert. Als Reduktionsmittel wirkt der Ausgangsstoff, der Sauerstoff aufnehmen kann. Er wird selbst oxidiert. o Wärmeaustausch o Gegenstromprinzip o kontinuierliche Arbeitsweise o periodische (diskontinuierliche) Arbeitsweise o Kreislaufprinzip Arbeitsweise, bei der die kalten, festen Ausgangsstoffe und die heißen, gasförmigen Reaktionsprodukte im Reaktionsapparat entgegen strömen und dadurch den Wärmeaustausch zwischen Ausgangsstoffen und Reaktionsprodukten ermöglichen. Arbeitsweise bei chemisch-technischen Verfahren, bei der die Ausgangsstoffe ständig dem Reaktionsapparat zugeführt werden, die Stoffe ununterbrochen reagieren und die Reaktionsprodukte ständig abgeführt werden. (Apparat arbeitet ununterbrochen) Arbeitsweise bei chemisch-technischen Verfahren, bei der die Beschickung mit Ausgangsstoffen, die chemische Reaktion und die Entnahme der Reaktionsprodukte nacheinander nach Abschluss der Reaktion erfolgen. Die Gesamtmasse der Ausgangstoffe ist gleich der Gesamtmasse der Reaktionsprodukte (in einem abgeschlossenen System). Die Stoffmenge gibt die Teilchenanzahl einer Stoffprobe Teilchen werden zu 1 mol zusammengefasst. Die Molare Masse M eines Stoffes gibt Masse von einem Mol dieses Stoffes Das Molare Volumen V m eines Stoffes gibt das Volumen von einem Mol dieses Stoffes 4

5 Gib das Molare Volumen aller Gase unter Normbedingungen Nenne 4 typische Eigenschaften der Salze. Gib den Aufbau von Salzen Definiere Außenelektronen. Definiere Ionen. Beschreibe die Bildung positiv bzw. negativ geladener Ionen. Definiere Ionenbindung. Erkläre den Begriff Elektronenschale. Begründe die elektrische Leitfähigkeit der Salzlösungen und Salzschmelzen im Gegensatz zu den festen Salzen. Gib zwei Metallhydroxide und deren Lösungen mit chemischen Namen, Trivialnamen und je einer Verwendung Definiere basische / alkalische Lösungen / Laugen. Beschreibe den Nachweis der Hydroxid-Ionen. Gib zwei Säuren und deren Lösungen mit chemischen Namen, Trivialnamen und je einer Verwendung 5 Unter Normbedingungen beträgt das Molare Volumen eines gasförmigen Stoffes V m = 22,4 l, d.h. ein Mol eines Gases hat ein mol Volumen von 22,4 Liter. o fest o meist weiß und kristallin o hohe Schmelz- und Siedetemperatur o fest: nicht elektrisch leitfähig; Schmelzen, Lösungen: elektrisch leitfähig Salze sind aus Ionen aufgebaut, die regelmäßig im Ionengitter angeordnet sind. Sie halten durch starke Anziehungskräfte zusammen. Außenelektronen sind die Elektronen, die sich am weitesten vom Atomkern befinden. Ionen sind elektrisch geladene Teilchen der Größenordnung der Atome. Positiv geladene Ionen entstehen durch Abgabe von Außenelektronen. Diese Ionen besitzen mehr Protonen als Elektronen. Negativ geladene Ionen entstehen durch Aufnahme von Ionen bis eine stabile Achterschale erreicht wird (Oktettregel). Diese Ionen besitzen mehr Elektronen als Protonen. Eine Ionenbindung ist eine Art der chemischen Bindung bei der sich elektrisch positiv geladen Ionen und elektrisch negativ geladene Ionen stark anziehen. Eine Elektronenschale ist der Aufenthaltsraum der Elektronen in der Atomhülle. Salzlösungen und Salzschmelzen leiten den elektrischen Strom, weil freibewegliche Ladungsträger (Ionen) vorhanden sind. Feste Salze leiten den elektrischen Strom nicht, weil keine freibeweglichen Ladungsträger (Ionen) vorhanden sind. o Feststoff: Natriumhydroxid, Ätznatron, Rohrreiniger Lösung: Natriumhydroxidlösung, Natronlauge, zum Laugen von Brezeln o Feststoff: Calciumhydroxid, Löschkalk; Baustoff Lösung: Calciumhydroxidlösung, Kalkwasser; Neutralisationsmittel, Nachweismittel für CO 2 Eine basische / alkalische Lösung / Lauge ist eine Lösung, in der Hydroxid-Ionen (OH - ) enthalten sind. Hydroxid-Ionen werden mit Unitest-Indi-kator nachgewiesen. Dabei ist eine Blaufärbung des Unitests zu beobachten. o Chlorwasserstoffsäure, Salzsäure, zum Entfetten von Mörtelresten o Schwefelsäure, -, als Akku-säure in KFZ- Batterien

6 Definiere saure Lösungen. Beschreibe den Nachweis der Wasserstoff-Ionen. Beschreibe den Nachweis der Chlorid-Ionen. Beschreibe den Nachweis der Sulfat-Ionen. Gib drei Verhaltensregeln beim Umgang mit sauren und basischen Lösungen an und begründe diese. Gib den Namen und das Wesen der chemischen Reaktion an, bei der eine saure und eine basische Lösung miteinander reagieren. Gib die verkürzte Reaktionsgleichung in Ionenschreibweise für die Neutralisation Erläutere die Bedeutung der Neutralisation an zwei Beispielen. Definiere neutrale Lösungen. Definiere den ph-wert. Gib den wissenschaftlichen Namen, drei Eigenschaften und zwei Verwendungen von Ethylalkohol Gib zwei Möglichkeiten für die Herstellung von Ethanol an (Wortgleichung). Beschreibe den Bau eines Ethanolmoleküls. Definiere Kohlenwasserstoffe. Definiere gesättigte Kohlenwasserstoffe. 6 Eine saure Lösung ist eine Lösung, in der Wasserstoffionen (H + ) enthalten sind. Wasserstoff-Ionen werden mit Unitest-Indikator nachgewiesen. Dabei ist eine Rotfärbung des Unitests zu beobachten. Chlorid-Ionen werden mit Silbernitratlösung nachgewiesen. Dabei ist ein weißer Niederschlag des Silberchlorids zu beobachten. Sulfat-Ionen werden mit Bariumchloridlösung nachgewiesen. Dabei ist ein weißer Niederschlag des Bariumsulfats zu beobachten. o Schutzkleidung (Kittel, Brille, Handschuhe) - da saure und basische Lösungen ätzend sind; o verschüttete Säuren und Hydroxidlösungen sofort mit einem Lappen und viel Wasser wegwischen; gelangen Säuren / Hydroxidlösungen ins Auge mit viel Wasser ausspülen und sofort zum Arzt - da Ätzgefahr o Verdünnungsregel beachten, da große Wärmeentwicklung, Spritzgefahr Neutralisation: ist eine chemische Reaktion, bei der die Wasserstoff-Ionen der sauren Lösung und die Hydroxid-Ionen der basischen Lösung zur neutralen Lösung Wasser reagieren. H + + OH - H 2 O o Neutralisation saurer Böden in der Landwirtschaft beim Anbau von Erdbeeren durch Kalken, da sie einen basischen Boden zum Wachstum benötigen o Abwasserreinigung basischer Abwässer durch Salz- oder Schwefelsäure, um das biologische Gleichgewicht der Pflanzen- und Tierwelt aufrecht zu erhalten Neutrale Lösungen sind wässrige Lösungen, in denen weder ein Überschuss an Wasserstoff- Ionen noch ein Überschuss an Hydroxid-Ionen vorhanden ist. Der ph-wert ist ein Maß für die Stärke einer sauren bzw. basischen Lösung und gibt den Anteil der Wasserstoff-Ionen (H + ) in der Lösung wissenschaftlicher Name: Ethanol Eigenschaften: farblos, alkoholischer Geruch, brennbar Verwendung: Genuss-, Reinigungsmittel alkoholische Gärung: Glucose (+ Biokatalysatoren) Ethanol + Kohlenstoffdioxid technische Herstellung: Ethen + Wasser Ethanol Ein Ethanolmolekül besteht aus 2 Kohlenstoff- Atomen, 5 Wasserstoff-Atomen und einer Hydroxylgruppe. Kohlenwasserstoffe sind Stoffe, die nur die Elemente Kohlenstoff und Wasserstoff enthalten. Gesättigte Kohlenwasserstoffe sind Kohlenwasserstoffe mit nur Einfachbindungen zwischen den Kohlenstoffatomen im Molekül.

7 Definiere ungesättigte Kohlenwasserstoffe. Definiere eine Atombindung. Erläutere, was man unter einer fraktionierten Destillation versteht. Gib die Reaktionsprodukte an, die bei der vollständigen Verbrennung von Kohlenwasserstoffen entstehen. Beschreibe den Kohlenstoffdioxidnachweis. Gib den chemischen Stoff mit Name und Formel an, der sich hinter den Begriffen Kalkstein, Kesselstein, Marmor, Kreide verbirgt. Erläutere den Unterschied zwischen Thermoplaste und Duroplaste. Durch welche chemische Reaktion können Kunststoffe hergestellt werden? Definiere diese Reaktionsart. Definiere die Begriffe Monomer und Polymer. Gib den Grundbaustein der Kohlenhydrate mit Namen und Symbol Beschreibe den Glucosenachweis. Beschreibe den Stärkenachweis. Gib die Grundbausteine der Fette Beschreibe den Nachweis ungesättigte Fettsäuren. Gib den Grundbaustein der Eiweiße Ungesättigte Kohlenwasserstoffe sind Kohlenwasserstoffe mit mindestens einer Mehrfachbindung zwischen den Kohlenstoffatomen im Molekül. Eine Atombindung ist Art der chemischen Bindung, bei der 2 Atome durch ein gemeinsames Elektronenpaar verbunden sind. Die fraktionierte Destillation ist ein Verfahren zur Trennung eines Stoffgemisches aufgrund unterschiedlicher Siedetemperaturen in Teilstoffgemische (Fraktionen). Kohlendioxid und Wasser Kohlenstoffdioxid wird mit Barytwasser oder Kalkwasser nachgewiesen. Dabei ist eine weiße Trübung / ein weißer Niederschlag des Bariumcarbonats / Calciumcarbonats zu beobachten. Calciumcarbonat CaCO 3 Thermoplaste erweichen beim Erhitzen und sind verformbar. Duroplaste zersetzen sich beim Erhitzen ohne zu erweichen. Kunststoffe können durch eine Polymerisation hergestellt werden. Eine Polymerisation ist eine chemische Reaktion, bei der aus Monomeren unter Aufspaltung der vorhandenen Mehrfachbindungen Polymere entstehen. Ein Monomer ist ein Einzelmolekül. Ein Polymer ist ein Riesenmolekül, das aus vielen Einzelmolekülen gebildet wird. Grundbaustein: Glucose O Nachweismittel: Fehlingsche Lösung I und II Beobachtung: orange-roter Niederschlag Nachweismittel: Iod-Kaliumiodidlösung Beobachtung: violetter bis tiefschwarzer Niederschlag Grundbaustein: Glycerol und Fettsäuren Nachweismittel: Bromat-/Bromidlösung bzw. basische Kaliumpermanganatlösung Beobachtung: Entfärbung des Nachweismittels Grundbaustein: Aminosäuren 7

8 96 10 Beschreibe den Nachweis der Eiweiße. 1. Biurettreaktion: Nachweismittel: Natronlauge, Fehlingsche Lösung I Beobachtung: Violettfärbung der Lösung oder 2. Xantoproteinreaktion: Nachweismittel: Salpetersäure Beobachtung: Gelbfärbung der Lösung Beschreibe die Gerinnung von Eiweißen. (Denaturierung) Gib 3 Stoffklassen der Chemie und je ein Beispiel Definiere eine Metallbindung. Gib die Bildung saurer Lösungen Gib die Bildung basischer Lösungen Gib an, mit welchen Stoffgruppen saure Lösungen reagieren können (Salzbildungsreaktionen) Nenne die 4 Merkmale einer chemischen Reaktion. Gib die Eigenschaften von Katalysatoren Eiweiße gerinnen bei Zugabe von Ethanol, Salzsäure oder einer Hydroxidlösung. Das Eiweiß bgerinnt ebenfalls beim Erhitzen. o Metalle Silber o Molekülsubstanzen Wasserstoff o Ionensubstanzen - Kochsalz (Natriumchlorid) Eine Metallbindung ist eine Art der chemischen Bindung, bei der sich positiv geladene Metall- Ionen und freibewegliche Elektronen gegenseitig anziehen. Nichtmetalloxid + Wasser saure Lösung; Sonderform: Bildung von Salzsäure Chlorwasserstoff + Wasser Salzsäure Metall + Wasser basische Lösung + Wasserstoff Metalloxid + Wasser basische Lösung o Saure Lösung + unedles Metall Salzlösung + Wasserstoff o Saure Lösung + Metalloxid Salzlösung + Wasser o Saure Lösung + Metallhydroxidlösung Salzlösung + Wasser o Stoffumwandlung o Energieumwandlung o Änderung und Umbau der Teilchen o Änderung und Umbau der chemischen Bindung o Erhöhung der Reaktionsgeschwindigkeit o Selektive (auswählende) Wirkung o Wiederverwendbarkeit o wird nicht verbraucht o nimmt nicht an der chemischen Reaktion teil Autokatalysator: wandelt giftige Stoffe in ungiftige Stoffe um Gib drei Möglichkeiten der Reaktionsgeschwindigkeit chemischer Reaktionen Biokatalysatoren (Enzyme): bewirken Stoffwechselvorgänge im Organismus o Erhöhung der Temperatur der Ausgangsstoffe o Erhöhung der Konzentration der Ausgangsstoffe o Einsatz eines Katalysators Änderung des Druckes nur bei gasförmigen Stoffen 8

9 Steckbriefform: chemischer Name: Trivialname: Symbol / Formel: Eigenschaften: Symbol / Formel und Molare Masse sind keine Eigenschaften! mit den Sinnen erkennbar: Aggregatzustand: Farbe: Glanz: Geruch: mit Experiment bestimmbar: Wasserlöslichkeit: Brennbarkeit: elektrische Leitfähigkeit: Wärmeleitfähigkeit: Härte: Verformbarkeit: Magnetismus: Korrosionsbeständigkeit: Schmelztemperatur: Siedetemperatur: Dichte: Verwendung: (ev. ansprechende Abbildungen einfügen) Bau: (exakte Angabe der Teilchen) Nachweis: (mit Nachweismittel, Beobachtung, Ursache der Beobachtung) Hinweis: Auf der Rückseite muss immer eine vollständige Quellenangabe angegeben werden. 9

10 Protokollform: Name: Klasse: Datum: Thema: Aufgabe: Vorüberlegungen: Antworten zu den Fragen der Vorüberlegungen, eigene Vorüberlegungen zur Durchführung Geräte und Chemikalien: Durchführung: Aufzählung der ausgeführten Tätigkeiten als Stichpunkte oder beschriftete Skizze Beobachtungen: Notizen über die beobachteten Erscheinungen (ist nur das, was man sieht, hört, riecht und schmeckt aber nicht im Chemieunterricht) Auswertung: Deuten der beobachteten Erscheinungen, Antworten zu den Aufgaben der Auswertung, Berechnen von Größen, Aufstellen von chemischen Reaktionsgleichungen Hinweis: Bei einem Kurzprotokoll werden die Vorüberlegungen nur mündlich bearbeitet und nicht aufgeschriben. 10