Chemisches Grundpraktikum

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Emil Armbruster
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1 Chemisches Grundpraktikum Lehrerhandbuch für die Sekundarstufe I Von Prof. Dr. Hermann Raaf und Prof. Martin Radau A Bibliothek Band 1 Anorganische Chemie d. Fachbereichs 3 der Technischen Hochschule Darmsfadt fl AULIS VERLAG DEUBNER & CO KG KÖLN

2 INHALTSVERZEICHNIS EINLEITUNG XIII I. STOFFE UND CHEMISCHE VORGÄNGE 1. Körper und Stoffe. ' Unterscheidung von Stoffen Weitere Eigenschaften von Stoffen Chemische Vorgänge 4 2. Stoffumwandlungen bei Metallen ' Wie verhalten sich die Metalle beim Erhitzen? Wie reagieren Metalle in Pulverform? Wie verhalten sich Metalle, wenn die Luft ferngehalten wird? Gewichtsveränderungen bei Oxidationen Rostbildung und Rostschutz Luft und Verbrennungsvorgänge Welche Rolle spielt die Luft beim Verbrennen? Welcher Teil der Luft unterhält die Verbrennung? Welche Bedeutung hat die Restluft"? Darstellung und Eigenschaften des Sauerstoffs..' Darstellung aus Kaliumpermanganat Darstellung aus Wasserstoffperoxid Verbrennungsversuche in Sauerstoff Einfache Formulierung chemischer Vorgänge Reduktion Umkehrung der Oxidation Vom Feuern und Heizen Wann brennen Holz und Kohle? das Wesen der Flamme Heizen mit Heizöl ' Ersatz des verbrauchten Sauerstoffs Gemische, Verbindungen, Elemente Gemische (Gemenge) und deren Trennung 31 VII

3 Trennung durch Auslesen -_^_^_!_ Trennung durch Herauslösen eines Gemischbestandteils Trennung durch Schlämmen Magnetische Trennung Die chemische Verbindung Darstellung von Eisensulfid Auch andere Metalle verbinden sich mit Schwefel Die Trennung (Analyse) einer chemischen Verbindung Chemische Elemente (Grundstoffe) Die Bausteine der Materie Die chemische Zeichensprache Atome und Atomverbände Methodische Hinführung zum Atombegriff Das Atommodell im Chemieunterricht der Sekundarstufe I Veranschaulichung der Atomdimensionen Symbole, Formeln und Gleichungen Die Formel Reaktionsgleichung chemische Gleichung Das Wasser Reinigung des Wassers durch Filtrieren Verschmutzung des Wassers durch Mineralöl Reinigung des Wassers durch Destillieren Wasser als Lösungsmittel Chemische Zusammensetzung des Wassers Qualitative Analyse des Wassers Quantitative Analyse des Wassers Der Wasserstoff Darstellung des Wasserstoffs Eigenschaften des Wasserstoffs Knallgas und Knallgasprobe Verwendung von Wasserstoff Synthese des Wassers Wasserstoffperoxid Der Kohlenstoff und sein Oxide Das Element Kohlenstoff Vorkommen und Modifikationen des Kohlenstoffs Kohlenstoff als Adsorptionsmittel Kohlendioxid Vom Element zum Oxid 63 VIII

4 Sprudel, eine natürliche QuelleJür Kohlendioxid Darstellung und Eigenschaften des Kohlendioxids."" Nachweis des Kohlenstoffs Kohlenmonoxid das Giftgas der großen Städte Entstehung von Kohlenmonoxid, Eigenschaften des Kohlenmonoxids Kohlenmonoxid ein technisches Reduktionsmittel Vergasung der Kohle Wassergas Verhinderung und Bekämpfung von Bränden Kohlendioxid löscht Brände Wasser ist nicht immer ein Löschmittel Chemische Grundgesetze Gesetz von der Erhaltung der Masse Gesetz von den konstanten Massenverhältnissen Erklärung der beiden ersten chemischen Grundgesetze Gesetz von den vielfachen Massenverhältnissen Quantitative Auswertung von Formeln und Reaktionsgleichungen Die Atommasse und die Atommasseneinheit Die Einführung des Begriffs Mol" Beispiele für die quantitative Auswertung chemischer Formeln Experimentelle Bestimmung von Formeln anorganischer Stoffe Der Begriff der Wertigkeit 86 II. SÄUREN, LAUGEN UND SALZE 1. Indikatoren für Säuren, Laugen und Salzlösungen Indikatoren pflanzlicher und synthetischer Herkunft Säuren und Laugen reagieren miteinander Das Kochsalz Bedeutung des Kochsalzes für die Menschen Vorkommen und Gewinnung von Kochsalz ' Die Entstehung der Salzlagerstätten Untersuchung der Zusammensetzung von Kochsalz Kochsalz als chemischer Rohstoff Wichtiges über Chlorgas 93 IX

5 3. Die Chemie der Laugen Vom Natrium zur Natronlauge ' Vom Kalium zur Kalilauge Laugen aus Metalloxiden und Wasser Salmiakgeist, eineflüchtigelauge Ammoniak ein Laugenbildner Die Entstehung von Ammoniak Wir experimentieren mit Ammoniak Säuren die Gegenspieler der Laugen Die erste Säure des Schwefels (schweflige Säure) Schwefelsäure Herstellung der Schwefelsäure Eigenschaften der Schwefelsäure Schwefelwasserstoff ein übles Gas Darstellung von Schwefelwasserstoff Hl Nachweis und Eigenschaften des Schwefelwasserstoffs Salzsäure die bekannteste Säure Herstellung der Salzsäure Elektrolyse der Salzsäure Synthese des Chlorwasserstoffs aus den Elementen Nachweis der Salzsäure Die Salpetersäure Salpeter (Kaliumnitrat, Natriumnitrat) Die chemische Zusammensetzung der Salpeter Darstellung von Schwarzpulver Darstellung der Salpetersäure Technische Herstellung der Salpetersäure katalytische Oxidation Salpetersäure als Scheidewasser Phosphor und Phosphorsäure Der Phosphor Aus Phosphor entsteht Phosphorsäure Nachweis der Phosphorsäure Gemeinsamkeiten bei Säuren Salze und ihre Herstellung Wir synthetisieren Kochsalz Salze aus Säuren und Metallen Reaktion zwischen Säuren und Metalloxiden Einige Salze etwas genauer betrachtet 131 X

6 Salze der Kohlensäure Salze der Schwefelsäure Salze der Phosphorsäure Phosphate Salze als Düngemittel Salze in der Pflanze Wie werden die Salze wieder ersetzt? Stickstoffdünger aus der Luft Lösungen von Säuren, Salzen und Basen elektrochemisch betrachtet Leitende und leitende Lösungen _ Siedepunkte bei wässrigen Lösungen der Nichtelektrolyte Siedepunkte bei Lösungen der Elektrolyte (Salze, Laugen) Stromleitung in Elektrolytlösungen und deren Folgen Ionen unterscheiden sich auch in der Stärke der Ladung Ionen wandern sichtbar Chemische Reaktionen von der Ionenlehre her betrachtet Elektrolysen Salzbildungsreaktionen Fällungsreaktionen ; Didaktische Bemerkungen zur Erweiterung der Säure-Basen- 149 Theorie.: 149 DI. BAUSTOFFE GLAS KERAMIK 1. Kalkstein in Natur und Technik Kalkstein und Marmor, Vorkommen Das Metall Calcium Analyse des Kalksteines Branntkalk als Baustoff Kalkwasser Der Mörtel, ein wichtiger Baustoff Verwitterung von Kalkstein hartes" Wasser Kalksteinchemie Ionenlehre Gips ein weiterer Baustoff Analyse des Gipses Gips als Baustoff Gipsabdrücke...: Bauen mit Beton Sand, Ton, Kieselsäure Quarz und Sand Anhydride der Kieselsäure 166 XI

7 3.3. Silicate Salze der Kieselsäure Zement Beton Glas Doppelsalze der Kieselsäure Was ist Glas?._ Herstellung von Glas...'.' Glassorten Ton und Tonwaren Keramik Die Verwitterung des Urgesteins 173 IV. WICHTIGE GEBRAUCHSMETALLE 1. Metalle, Erze, Legierungen Metalleigenschaften Grundsätzliches über Metallgewinnung aus oxidischen Erzen Legierungen Eisen Eisenverhüttung Vom Erz zum Roheisen Hochofenprozeß Aus Roheisen wird Stahl Verfahren zur Stahlherstellung Eigenschaften des Stahl Der Nachweis des Eisens Aluminium, das Metall unserer Zeit Herstellung des Aluminiums Das Eloxalverfahren Der Thermitversuch Aluminium als Eisenlieferant 18/ 3.5. Aluminium im Haushalt Silber und die Chemie der Phototgraphie Silber im Haushalt Silbersalze sind lichtempfindlich Grundlage der Photographie Wir stellen uns einen Silberspiegel her Kupfer, das Metall des Elektrikers Flotation Verfahren zur Anreicherung von Kupfererzen Die elektrolytische Raffination des Kupfers Wir verkupfern einen Schlüssel Kupfer und Säuren 195 STICHWORTVERZEICHNIS 196 XII

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