10 Das war das ist Chemie. 12 Sicherheit beim Experimentieren. 22 Stoffe, Teilchen, Eigenschaften

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1 10 Das war das ist Chemie 12 Sicherheit beim Experimentieren 14 Verhalten im Fachraum Chemie 15 Werkstatt: Umgang mit dem Gasbrenner 16 Der Gasbrenner ein wichtiges Laborgerät 17 Strategie: Ein Experiment sicher durchführen 18 Der Umgang mit Chemikalien 20 Schlusspunkt: Sicherheit beim Experimentieren 21 Aufgaben 22 Stoffe, Teilchen, Eigenschaften 24 Werkstatt: Wir untersuchen Stoffe 25 Stoffeigenschaften mit den Sinnen wahrnehmen 26 Schmelzen, Verdampfen und zurück 27 Werkstatt: Temperaturkurven 28 Werkstatt: Schmelz- und Siedetemperatur 29 Werkstatt: Stoffe bestehen aus kleinsten Teilchen 30 Das Kugelteilchen-Modell 32 Teilchen bewegen sich 32 Schnittpunkt Geschichte: Die Entdeckung von Robert Brown 33 Aggregatzustände und Teilchenmodell 34 Strategie: Mind-Maps die andere Art, sich Notizen zu machen 35 Strategie: Partnerarbeit 36 Werkstatt: Löslichkeit 37 Die Löslichkeit eine messbare Stoffeigenschaft 38 Werkstatt: Wir bestimmen die Dichte 39 Die Dichte eine messbare Stoffeigenschaft 40 Lexikon: Wichtige Metalle 41 Die Stoffeigenschaften von Metallen 42 Stoffeigenschaften und elektrischer Strom 42 Werkstatt: Wir messen die elektrische Leitfähigkeit von Stoffen 43 Strategie: Wir erstellen einen Stoffsteckbrief 44 Werkstatt: Steckbrief von Trinkalkohol 45 Werkstatt: Den Stoffen auf der Spur 46 Strategie: Kartenmethoden Sichern von Wissen 47 Schlusspunkt: Stoffe, Teilchen, Eigenschaften 48 Aufgaben 2

2 50 Wasser, Mischen und Trennen 52 Werkstatt: Wasser und Eis 53 Wasser verhält sich anders 54 Eigenschaften von Wasser 55 Werkstatt: Auf, im und unter Wasser 56 Stoffgemische und Reinstoffe 58 Werkstatt: Einfache Trennverfahren 59 Filtrieren und Eindampfen 59 Werkstatt: Wir filtrieren und dampfen ein 60 Werkstatt: Was Filter leisten können 61 Stofftrennung durch Chromatografieren 62 Werkstatt: Wir entwickeln eine Destillationsapparatur 63 Trinkwasser durch Destillation 64 Schnittpunkt Umwelt: Das Weltwasser in Zahlen 65 Strategie: Gruppenpuzzle 66 Trinkwasser 68 Abwasser 70 Impulse: Wertstoffe durch Trennung 72 Lexikon: Trennverfahren von A bis Z 73 Schlusspunkt: Wasser, Mischen und Trennen 74 Aufgaben 76 Chemische Reaktion und Energieumsatz 78 Werkstatt: Kartoffelpuffer und Apfelmus 79 Werkstatt: Kupfer-Rot und Schwefel-Gelb 80 Die chemische Reaktion 82 Werkstatt: Aktiv machen womit? 83 Zuerst aktivieren... dann laufen lassen 84 Zerlegung und Bildung von Wasser 84 Schnittpunkt Geschichte: Wasser aus Feuer 86 Sauerstoff 87 Wasserstoff 88 Schnittpunkt Umwelt: Wasserstoff oder Benzin? 90 Werkstatt: Der elektrische Strom zerlegt Wasser 91 Platin wirkt als Katalysator 91 Schnittpunkt Geschichte: Das Platinfeuerzeug von Döbereiner 92 Schlusspunkt: Chemische Reaktion und Energieumsatz 93 Aufgaben 3

3 94 Luft und Oxidation 96 Bedingungen einer Verbrennung 98 Brandbekämpfung 99 Werkstatt: Versuche mit einer Kerze 100 Die Rolle des Sauerstoffs bei der Verbrennung 100 Werkstatt: Luft reagiert mit Kupfer 101 Die Zusammensetzung der Luft 102 Strategie: Ein Kreisdiagramm erstellen 103 Strategie: Diagramme am PC 104 Schnittpunkt Technik: Flüssige Luft 105 Werkstatt: Saure und alkalische Lösungen 106 Metalle reagieren mit Sauerstoff 107 Schnittpunkt Technik: Rosten 108 Das Bindungsbestreben von Metallen zu Sauerstoff 109 Werkstatt: Unterschiedlich starke Oxidation 110 Oxide des Kohlenstoffs 111 Nichtmetalle reagieren mit Sauerstoff 112 Schwefeldioxid wird aus dem Rauchgas entfernt 113 Strategie: Ein Plakat erstellen 114 Schnittpunkt Umwelt: Treibhauseffekt 115 Schnittpunkt Umwelt: Luftverschmutzung 115 Schnittpunkt Umwelt: Smog 116 Schnittpunkt Umwelt: Ozon am Boden 117 Schlusspunkt: Luft und Oxidation 118 Aufgaben Formelsprache, Reduktion und Redoxreaktion 122 Schnittpunkt Geschichte: Symbole im Wandel der Zeit 123 Strategie: Internetrecherche 124 Die Atomvorstellung von Dalton 125 Die chemische Reaktion als Umgruppierung von Teilchen 126 Die Entwicklung der heutigen Symbolschreibweise 127 Das Konzept der Wertigkeit 128 Strategie: Die Bildung chemischer Formeln 129 Die Reaktionsgleichung 130 Die Reduktion 131 Werkstatt: Die Reduktion von Metalloxiden 132 Die Redoxreaktion 134 Das Thermitverfahren 135 Schlusspunkt: Formelsprache, Reduktion und Redoxreaktion 136 Aufgaben

4 138 Atombau und Periodensystem 140 Alkalimetalle nicht aus dem Alltag 142 Schnittpunkt Geschichte: Feuerwerk voller Überraschungen 143 Werkstatt: Die Flammenfärbung bringt es an den Tag 144 Halogene Vorsicht! 146 Edelgase zu edel für die Chemie 147 Das Periodensystem der Elemente 148 Schnittpunkt Geschichte: Rutherford auf Spurensuche 149 Der Atomgröße und Atommasse auf der Spur 150 Das Kern-Hülle-Modell 152 Das Schalenmodell 154 Impulse: Historie der Atommodelle 156 Schnittpunkt Geschichte: Nobelpreisträger entdecken die Radioaktivität 157 Lexikon: Radioaktivität 158 Schnittpunkt Biologie: Strahlenschäden beim Menschen 160 Schnittpunkt Technik: Einblick in die Welt der Atome 161 Schlusspunkt: Atombau und Periodensystem 162 Aufgaben Bewegungsraum des 164 Chemische Bindungen 166 Kochsalz aus Sicht der Chemie 168 Die Bildung von Ionen 169 Die Ionenbindung 170 Werkstatt: Kristall und Modell 171 Eigenschaften von Salzen 172 Die Atombindung 174 Wasser, ein Dipol 176 Werkstatt: Ein Wasserstrahl lässt sich dressieren 176 Schnittpunkt Theorie: Die Elektronegativität 177 Strategie: Das Aufstellen von Strukturformeln 178 Wasser löst Salz 179 Die Ionenwanderung 180 Werkstatt: Wir untersuchen Metalleigenschaften 181 Die Metallbindung 182 Schnittpunkt Theorie: Riesenmoleküle aus gleichen Atomen 183 Schlusspunkt: Chemische Bindungen 184 Aufgaben 5

5 0 Inhaltsverzeichnis Chemisches Rechnen Das Gesetz von der Erhaltung der Masse 188 Werkstatt: Werden Stoffe leichter oder schwerer? Schnittpunkt Theorie: Massenverhältnisse von Teilchen in Reaktionen 189 Werkstatt: Wie viel Kupfer reagiert mit Schwefel? 190 Teilchen werden gezählt das Mol 193 Massenanteil der Stoffmengenkonzentration 194 Messgenauigkeit 195 Werkstatt: Messübungen 196 Das molare Volumen von Gasen 197 Schlusspunkt: Chemisches Rechnen 197 Aufgaben Säuren, Laugen, Salze 200 Werkstatt: Alles sauer, oder? 201 Wässrige Lösungen und Indikatoren 201 Werkstatt: Tests mit Indikatoren 202 Was ist eine Säure? 204 Salzsäure eine bekannte Säure 206 Chloride Salze der Salzsäure 207 Lexikon: Chloride 208 Schwefelsäure 210 Lexikon: Sulfate und Hydrogensulfate 211 Strategie: Präsentieren für alle Sinne 212 Kohlensäure 213 Salze der Kohlensäure 214 Werkstatt: Wir untersuchen Salze der Kohlensäure 215 Phosphorsäure und Salpetersäure 216 Die Bildung von Laugen 218 Werkstatt: Wir stellen Laugen her 219 Ammoniak 220 Die Neutralisation 221 Werkstatt: Säuren + Laugen =? 222 Der ph-wert 223 Schnittpunkt Geschichte: Der Säurebegriff hat sich gewandelt 224 Die Titration 224 Werkstatt: Die Konzentration einer Essigsäurelösung 225 Schlusspunkt: Säuren, Laugen, Salze 226 Aufgaben 6

6 Inhaltsverzeichnis 228 Technische Prozesse Schnittpunkt Technik: Der Hochofenprozess Lexikon: Stahl Schnittpunkt Technik: Aluminiumgewinnung Schnittpunkt Geschichte: Justus von Liebig Schnittpunkt Geschichte: Der Griff in die Luft Die Ammoniaksynthese nach Haber-Bosch Die großtechnische Herstellung der Salpetersäure Schnittpunkt Technik: Vom Sand zum Computerchip Baustoffe: Kalk, Zement, Beton Werkstatt: Kalkbrennen und Kalklöschen Schnittpunkt Umwelt: Hartes und weiches Wasser Werkstatt: Wie hart ist Wasser? Werkstatt: Wir experimentieren mit Baustoffen Strategie: Ich bewerbe mich Impulse: Vom Laborversuch zur Produktion Strategie: Planspiel: Eine neue Chemiefabrik soll entstehen Schlusspunkt: Technische Prozesse Aufgaben 252 Elektrische Energie und chemische Prozesse Werkstatt: Strom ohne Steckdose Strom aus der Zelle Mit der Brennstoffzelle unterwegs Impulse: Galvanisieren Werkstatt: Verkupfern und versilbern Die Taschenlampen-Batterie Lexikon: Batterietypen Akkumulatoren Die Elektrolyse Schlusspunkt: Elektrische Energie und chemische Prozesse Aufgaben 7

7 266 Der Weg zur Kohlenstoffchemie 268 Kohlenwasserstoffe Energieträger und Rohstoffe 270 Kohle, Erdöl, Erdgas 271 Werkstatt: Wir untersuchen Erdölbestandteile 272 Fraktionierte Destillation des Erdöls 274 Methan der Hauptbestandteil des Erdgases 275 Schnittpunkt Umwelt: Alternative Energieträger 276 Kohlenwasserstoffe bilden eine Reihe 278 Werkstatt: Wir untersuchen Feuerzeuggas 279 Schnittpunkt Umwelt: CFKW und Ozonloch 280 Kohlenwasserstoffe und ihre Namen 281 Rund um die Tankstelle 282 Alkene reaktionsfähige Produkte 283 Schnittpunkt Technik: Abgasreinigung 284 Die Vielfalt der Kohlenwasserstoffe 285 Werkstatt: Wir untersuchen Kunststoffe 286 Kunststoffe Erdölprodukte mit vielfältigen Eigenschaften 288 Kunststoffe durch Polymerisation 289 Kunststoffe Struktur und Eigenschaften 290 Lexikon: Kunststoffe in allen Lebensbereichen 291 Wohin mit dem Kunststoffmüll? 292 Schlusspunkt: Kohlenwasserstoffe Energieträger und Rohstoffe 293 Aufgaben 294 Alkohole und organische Säuren 296 Schnittpunkt Gesundheit: Promille 297 Werkstatt: Vergorenes 298 Ethanol 300 Die Reihe der Alkanole 302 Süße Alkohole 303 Die Reihe der Alkanale 304 Ethansäure 304 Schnittpunkt Theorie: Aceton ein Keton 306 Alkansäuren 307 Strategie: Debattieren, Pro und Contra 308 Ester 310 Werkstatt: Ester selbst gemacht 310 Schnittpunkt Technik: Dynamit 311 Polyester 312 Schlusspunkt: Alkohole und organische Säuren 313 Aufgaben 8

8 314 Ernährung und Pflege 316 Nährstoffe und Wirkstoffe 318 Die Vielfalt der Fette 320 Eiweiße eine Elementaranalyse 321 Eiweiße bestehen aus Aminosäuren 322 Von den Aminosäuren zum Protein 323 Werkstatt: Eiweiße werden verdaut 324 Glucose und Maltose wichtige Kohlenhydrate 326 Werkstatt: Stärke und Zucker 327 Stärke und Cellulose 328 Was ist Seife? 328 Schnittpunkt Geschichte: Seifenherstellung 330 Seife, ein Tensid 332 Seife und ihre Waschwirkung 333 Werkstatt: Seife und Seifenblasen 334 Waschmittel werden weiterentwickelt 335 Werkstatt: Experimentieren mit Waschmitteln 336 Schlusspunkt: Ernährung und Pflege 337 Aufgaben 338 Basiskonzepte Löslichkeit 338 Basiskonzept: Stoff Teilchen 340 Basiskonzept: Struktur Eigenschaft 342 Basiskonzept: Chemische Reaktion 344 Basiskonzept: Energie 346 Anhang 346 Versuchsaufbauten zeichnen 347 Laborgeräte 348 Entsorgungsplan 349 Tabellen 350 Chemische Elemente 352 Musterlösungen 356 Hinweise auf besondere Gefahren: R-Sätze 357 Sicherheitsratschläge: S-Sätze 358 Liste der Gefahrstoffe 360 Kennzeichnung von Gasflaschen 361 Stichwortverzeichnis 365 Bildnachweis 368 Erläuterungen zu den Abbildungen im PSE 9