PRÜFUNG BET232 CHEMIE- UND WERKSTOFFKUNDE. Bearbeitungstechnik. 45 Minuten. Note. Inhalt

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1 BERUFSFACHSCHULE Bearbeitungstechnik CHEMIE UND WERKSTOFFKUNDE Name Klasse Gruppe Datum Zeitaufwand Minuten PRÜFUNG BET Selbsteinschätzung (obligatorisch) Punkte / Note Ausgabe: 0. März 0 Minimum/ Durchschnitt/Maximalnote Inhalt Atomaufbau Wandernde Elektronen Freie Elektronen Materie Molekül Isolierstoffe Kunstoffe, Kunstoffbegriffe Endotherm/Exotherm Elektronegativität Oktettregel Anion/Kation Entstehung von Roheisen Stahlherstellung (CGehalt) Die Atomrümpfe der Metallatome bilden ein Kristallgitter. Metalle sind Kristallin. Zwischen den Atomrümpfen befindet sich das Elektronengas, bestehend aus den Valenzelektronen der Metallatome. Damit der Kern nicht auseinander fällt gibt es die Neutronen. Sie bilden den sogenannten Kernkitt. Der Kern heisst Nukleus Die Nukleonenzahl ist die Summe der Protonen und Neutronen.

2 BEARBEITUNGSTECHNIK BERUFSFACHSCHULE Seite Übersicht Kunststoffe Thermoplast Thermoplast ist der meist verwendete Kunststoff (lange lineare, fadenförmige Makrmoleküle, weich, formbar, plastisch) Gruppierung der Isolierstoffe Polyethylen (PE) Polypropylen (PP) Polystyrol (PS) Polyester (PES) Polyvinillchlorid (PVC) Polyamid (PA) Polyacrylat, Plexiglas (PAN) Polytetrafluorethylen, Teflon (FTFE) Polyäthylenterephalat (PET) Konsumwaren, Verpackungen, technische Teile, Automobil und Elektroindustrie, Bauindustrie, Dachbahnen, Fensterprofile und Rohre Duroplaste Duroplaste sind Polymere, raumvernetzten Makromoleküle werden in den Elektroinstallationen verwendet Eine Erwärmung von Duroplasten führt nicht zu einer plastischen Verformbarkeit, sondern lediglich zu deren Zersetzung. Ausgehärtete Duroplaste sind meist hart und spröde sowie im weitergehenden Fertigungsprozess nur noch mechanisch bearbeitbar. Aminoplaste Phenoplaste, Bakelit Kunstharze wie: Epoxide Polyurethanharze für Lacke Polivynilchlorid, PVC Acetylen CH und Salzsäuregas HCI Einzelmoleküle Leiterplatte aus Epoxydharz, Araldit Polyäthylen, PE Äthylen CH ist Gas von Erdölraffinerie Einzelmoleküle Phenoplaste, Bakelit COHVerbindung Elastomere Elastomere sind dehnbar und aus vernetztem, weitmaschigen Kautschuk (Vulkanisation mit Schwefel, mittels Peroxiden, Metalloxiden oder Bestrahlung). Hygieneartikel Chemikalienhandschuhe Autoreifen Silikon USBStick aus Pressspan Aminoplaste Kohlenstoff, Sauerstoff, Stickstoff, Wasserstoff Polyurethan (PUR) Naturkautschuk, Gummi (NR) AcrylnitrilButadienKautschuk (NBR) StyrolButadienKautschuk (SBR) ChloroprenKautschuk (CR) ButadienKautschuk (BR) EthylenPropylenDienKautschuk (EPDM) ZelluloseKunststoffe Wir verstehen darunter Kunststoffe, die auf der Grundlage von Zellulose aufgebaut wurden. Da die Zellulose aus Pflanzlichen Stoffen wie Holz gewonnen wird, gehört sie zu den natürlichen Werkstoffen. Durch besondere Behandlung entsteht daraus ein Kunststoff.Diese Stoffe liegen also zwischen den natürlichen Werkstoffen und den synthetischen Werkstoffen (Kunststoffe, Plaste). Pressspan (PapierHarz) Lackpapier ZelluloseNitrat ZelluloseAcetat Klebstoffsysteme und Kitte beruhen auf einer CelluloseNitratbasis Lackpapier KunststoffFolienkondensatoren Celluloseacetat dient z. B. als Dielektrikum bei MetallLackKondensatoren Ausgangsprodukte/Rohstoffe für die Kunststoffherstellung Elemente Kohlenstoff C Wertigkeit Wasserstoff H Sauerstoff O Atom schematisch Elemente Chlor Cl Silizium Si Schwefel S Wertigkeit Atom schematisch Stickstoff N

3 BEARBEITUNGSTECHNIK BERUFSFACHSCHULE Seite Der Hochofen Hochofenerzeugnisse Das gewonnene Roheisen wird entsprechend seiner Zusammensetzung in zwei Arten unterteilt und unterschiedlich weiterverwendet: Hochofenanlage Weisses Roheisen Graues Roheisen Roheisen Das Roheisen wird im Hochofen aus Erzen gewonnen. Aus den Eisenerzen, (Eisenoxyden) durch Reduktion. Als Energieträger und Reduktionsmittel dient überwiegend Koks (Kohle, Kohlenstoff) und zur Schlackebildung und Senkung der Schmelztemperatur verschiedene Zuschlagstoffe wie Quarzsand und Kalk. Roheisen kann ohne Wärmebehandlung, wegen seinem hohen Kohlenstoffgehalt, nicht weiterverarbeitet werden. Hochofen Weißes Roheisen enthält neben den anderen Eisenbegleitern Kohlenstoff, Silicium, Phosphor und Schwefel auch einen großen Anteil an Mangan. Dieser bewirkt zum einen eine weiße, strahlige Bruchfläche und zum anderen eine Verbindung von Kohlenstoff und Eisen zu Eisencarbid. Weißes Roheisen dient als Ausgangsstoff zur Stahlerzeugung Beim Grauen Roheisen überwiegt neben den anderen Eisenbegleitern vor allem das Silicium. Dieser bewirkt, dass sich der Kohlenstoff beim Abkühlen als Graphit ausscheidet, was sich in einer grauen Bruchfläche bemerkbar macht. Graues Roheisen dient als Ausgangsstoff zur Herstellung von Gusseisen. Das Roheisen enthält noch einen hohen Kohlenstoffgehalt von % bis 6%, ist spröde (wie Glas) und nicht verformbar und kann nur als Gusseisen verwendet werden. Roheisen Stahl Fe C Mn Si P S Fe C Mn. Ni,, Mo, Si, W, Cr Si P S Produkte aus Roheisen Roheisen ist hart und spröde, daher technisch nicht verwendbar, weil es einen zu hohen Kohlenstoffgehalt hat. Es muss daher weiterverarbeitet werden: Gusseisen Je nach Zusammensetzung unterscheidet man:. Gusseisen. Temperguss. Legiertes Gusseisen Verwendung: Kurbelwellen, Radnaben, Schwungräder Stahlguss Maschinenteile von schwieriger Form, die besonders fest und zäh sein müssen, werden aus Stahl gegossen. Verwendung: Druckbehälter, Traggestelle, Brenndüsen Der größte Teil des Roheisens (ca. 97%) wird jedoch zu Stahl weiterverarbeitet. Stahl ist eine schmiedbare Legierung des Eisens mit einem Kohlenstoffgehalt unter,7%. Die unerwünschten Begleiter (Si, P, S) werden so weit wie möglich entfernt. Aufgabe Was ist Materie? Was verstehen Sie unter einem Molekül?

4 BEARBEITUNGSTECHNIK BERUFSFACHSCHULE Seite Aufgabe Was ist die Oktettregel? Erklären Sie den Begriff mit Hilfe der chemischen Verbindung von CO! Aufgabe Was ist ein Anion bzw. ein Kation? Bei der Elektrolyse wandert welches Teilchen zur Anode? Aufgabe Wie entstehen freie Elektronen? Machen Sie eine Skizze! Skizze

5 BEARBEITUNGSTECHNIK BERUFSFACHSCHULE Seite Aufgabe Erklären Sie den Aufbau des Periodensystems. Welche Aussagen kann man bezüglich der Periode und der Gruppe machen? Aufgabe 6 Wie entsteht Roheisen? Warum kann Roheisen nicht direkt zu Werkstücken verarbeitet werden? Aufgabe 7 Nenen Sie die zwei Verfahren die zur Stahlherstellung noch Verwendung finden!

6 BEARBEITUNGSTECHNIK BERUFSFACHSCHULE Seite 6 Aufgabe 8 Welches Element kommt in allen lebenden Geweben vor? Wie kann man in der Praxis testen, ob es sich um einen organischen Stoff handelt? Aufgabe 9 Welche Antwort ist Richtig? Die chemischen Elemente sind weiter teilbar! Die Atome sind mit chemischen Methoden nicht weiter teilbar! Die chemischen Elemente sind immer als Verbindung vorhanden! Die Atome bestehen aus mehreren chemischen Elementen! Aufgabe 0 Den Zusammenhang der Stromdichte kennen: a) Beschreiben Sie die Stromdichte in einem Leiter. b) Warum steigt die zulässige Stromdichte nicht im Verhätnis mit dem Querschnitt an? c) Teile im Bild bezeichnen. Schnittebene CuLeiter

7 BEARBEITUNGSTECHNIK BERUFSFACHSCHULE Seite 7 Aufgabe Welche Aussage beschreibt keinen Stahl? Jede FeC Legierung deren CGehalt kleiner ist als,7% und die ohne besondere Wärmebehandlung schmied und schweissbar ist Stahl ist eine Legierung mit einem grossen Mangananteil neben Eisen und Kohlenstoff und Spuren von Si, P und Schwefel. Stahl hat einen Kohlenstoffgehalt grösser als,7%. Stahl kann ohne Wärmebehandlung nicht verarbeitet werden. Aufgabe Was bedeutet in der Chemie der Begriff Oxidation bzw. was bedeutet Oxidation, wenn man die Oxidationszahlen betrachtet? Aufgabe Wo wird Wolfram in der Elektrotechnik am meisten verwendet? Aufgabe Welche Elemente werden in der Halbleitertechnik am meisten verwendet?

8 BEARBEITUNGSTECHNIK BERUFSFACHSCHULE Seite 8 Aufgabe Nennen Sie drei elektrotechnische Anwendungen bei welchen der Isolierstoff Keramik verwendet wird. Aufgabe 6 Aus was wird Eisen gewonnen? Aufgabe 7 Zu was wird Roheisen weiterverarbeitet? Aus was besteht das Werkzeug des Elektrofachmannes? Was versteht man unter Stahl?

9 BEARBEITUNGSTECHNIK BERUFSFACHSCHULE Seite 9 Aufgabe 8 Aus welchen Isolierstoffen bestehen die abgebildeten Betriebsmittel? Wie heissen diese Bauteile?

10 BEARBEITUNGSTECHNIK BERUFSFACHSCHULE Seite 0 Aufgabe 9 Aus welchen Isolierstoffen bestehen die abgebildeten Betriebsmittel? Wie heissen diese Bauteile?

11 BEARBEITUNGSTECHNIK BERUFSFACHSCHULE Seite Aufgabe 0 Aus welchen Isolierstoffen bestehen die abgebildeten Betriebsmittel? Wie heissen diese Bauteile?

12 BEARBEITUNGSTECHNIK BERUFSFACHSCHULE Seite Aufgabe Aus welchen drei Teilchensorten bestehen Atome? Nennen Sie diese und zählen alle Eigenschaften auf (Machen Sie eine Skizze oder eine Tabelle)! Aufgabe Was verstehen Sie unter einem Endothermen und einem Exothermen Vorgang? Machen Sie ein Beispiel, mit welchem Sie die zwei Begriffe erklären können! Aufgabe Was ist die Elektronegativität? In welchem Zusammenhang spielt dieser Begriff eine Rolle?

13 BEARBEITUNGSTECHNIK BERUFSFACHSCHULE Seite Aufgabe a) Zeichnen Sie das Bohrsche Atommodell und bezeichnen alle Teile und Begriffe die Sie zu diesem Modell kennengelernt haben. Gruppe A: Gruppe B: Silizium Germanium b) Welche gemeinsame Eigenschaft haben alle Atome innerhalb einer Gruppe im Periodensystem?

14 BEARBEITUNGSTECHNIK BERUFSFACHSCHULE Seite Aufgabe Wie werden diese Materialien genannt und aus welchen Werkstoffen bestehen die abgebildeten Bauteile? Aufgabe 6 Wie werden diese Materialien genannt und aus welchen Werkstoffen bestehen die abgebildeten Bauteile?