10 Neugierig auf Chemie? 12 Das war das ist Chemie. 14 Sicheres Experimentieren. 28 Stoffe, Teilchen, Eigenschaften

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1 10 Neugierig auf Chemie? 12 Das war das ist Chemie 14 Sicheres Experimentieren 16 Verhalten im Fachraum Chemie 17 Werkstatt: Umgang mit dem Gasbrenner 18 Der Gasbrenner ein wichtiges Laborgerät 19 Werkstatt: Wir erhitzen Stoffe 20 Der Umgang mit Chemikalien 22 Impulse: Gefährlichen Stoffen auf der Spur 24 Das Versuchsprotokoll 25 Strategie: Wir erstellen eine Laborordnung 26 Schlusspunkt: Sicheres Experimentieren 27 Aufgaben 28 Stoffe, Teilchen, Eigenschaften 30 Werkstatt: Wir untersuchen Stoffe 31 Stoffeigenschaften mit den Sinnen wahrnehmen 32 Stoffeigenschaften und elektrischer Strom 32 Werkstatt: Wir messen die elektrische Leitfähigkeit von Stoffen 33 Werkstatt: Temperaturkurven 34 Werkstatt: Schmelz- und Siedetemperatur 35 Schmelzen Verdampfen und zurück 36 Werkstatt: Löslichkeit 37 Die Löslichkeit eine messbare Stoffeigenschaft 38 Werkstatt: Wir bestimmen die Dichte 39 Die Dichte eine messbare Stoffeigenschaft 40 Wässrige Lösungen und Indikatoren 41 Werkstatt: Tests mit Indikatoren 42 Strategie: Wir erstellen einen Steckbrief 43 Werkstatt: Steckbrief von Trinkalkohol 44 Werkstatt: Den Stoffen auf der Spur 45 Werkstatt: Stoffe bestehen aus kleinsten Teilchen 46 Impulse: Modell- und Teilchenvorstellung 48 Das Kugelteilchen-Modell 50 Teilchen bewegen sich 50 Zeitpunkt: Die Entdeckung von Robert Brown 51 Brennpunkt: Blutwäsche durch Teilchengröße 51 Werkstatt: Simulation einer Dialyse 52 Aggregatzustände und Teilchenmodell 54 Strategie: Lernen in der Gruppe macht Spaß 55 Schlusspunkt: Stoffe, Teilchen, Eigenschaften 56 Aufgaben 2

2 58 Trennen und Mischen 60 Werkstatt: Je nach Geschmack 61 Werkstatt: Soßen selbst gemacht 62 Stoffgemische und Reinstoffe 64 Werkstatt: Einfache Trennverfahren 65 Filtrieren und Eindampfen 65 Werkstatt: Wir filtrieren und dampfen ein 66 Brennpunkt: Ein lebender Filter 67 Werkstatt: Was Filter leisten können 68 Werkstatt: Trinkwasser aus Meerwasser 69 Trinkwasser durch Destillation 70 Stofftrennung durch Chromatografieren 71 Lexikon: Trennverfahren von A bis Z 72 Impulse: Wertstoff-Trennung 74 Schlusspunkt: Trennen und Mischen 75 Aufgaben 76 Rund um das Wasser 77 Brennpunkt: Das Weltwasser in Zahlen 78 Impulse: Schwimmen, tauchen, schweben, trinken 80 Werkstatt: Wasser und Eis 81 Wasser verhält sich anders 82 Zeitpunkt: Der Untergang der Titanic 83 Eigenschaften von Wasser 84 Lexikon: Das Wasser-ABC 85 Werkstatt: Auf, im und unter Wasser 86 Trinkwasser 88 Es gibt viel zu klären 90 Strategie: Zum Experten werden 91 Schlusspunkt: Rund um das Wasser 91 Aufgaben 3

3 92 Chemische Reaktion 94 Werkstatt: Kartoffelpuffer und Apfelmus 95 Werkstatt: Kupfer-Rot und Schwefel-Gelb 96 Die chemische Reaktion 98 Werkstatt: Aktiv machen womit? 99 Zuerst aktivieren... dann laufen lassen 100 Zerlegung und Bildung von Wasser 100 Zeitpunkt: Wasser aus Feuer 102 Sauerstoff 103 Wasserstoff 104 Werkstatt: Der elektrische Strom zerlegt Wasser 105 Zeitpunkt: Mit Wasserstoff aufsteigen 106 Platin wirkt als Katalysator 106 Zeitpunkt: Das Platinfeuerzeug von Döbereiner 107 Brennpunkt: Schnell und erfolgreich durch Synthese 108 Schlusspunkt: Die chemische Reaktion 109 Aufgaben 110 Luft und Verbrennung 112 Bedingungen einer Verbrennung 114 Werkstatt: Brennmaterial für ein Lagerfeuer 115 Brennpunkt: Waldbrand 116 Brandbekämpfung 118 Strategie: Eine Dokumentation erstellen 119 Werkstatt: Versuche mit einer Kerze 120 Die Rolle des Sauerstoffs bei der Verbrennung 120 Werkstatt: Luft reagiert mit Kupfer 121 Die Zusammensetzung der Luft 122 Strategie: Ein Kreisdiagramm erstellen 123 Strategie: Diagramme am PC 124 Brennpunkt: Flüssige Luft 125 Werkstatt: Wie verbrennen Stoffe 126 Metalle reagieren mit Sauerstoff 127 Brennpunkt: Rosten 128 Das Bindungsbestreben von Metallen zu Sauerstoff 129 Werkstatt: Unterschiedlich starke Oxidation 130 Zeitpunkt: Holz verkohlen wie vor 2000 Jahren 131 Oxide des Kohlenstoffs 132 Nichtmetalle reagieren mit Sauerstoff 133 Schwefeldioxid wird aus dem Rauchgas entfernt 134 Brennpunkt: Treibhauseffekt 135 Brennpunkt: Luftverschmutzung 135 Zeitpunkt: Smog 136 Brennpunkt: Ozon am Boden 137 Schlusspunkt: Luft und Verbrennung 138 Aufgaben 4

4 140 Die chemische Zeichensprache 142 Das Gesetz von der Erhaltung der Masse 142 Werkstatt: Werden Stoffe leichter oder schwerer? 143 Zeitpunkt: Symbole im Wandel der Zeit 144 Impulse: Das Spiel mit den Teilchen 145 Atomvorstellungen von Dalton 146 Die chemische Reaktion als Umgruppierung von Teilchen 147 Die Entwicklung der heutigen Symbolschreibweise 148 Das Konzept der Wertigkeiten 149 Strategie: Die Bildung chemischer Formeln 150 Strategie: Ein Modell für die Reaktionsgleichung 151 Die Reaktionsgleichung 152 Brennpunkt: Massenverhältnisse von Teilchen in Reaktionen 152 Werkstatt: Wie viel Kupfer reagiert mit Schwefel? 153 Kann man Atome zählen der Molbegriff 154 Schlusspunkt: Die chemische Zeichensprache 154 Aufgaben 156 Reduktion und Redoxreaktion CO O 2 H Cu H C C Al Die Reduktion 159 Werkstatt: Die Reduktion von Metalloxiden 160 Die Redoxreaktion 162 Brennpunkt: Der Hochofenprozess 163 Redoxreaktionen in der Technik 164 Lexikon: Stahl 165 Zeitpunkt: Metallverarbeitung 166 Schlusspunkt: Reduktion und Redoxreaktion 166 Aufgaben 168 Atombau, Periodensystem und Elementgruppen 170 Alkalimetalle nicht aus dem Alltag 172 Zeitpunkt: Feuerwerk voller Überraschungen 173 Werkstatt: Die Flammenfärbung bringt es an den Tag 174 Erdalkalimetalle gebunden im Gestein 176 Halogene Vorsicht! 178 Werkstatt: Belichten und Fixieren 179 Edelgase zu edel für die Chemie 180 Bleistift und Bleischürze die Kohlenstoff-Silicium-Gruppe 182 Zeitpunkt: Elemente vergleichen, ordnen, suchen 184 Das Periodensystem der Elemente 185 Werkstatt: Eine Ordnung finden 186 Werkstatt: Anziehen und abstoßen 187 Zeitpunkt: Rutherford auf Spurensuche 188 Das Kern-Hülle-Modell 190 Das Schalenmodell 192 Impulse: Historie der Atommodelle 194 Zeitpunkt: Nobelpreisträger entdecken die Radioaktivität 195 Lexikon: Radioaktivität 196 Brennpunkt: Einblick in die Welt der Atome 197 Schlusspunkt: Atombau, Periodensystem und Elementgruppen 198 Aufgaben 5

5 200 Chemische Bindungen 202 Zeitpunkt: Vom weißen Gold zum Gebrauchsgewürz 203 Brennpunkt: Kochsalz, ein Stoff aus dem Alltag 204 Kochsalz aus Sicht der Chemie 206 Impulse: Atome wollen so wie Edelgasatome sein 208 Die Bildung von Ionen 209 Die Ionenbindung 210 Werkstatt: Kristall und Modell 211 Eigenschaften von Salzen 212 Die Atombindung 214 Wasser, ein Dipol 216 Werkstatt: Ein Wasserstrahl lässt sich dressieren 216 Brennpunkt: Die Elektronegativität 217 Strategie: Das Aufstellen von Strukturformeln 218 Wasser löst Salz 219 Die Ionenwanderung 220 Werkstatt: Wir untersuchen Metalleigenschaften 221 Die Metallbindung 222 Brennpunkt: Riesenmoleküle aus gleichen Atomen 223 Schlusspunkt: Chemische Bindungen 224 Aufgaben 226 Säuren, Laugen, Salze 228 Werkstatt: Alles sauer, oder? 229 Was ist eine Säure? 230 Werkstatt: Eigenschaften saurer Lösungen 231 Saure Lösungen haben Gemeinsamkeiten 232 Salzsäure eine bekannte Säure 234 Chloride Salze der Salzsäure 235 Lexikon: Chloride 236 Schwefelsäure 238 Gips, ein Salz der Schwefelsäure 239 Lexikon: Sulfate und Hydrogensulfate 240 Strategie: Präsentieren für alle Sinne 241 Kohlensäure 242 Salze der Kohlensäure 243 Werkstatt: Wir untersuchen Salze der Kohlensäure 244 Phosphorsäure und ihre Salze 245 Salpetersäure und ihre Salze 246 Brennpunkt: Waldschäden 248 Impulse: Sauer, alkalisch und salzig 250 Die Bildung von Laugen 252 Werkstatt: Wir stellen Laugen her 253 Ammoniak 254 Die Neutralisation 255 Werkstatt: Umgang mit der Bürette 256 Der ph-wert 257 Brennpunkt: Der Säurebegriff hat sich gewandelt 258 Werkstatt: Neutralisation in der Spülmaschine 258 Brennpunkt: Saures in unserem Körper 259 Schlusspunkt: Säuren, Laugen, Salze 260 Aufgaben 6

6 Inhaltsverzeichnis 262 Technische Prozesse Schwefelsäure durch Kontaktverfahren Zeitpunkt: Justus von Liebig Zeitpunkt: Der Griff in die Luft Die Ammoniaksynthese Kalk, Zement, Beton Werkstatt: Kalkbrennen und Kalklöschen Werkstatt: Wir experimentieren mit Baustoffen Strategie: Planspiel: Eine neue Chemiefabrik soll entstehen Glas ein Stoff mit Durchblick Lexikon: Für jeden Zweck das richtige Glas Ton und Keramik Brennpunkt: Vom Sand zum Computerchip Brennpunkt: Hartes und weiches Wasser Werkstatt: Wie hart ist Wasser? Impulse: Vom Laborversuch zur Produktion Schlusspunkt: Technische Prozesse Aufgaben 284 Elektrische Energie und chemische Prozesse Die Elektrolyse Brennpunkt: Aluminiumgewinnung Strategie: Fachsprachen-Trainer Zeitpunkt: Galvani und Volta Werkstatt: Strom ohne Steckdose Elektronen fließen Strom aus der Zelle Mit der Brennstoffzelle unterwegs Lexikon: Begriffe aus der Elektrochemie Impulse: Galvanisieren Werkstatt: Verkupfern und versilbern Die Taschenlampen-Batterie Lexikon: Batterietypen Akkumulatoren Brennpunkt: Recycling aus alt mach neu Schlusspunkt: Elektrische Energie und chemische Prozesse Aufgaben 7

7 304 Der Weg zur Kohlenstoffchemie 306 Kohlenwasserstoffe Energieträger und Rohstoffe 308 Kohle, Erdöl, Erdgas 309 Werkstatt: Wir untersuchen Erdölbestandteile 310 Fraktionierte Destillation des Erdöls 312 Brennpunkt: Alternative Energieträger 313 Methan der Hauptbestandteil des Erdgases 314 Kohlenwasserstoffe bilden eine Reihe 316 Brennpunkt: CFKW und Ozonloch 317 Werkstatt: Wir untersuchen Feuerzeuggas 318 Kohlenwasserstoffe und ihre Namen 319 Rund um die Tankstelle 320 Alkene reaktionsfähige Produkte 321 Brennpunkt: Abgasreinigung 322 Brennpunkt: Wasserstoff oder Benzin? 324 Die Vielfalt der Kohlenwasserstoffe 325 Werkstatt: Wir untersuchen Kunststoffe 326 Kunststoffe Erdölprodukte mit vielfältigen Eigenschaften 328 Kunststoffe durch Polymerisation 329 Kunststoffe Struktur und Eigenschaften 330 Lexikon: Kunststoffe in allen Lebensbereichen 331 Wohin mit dem Kunststoffmüll? 332 Schlusspunkt: Kohlenwasserstoffe Energieträger und Rohstoffe 333 Aufgaben 334 Alkohole und organische Säuren 336 Impulse: Bier- und Weinherstellung 338 Brennpunkt: Promille 339 Werkstatt: Vergorenes 340 Ethanol 342 Die Reihe der Alkanole 344 Brennpunkt: Alkohole im Tank 345 Strategie: Debattieren, Pro und Contra 346 Süße Alkohole 347 Die Reihe der Alkanale 348 Zeitpunkt: Essigherstellung eine jahrtausendealte Tradition 349 Brennpunkt: Essig unterschiedlich hergestellt 350 Ethansäure 352 Alkansäuren 354 Strategie: Dominospiel Chemie spielerisch lernen 355 Brennpunkt: Biotechnische Arbeiter klein, aber fleißig 356 Ester 358 Werkstatt: Ester selbst gemacht 358 Zeitpunkt: Dynamit 359 Polyester 360 Schlusspunkt: Alkohole und organische Säuren 361 Aufgaben 8

8 362 Ernährung und Pflege 364 Nährstoffe und Wirkstoffe 365 Werkstatt: Fette Versuche 366 Die Vielfalt der Fette 368 Eiweiße eine Elementaranalyse 369 Eiweiße bestehen aus Aminosäuren 370 Von den Aminosäuren zum Protein 371 Werkstatt: Eiweiße werden verdaut 372 Glucose und Maltose 374 Werkstatt: Stärke und Zucker 375 Stärke und Cellulose 376 Was ist Seife? 376 Zeitpunkt: Die Geschichte der Seifenherstellung 378 Seife, ein Tensid 380 Seife und ihre Waschwirkung 381 Werkstatt: Seife und Seifenblasen 382 Waschmittel werden weiterentwickelt 383 Werkstatt: Experimentieren mit Waschmitteln 384 Lexikon: Waschmittel das ist alles drin 385 Pflegende Kosmetik für die Haut 386 Impulse: Sonnenschutz und Hautpflege 388 Werkstatt: Kosmetika für Mädchen und Jungen 389 Haare wollen gepflegt sein 390 Schlusspunkt: Organische Moleküle 391 Aufgaben 392 Anhang 392 Versuchsaufbauten zeichnen 393 Laborgeräte 394 Entsorgungsplan 395 Tabellen 396 Chemische Elemente 398 R-Sätze 399 S-Sätze 400 Liste der Gefahrstoffe 402 Kennzeichnung von Gasflaschen 403 Musterlösungen 408 Stichwortverzeichnis 413 Bildnachweis 416 Erläuterungen zu den Abbildungen im PSE 9