Skript für DA-Berufsschulen: Physik und Chemie Marcel Bänziger
Impressum Realisation Presse- und Informationsdienst SSO Felix Adank Autor Marcel Bänziger Lektorat Dr. med. dent. Peter Bronwasser Heidi Wetzel, Dentalhygienikerin HF Übersetzung 24translate Verlag / Copyright SSO / SVDA Gestaltung Atelier Bundi AG, Boll Druck Jordi AG, Belp Auflage 2000 Ex. Artikelnummer 2111 Bestelladresse SSO-Shop, Postgasse 19, Postfach, 3000 Bern 8 Fax 031 310 20 82, info@sso.ch Aus Gründen der Lesbarkeit wird in diesem Skript für Dentalassistentinnen nur die weibliche, für andere Berufsangehörige abwechselnd die männliche oder die weibliche Form verwendet. Alle Berufe eignen sich für Frauen und Männer gleichermassen.
Inhaltsverzeichnis 1 Die Welt der Stoffe 5 1.1 Einteilung der Stoffe 6 1.1.1 Reinstoffe 6 1.1.2 Gemische 7 1.2 Trennmethoden am Beispiel der Wasserdestillation 8 1.3 Das Teilchenmodell 9 1.4 Die Aggregatzustände 10 1.4.1 Festkörper 11 1.4.2 Flüssigkeiten 11 1.4.3 Gase 11 1.4.4 Aggregatzustandsänderungen 12 1.5 Aufgaben zur Welt der Stoffe 14 2 Druck und Temperatur 16 2.1 Druckabhängigkeit des Siedepunktes 16 2.2 Persönliche Vorbereitung 17 2.3 Über- und Unterdruck 18 2.3.1 Die Celsius-Skala 19 2.3.2 Wärmeleitung 20 2.4 Aufgaben zu Druck und Temperatur 21 3 Atombau und Periodensystem 23 3.1 Das Atommodell von Bohr 24 3.2 Das Periodensystem der Elemente 28 3.3 Wichtige Elemente und Verbindungen 29 3.3.1 Elementhäufigkeit im menschlichen Körper 30 3.3.2 Amalgam und Komposite als Füllmaterial in der Zahnmedizin 31 3.4 Aufgaben zum Atombau und Periodensystem 32 4 Chemische Bindungen 34 4.1 Die Atombindung (Elektronenpaarbindung) 35 4.2 Die Ionenbindung 38 4.3 Die Metallbindung 41 4.3.1 Leitfähigkeit von Metallen 42 4.4 Physikalische Haftwirkung von Stoffen untereinander 42 4.4.1 Kohäsion 42 4.4.2 Adhäsion 43 4.4.3 Kapillarwirkung (Kapillarität) 44 4.5 Aufgaben zu den chemischen Bindungen 45 5 Chemische Reaktionen 47 5.1 Exotherme und endotherme Reaktionen 48 5.2 Säuren, Basen, ph und Salze 49 5.2.1 Der ph-wert 50 5.2.2 ph-indikatoren 53 5.2.3 Neutralisation und Salze 53 5.2.4 Demineralisation des Zahnschmelzes 54 5.3 Die Polymerisationsreaktion 55 5.4 Aufgaben zu den chemischen Reaktionen 56
6 Proteine, Fette und Kohlenhydrate 58 6.1 Proteine 58 6.2 Fette 58 6.3 Kohlenhydrate 59 6.4 Bakterieller Zuckerabbau im Mund 60 6.5 Aufgaben zu den Nährstoffen 61 7 Elektrizität 62 7.1 Stromkreis und Stromversorgung 64 7.1.1 Stromversorgungsnetz 64 7.2 Stromspannung 66 7.3 Stromstärke 68 7.4 Elektrische Leistung 70 7.4.1 Informationsplaketten auf elektrischen Geräten 70 7.5 Sicherung und Erdung 71 7.5.1 Schutzerdung 72 7.5.2 FI-Schalter (Fehlerstromschutzschalter) 72 7.6 Aufgaben zur Elektrizität 73 8 Anwendungen des Hebelgesetzes 75 8.1 Einseitige und zweiseitige Hebel 75 8.2 Das Hebelgesetz 76 8.2.1 Anwendungsbeispiele 76 8.3 Aufgaben zum Hebelgesetz 78 9 Gefahren am Arbeitsplatz 80 9.1 Vorsichtsmassnahmen im Umgang mit Elektrizität 80 9.2 Vorsichtsmassnahmen im Umgang mit Chemikalien 81 9.2.1 Verdünnen von Säuren 82 9.2.2 Gefahr durch Dämpfe, Sprühnebel und Bohrstaub 82 9.3 Weitere Risiken 83 9.4 Aufgaben zu Gefahren am Arbeitsplatz 84 Anhang A: Periodensystem der Elemente 85 Anhang B: Wissenschaftliche Darstellung von Zahlen 86 Anhang C: Umrechnung wichtiger Einheiten in der Medizin 87
1 Die Welt der Stoffe Wir kommen täglich mit vielen verschiedenen Materialien in Berührung, welche in der Chemie als Stoffe bezeichnet werden. Wir fahren Fahrrad oder mit dem Bus, wir benutzen einen PC oder das Handy für die unterschiedlichsten Dinge, wir lesen Bücher und essen unsere Lieblingsspeisen. Abb. 1 5: Die Vielfalt der Stoffe In der Physik werden alle Gegenstände, die uns umgeben, als Körper bezeichnet. Sie haben alle eine bestimmte Form oder Gestalt, ein Volumen und eine Masse, und natürlich haben wir selbst auch einen Körper. Die Physik befasst sich mit diesen Körpern und erforscht die Phänomene (Erscheinungen) der Natur (z. B. die Entstehung eines Regenbogens) und versucht daraus allgemein gültige Regeln (Naturgesetze) zu entwickeln. Merke Die Physik befasst sich mit der Erforschung der Naturgesetze und der Beschreibung der Naturerscheinungen mit Hilfe dieser Gesetze. Während man sich in der Physik eher für die Körper selber interessiert, interessieren sich die Chemiker mehr für die Materialien, aus denen diese bestehen. Die Chemie untersucht die Eigenschaften von Stoffen und deren Veränderungen (z. B. beim Verbrennen von Holz zur Wärmegewinnung). Viele der Eigenschaften von Stoffen sind mit unseren Sinnesorganen wahrnehmbar wie z. B. Farbe, Glanz, Klang, Wärmeleitfähigkeit und Geruch. Merke Die Chemie beschäftigt sich mit den Eigenschaften von Stoffen der unbelebten und belebten Natur, ihren Umwandlungen und den dabei herrschenden Gesetzmässigkeiten. Physik und Chemie 5