Stoffe Jeder Gegenstand der Welt, die euch umgibt, besteht aus einem chemischen Stoff. Jeder Stoff hat ganz spezielle Eigenschaften, die bestimmen, wie er verwendet wird. Die Chemie hat die Aufgabe die Eigenschaften von Stoffen zu untersuchen (Analyse) und Stoffe mit gewünschten Eigenschaften herzustellen (Synthese).
Form Allein die Form lässt keine Aussagen über die Art des Stoffes zu.
Stoffeigenschaften Auge: - Farbe (ungenau), metallischer Glanz, (Form; u.a. pulvrig oder am Stück) - (Aggregatszustand) Nase: - Geruch (nur mit der Hand zufächeln) (Mund: - Geschmack) Hände: - Verformbarkeit und Härte - Wärmeleitfähigkeit (und elektrische Leitfähigkeit) Erhitzen: - Verhalten beim Erhitzen - Brennbarkeit (Flammenfarbe) s. Buch ab S. 10
Ergebnis Erhitzen Beim Erhitzen laufen z.t. physikalische Vorgänge ab, z.t. aber auch chemische (Glucose; Mehl). Die physikalischen Vorgänge waren: - keine Veränderung (NaCl), nur Erwärmung - Veränderung des Aggregatszustandes Bei chemischen Vorgängen verändern sich die Eigenschaften eines Stoffes, da sich der Stoff in einen anderen umwandelt. - Verkohlung = Zersetzung (Mehl) - Karamelisierung = Zersetzung (Zucker)
Einstieg: Was passiert da? Entscheide, ob es sich bei dem angegebenen Vorgang um einen chemischen oder einen physikalischen Vorgang handelt. - Du isst ein Glacé und es schmilzt in der Sonne. - Du gibst etwas Salz ins Wasser, um Nudeln zu kochen. - Dein Fahrrad steht im Regen und beginnt zu rosten. - Beim Grillieren wird deine OLMA-Bratwurst schön knusprig braun. - Der Grillrost wird durch das Feuer erhitzt. - Du lässt ein Glas Wasser aus Versehen eine Woche lang im Garten in der Sonne stehen.
Einstieg: NWW Erkenntnisgang Bringt die folgenden Begriffe in eine richtige Reihenfolge (ohne ins Heft zu schauen) und formuliert dazu einen Satz zum Experiment mit der Fragestellung Was passiert beim Erhitzen von Wachs?: Messung Beobachtung Fragestellung Theorie Bestätigung Hypothese Experiment
Vermutungswissen/ Erkenntnisgang
Versuchsprotokoll Wachs
Resultate Versuchsreihe Erhitzen Fragestellung: Was passiert beim Erhitzen der Stoffe? 1. Brom: Unter Wasserhahn: Farbe heller Zwischen den Fingern: Farbe dunkler; am oberen Ende bilden sich Tröpfchen An Stellen, die mit den Fingern berührt wurden, wird es heller 2. Schwefel: Farbveränderung: erst dunkel, dann wieder hell; zwischenzeitlich flüssig 3. Iod: Es bildet sich ein violettes Gas; keine Flüssigkeit erkennbar 4. Kupfersulfat/ Cobaltchlorid: Farbveränderung; Cobaltchlorid scheint nass zu werden 5. Lösungen: z.t. löst sich das Salz komplett auf; beim Abkühlen enstehen wieder Kristalle
Aggregatszustände Was ist ihre Eigenschaft? Wie können sie umgewandelt werden?
Salz in Wasser/ Wasser in Salz
Aggregatzustände fest(s) gasförmig(g) flüssig (l)
Sublimieren/ Resublimieren Iod
Sublimieren/ Resublimieren Raureif
Sublimieren/ Resublimieren II Trockeneis
Umwandlung durch Wärmezufuhr
Wohin geht die Wärme? Veränderung der Eigenschaften - Feste Stoffe sind meist hart und als Stück wenig flexibel. - Flüssige Stoffe sind beweglich. Sie können verschiedene Gefässe ausfüllen und sich anpassen. - Gasförmige Stoffe können fliegen. Sie verteilen sich im Luftraum.
Was wir beobachten können, lässt sich oft nicht mit einfachen Worten erklären. Dann helfen Gedankenmodelle. Wie kann man sich das vorstellen, dass ein Stoff plötzlich zu fliegen beginnt???
Modelle zur Erklärung der Wirklichkeit Modelle sind vereinfachte Vorstellungen der Wirklichkeit, mit denen Beobachtungen und Phänomene erklärt werden können. Es gibt materielle Modelle, wie z.b. einen Globus als Modell der Erde, Modelle von Auto, um deren Strömungseigenschaften zu testen oder Modelle von Menschen (Dummys), die bei Unfallsimulationen verwendet werden. In der Chemie nutzt man meist Gedankenmodelle, da die Wirklichkeit so unvorstellbar klein ist und recht kompliziert, so dass es schwierig ist, ein materielles Modell zu bauen.
Das Kugelteilchenmodell
Das Kugelteilchenmodell und Aggregatzustände Wie kann man sich die drei Aggregatzustände im Teilchenmodell vorstellen? Siehe kleines Infoblatt! Feststoffe: Teilchen eng beieinander; feste Plätze; keine Verschiebung möglich Flüssigkeiten: Teilchen eng beieinander, aber etwas mehr Platz; Plätze nicht fest; Verschiebung möglich Gase: Teilchen weit von einander entfernt; keine festen Plätze; Verschiebung möglich; Teilchen fliegen
Teilchenmodell und Wärme Je höher die Temperatur eines Stoffes, desto schneller bewegen sich die Teilchen aus denen er besteht. Beim Erhitzen eines Feststoffes können sich, ab einer best. Temp. (Schmelzpunkt) die Teilchen von ihren festen Plätzen wegbewegen (schmelzen). Beim Erhitzen einer Flüssigkeit können, ab einer best. Temp. (Siedetemp.) die Teilchen den Flüssigkeitsverband verlassen (sieden).
Aggregatzustände
Ist der Stoff eindeutig identifiziert? Die meisten der bisher behandelten Stoffeigenschaften zählen zu den Qualitativen (sie zeigen an, wie ein Stoff ist) Stoffeigenschaften. Sie legen nicht eindeutig fest, um welchen Stoff es sich handelt. Demgegenüber stehen die quantitativen (sie zeigen an, wie viel von etwas ist) Stoffeigenschaften, die wir noch behandeln werden. --> Mit Hilfe der quantitativen Eigenschaften kann ein Stoff viel eindeutiger identifiziert werden.
Schmelz- und Siedetemperatur Was meint ihr? Statt Schmelztemperatur wird häufig der Schmelzpunkt (Smp.) oder der Festpunkt (Fp.) angegeben, statt der Siedetemperatur, schreibt man auch den Siedepunkt (Sdp.) oder Kondensationspunkt.