CHEMIE

Was ist ein Reinstoff?

Ein Stoff, der einheitlich aus nur einer chemischen Verbindung oder einem chemischen Element zusammengesetzt ist. (In der Praxis gibt es immer kleine Verunreinigungen).

Was ist ein Stoffgemisch?

Eine Substanz, die aus mindestens zwei Reinstoffen besteht. Das Verhältnis der Komponenten ist variabel und nicht fest.

Was ist ein binäres Gemisch?

Ein Stoffgemisch, das aus genau zwei verschiedenen Reinstoffen besteht.

Was ist ein ternäres Gemisch?

Ein Stoffgemisch, das aus genau drei verschiedenen Reinstoffen besteht.

In welche zwei Hauptgruppen werden Reinstoffe unterteilt?

In Elemente (nicht chemisch weiter zerlegbar) und chemische Verbindungen (bestehen aus zwei oder mehr Elementen).

Was sind Beispiele für molekulare Verbindungen?

Reines Wasser ($H_2O$), Methan ($CH_4$), Saccharose (Haushaltszucker), Kohlenstoffdioxid ($CO_2$) und Polyethylen. [

Was sind Beispiele für ionische Verbindungen (Salze)?

Kochsalz ($NaCl$), Calciumchlorid ($CaCl_2$) und Natriumfluorid ($NaF$).

Was zeichnet ein homogenes Stoffgemisch aus?

Die einzelnen Stoffe sind vollständig gemischt und es tritt nur eine einzelne Phase auf (z. B. Salz in Wasser, Luft, Tee).

Was zeichnet ein heterogenes Stoffgemisch aus?

Es sind abgegrenzte Phasen vorhanden und es kommt zu keiner vollständigen Durchmischung (z. B. Öl in Wasser, Schlamm).

Was ist eine Suspension?

Ein heterogenes Stoffgemisch aus einer Flüssigkeit und darin fein verteilten Festkörpern/Partikeln (z. B. Blut, Schlamm).

Was ist eine Emulsion?

Ein fein verteiltes Gemisch zwei oder mehr normalerweise nicht mischbarer Flüssigkeiten ohne sichtbare Entmischung (z. B. Milch).

Was ist ein Aerosol?

Ein heterogenes Gemisch aus festen oder flüssigen Schwebeteilchen in einem Gas (z. B. Rauch, Wolken).

Filtrieren: Grundprinzip

Trennung von Stoffgemischen aus Stoffen unterschiedlicher Aggregatzustände aufgrund unterschiedlicher Teilchengröße.

Filtrieren: Anwendungsbeispiele

Filtrieren von aufgebrühtem Tee/Kaffee, Rußpartikelfilter bei Dieselmotoren, Pollenfilter in Klimaanlagen.

Dekantieren: Grundprinzip

Trennung von einer Flüssigkeit und eines darin unlöslichen Feststoffs aufgrund unterschiedlicher Dichten (Abgießen).

Dekantieren: Anwendungsbeispiele

Trennung von Wasser-Sand-Gemischen auf Baustellen, Abgießen von Wein zur Abtrennung von Bodensatz (Weinstein).

Sieben: Grundprinzip

Trennung von Feststoffen aufgrund unterschiedlicher Korngröße mithilfe von Sieben mit definierter Lochgröße.

Sieben: Anwendungsbeispiele

Trennung von Kiesen und Sanden im Bauwesen, Sieben von Sedimenten bei archäologischen Ausgrabungen.

Abscheiden: Grundprinzip

Trennung von Stoffen (oft Flüssigkeiten), die nicht ineinander löslich sind, aufgrund unterschiedlicher Dichte (Bildung von 2 Phasen).

Abscheiden: Anwendungsbeispiele

Fettabscheider für die Reinigung des Abwassers von Gaststätten, Trennung der organischen und wässrigen Phase im Labor.

Destillieren: Grundprinzip

Trennen von flüssigen Stoffgemischen (Lösungen) aufgrund unterschiedlicher Dampfdrücke bzw. Siedetemperaturen.

Destillieren: Anwendungsbeispiele

Meerwasserentsalzung zur Trinkwassergewinnung, Trennung von Alkohol und Wasser für hochprozentige Getränke.

Bohrsches Atommodell: Grundstruktur

Das Atom besteht aus einem positiv geladenen Kern und Elektronen, die diesen auf diskreten konzentrischen Bahnen umkreisen (ähnlich wie Planeten ein Sonnensystem).

Bohrsches Atommodell: Der Widerspruch zur klassischen Physik

Laut klassischer Elektrodynamik müssten kreisende Elektronen Energie abstrahlen, langsamer werden und spiralförmig in den Kern stürzen (Instabilität des Atoms).

Bohrsches Atommodell: Wie löste Bohr das Stabilitätsproblem?

Er postulierterte nichtkontinuierliche Bewegungsgesetze ("die Natur macht keine Sprünge" gilt hier nicht) und stellte fest, dass Energieabgabe nur beim Übergang zwischen Bahnen stattfindet.

Bohrsches Atommodell: 1. Postulat (Stationäre Zustände)

Dem Elektron stehen nur bestimmte ausgewählte Bahnen zur Verfügung. Auf diesen stationären Bahnen erzeugt es keine Strahlung, sondern behält seine Energie.

Bohrsches Atommodell: 2. Postulat (Quantensprung)

Das Elektron kann von einer stationären Bahn auf eine andere springen. Bei diesem Quantensprung wird elektromagnetische Strahlung emittiert oder absorbiert.

Bohrsches Atommodell: Planck-Formel für die Energiedifferenz

Die Frequenz f der emittierten/absorbierten Strahlung wird durch die Energiedifferenz der beiden Zustände bestimmt: $f = \Delta E / h$.

Wann gibt ein Atom nach dem Bohrschen Modell Strahlung ab?

Erst beim Übergang (Quantensprung) eines Elektrons von einer stationären Bahn (Energieniveau) auf eine andere.

Was sind Isotope?

Atome des gleichen Elements, die sich in ihrer Nukleonenzahl (Atommasse) unterscheiden, aber die gleiche Kernladungszahl (Protonenzahl) besitzen.

Warum haben Isotope eines Elements die gleichen chemischen Eigenschaften?

Weil chemische Eigenschaften nur durch die Elektronen- und Protonenzahl bestimmt werden, nicht aber durch die Anzahl der Neutronen.

Was ist ein Mischelement?

Ein Element, das in der Natur als Gemisch verschiedener Isotope vorkommt (z. B. Silber, Bor, Chlor).

Was ist ein Reinelement?

Ein Element, das in der Natur nur aus einer einzigen Sorte von isotopen Atomen besteht (es gibt insgesamt 20 Reinelemente).

Wie ergibt sich die mittlere Atommasse im Periodensystem bei Mischelementen?

Sie wird aus den genauen Atommassen der einzelnen Isotope und ihrem prozentualen Vorkommen (Teilchenanzahl-Anteil) in der Natur berechnet.