Chemie

Argumente für/gegen die chemische Insustrie

Pro: Wasser aufkochen, Kernkraft, Kerze anzünden, Sonne - Energie, Medikamente

Kontra: genmanipulierte Lebensmittel, Atombombe, Tierversuche, Sonnenbrand, Drogen (Medikamenten missbrauch)

Was untersucht die Wissenschaft Chemie (im Vergleich zu Biologie/Physik)?

Aufbau/Eigenschaften von Stoffen, Umwandlung von Stoffen, Entwicklung neuer Stoffe

Warum sind Experimente wichtig?

Durch genaues Beobachten und Auswerten gewinnt man Erkenntnisse und schafft Wissen.

Edukte

Ausgangsstoffe

Produkte

Endstoffe

Was geschieht bei einer chemischen Reaktion/physikalischem Vorgang?

Chemische Reaktion:

• es entstehen neue Stoffe mit neuen Eigenschaften

• Nicht umkehrbar oder nur schwer

• Wärme wird frei (exotherm) oder aufgenommen (endotherm)

• Farbe verändert sich

• z.B. verbrennen von Papier, Brausetablette in Wasser lösen

Physikalischer Vorgang:

• Zustands-/Aggregatsänderung, keine neuen Stoffe entstehen.

• Meist umkehrbar

• z.B. schmelzen von Eis zu Wasser, Metallblech erhitzen

Was ist ein Stoff?

Materialien aus denen unsere Welt besteht, sie haben unterschiedliche Eigenschaften, es gibt Naturstoffe & synthetische Stoffe

Unterschiede Naturstoffe/synthetische Stoffe

Naturstoffe: aus Organismen gewonnen Zucker, Vanillin, Cellulose, Seide, Menthol

synthetische Stoffe: künstlich hergestellt Benzin, PET, polyester, Asphalt

Welche Voraussetzungen für zwei identische Stoffe?

Wenn alle Stoffeigenschaften (chemisch & physikalisch) identisch sind

Physikalische Stoffeigenschaften

Schmelzpunkt/Siedepunkt, Dichte, Härte/Duktilität (Verformbarkeit) Leitfähigkeit, magnetische Anziehungskraft, Aggregatzustand

Chemische Stoffeigenschaften

Brennbarkeit, Reaktivität mit Sauerstoff/Wasser/Säuren/Basen, Giftigkeit, Explosionsfähigkeit, Löslichkeit

Dichteformel

Masse : Volumen = Dichte

Die drei Stoffklassen

Metalle, flüchtige Stoffe, Salze (weitere wichtige Stoffklassen sind diamantartige Soffe & hochmolekulare Soffe)

Bedeutung diskontinuierlich

Die Materie besteht aus einzelnen Teilchen mit Zwischenräumen, in der Antike dachte man die Materie sei kontinuierlich, also ohne Lücken und aus einer einzigen Substanz

Alle Stoffe bestehen aus kleinsten, … . Die Unterschiede der verschiedenen Stoffe entstehen durch die unterschiedliche … und … der Stoffteilchen, sowie deren unterschiedliche … .

unsichtbaren Stoffteilchen, Gestalt, Grösse, Anordnung

Welche 5 Punkte setzt das Teilchenmodell voraus?

1. Stoffe bestehen aus kleinen Stoffteilchen, die nicht sichtbar sind

2. Ein reiner Stoff ist nur aus gleichen Stoffteilchen aufgebaut

3. Stoffteilchen verschiedener Stoffe unterscheiden sich in Form und Grösse

4. Zwischen den Stoffteilchen wirken Anziehungskräfte

5. Zwischen den Teilchen ist leerer Raum (nichts)

Brownsche Bewegung (mit Teilchenmodell erklären)

Zufällige, ungleichmässige Stösse von Flüssigkeitsmolekülen auf ein grösseres Teilchen, führt zu ungleichmässigen Bewegungen.

Aggregatszustände

fest, flüssig, gasförmig

Wird durch die Anziehungskraft und Teilchenbewegung bei Stoffen bestimmt.

Fest - flüssig

Schmelzen

• In einem festen Stoff sind die Teilchen regelmäßig angeordnet und schwingen nur an festen Plätzen.
  Wenn Wärmeenergie zugeführt wird, schwingen sie stärker, bis die Gitter zwischen den Teilchen gelöst werden.
  ➜ Die Teilchen können sich nun aneinander vorbei bewegen → der Stoff wird flüssig.

Flüssig - fest

Erstarren

• Beim Abkühlen verlieren die Teilchen Energie, sie bewegen sich langsamer.
  Die Anziehungskräfte werden stärker wirksam, die Teilchen ordnen sich wieder regelmäßig an.
  ➜ Der Stoff erstarrt.

Flüssig - gasförmig

Verdampfen

• In der Flüssigkeit bewegen sich die Teilchen bereits relativ frei.
  Durch Wärmezufuhr gewinnen sie so viel Energie, dass sie die Anziehungskräfte ganz überwinden können.
  ➜ Sie verlassen die Flüssigkeit und bewegen sich weit voneinander entfernt im Raum → gasförmig.

Gasförmig - flüssig

Kondensieren

• Beim Abkühlen verlieren die Gasteilchen Energie und bewegen sich langsamer.
  Die Anziehungskräfte reichen wieder aus, um sie zusammenzuhalten.
  ➜ Es bilden sich Flüssigkeitströpfchen.

Fest - gasförmig

Sublimieren

• Die Teilchen eines Festkörpers nehmen so viel Energie auf, dass sie direkt aus dem Gitterverband gelöst werden und in den gasförmigen Zustand übergehen.
  ➜ Beispiel: Trockeneis

Gasförmig - fest

Resublimieren

• Gasteilchen verlieren schlagartig Energie und ordnen sich direkt zu einem festen Gitter.
  ➜ Beispiel: Reifbildung (Wasserdampf → Eiskristalle).

Warum ist die Verdampfungswärme grösser als die Schmelzwärme?

Es braucht viel mehr Energie um einem Stoff zu verdampfen weil sich die Teilchen vollständig voneinander trennen müssen.

Wie schnell sich die Stoffteilchen bewegen, hängt von der… des Stoffes ab.

Temperatur

Je höher die Temperatur ist, desto … bewegen sich die Stoffteilchen.

schneller

Wann spricht man von Verdunsten?

Wenn eine Flüssigkeit bereits unterhalb ihrer Siedetemperatur langsam gasförmig wird.