9e 2020 21/Chemie

Distanzunterricht im Januar

Arbeitsauftrag für Montag, 11.01.

Bitte bearbeitet von 09:45 Uhr bis 10:10 Uhr die folgenden Aufgaben. Ihr benötigt dazu euer Schulbuch! Um 10:15 Uhr starten wir eine Konferenz, um die gestellten Aufgaben zu verbessern! (Den Link für die Konferenz habt ihr per Schulmanager bekommen)

Einleitende Gedanken

Nehmt an, ihr sei bei Freunden zum Geburtstag eingeladen und es gibt Kuchen (ich gebe zu, in Zeiten von "Corona" kein sehr praxisnahes Beispiel...). Der Kuchen schmeckt sehr lecker und ihr wollt ihn "nachmachen". Dann fragt ihr vermutlich nach dem Rezept (oder ihr recherchiert im Internet).
Anderes Beispiel: Nehmt an, ihr seht beim Spazierengehen in einem Garten ein sehr schönes Vogelhäuschen, in dem viele verschiedene Vogelarten gerade fressen. Ihr wollt dieses Vogelhäuschen nachbauen und recherchiert im Internet nach der Bauanleitung.
Worin unterscheiden sich die Bauanleitung für das Vogelhäuschen von dem Rezept für einen Kuchen?

• Beim Kuchenrezept sind die Angaben für die Zutaten in der Regel in Gramm (also einer Gewichtseinheit) angegeben.
• Bei der Bauanleitung werden eher Stückzahlen genannt.

Wie schaut das bei chemischen Reaktionen aus? Eine chemische Gleichung ist im Prinzip ja auch eine "Anleitung", an die man sich halten kann, wenn man einen bestimmten Stoff herstellen will. Nehmt an, ihr wollt FeS₂ (Pyrit) herstellen. Ihr findet im Internet dazu die folgende chemische Gleichung:

Fe + 2 S --> FeS₂

Was bedeutet das genau? Sprich diese chemische Gleichung in einem schönen, deutschen Satz aus! Beachte, dass auch der vorkommende Koeffizient (die Zahl 2 vor dem S) in Deinem Satz vorkommt!

Es gibt hier mehrere Möglichkeiten, z.B.: "Ein Eisenatom reagiert mit zwei Schwefelatomen zu einem Pyrit-Teilchen"

Bitte übt dieses "Übersetzen" noch ein paar Mal mit diesen Gleichungen:

• 2 H₂ + O₂ --> 2 H₂O
  

• 4 Al + 3 O₂ --> 2 Al₂O₃ (Aluminiumoxid)
  

• 2 H₂O₂ (Wasserstoffperoxid) --> 2 H₂O + O₂
  

• Zwei Wasserstoffmoleküle reagieren mit einem Sauerstoffmolekül zu zwei Wasser-Molekülen.
• Vier Aluminiumatome reagieren mit drei Sauerstoffmolekülen zu zwei Aluminiumoxid-Einheiten. (Aluminiumoxid ist ein Salz, d. h. ganz viele pos. geladene Kationen und ganz viele neg. geladene Anionen finden sich zu einem riesigen Gitter zusammen, ein "einzelnes Al₂O₃-Teilchen" gibt es nicht.
• Zwei Wasserstoffperoxid-Moleküle zerfallen zu zwei Wassermolekülen und einem Sauerstoffmolekül.

Man sieht, bei chemischen Gleichungen wird eher so vorgegangen, wie bei der Bauanleitung für Vogelhäuschen: Es geht hier um die Anzahl bestimmter Teilchen. Leider nützt einem das im Labor nichts! Nehmen wir wieder die erste Gleichung:
Fe + 2 S --> FeS₂

Sie besagt also, dass man pro Eisenatom zwei Schwefelatome verwenden muss, um eine vollständige Reaktion zu Pyrit zu erhalten. Wenn man "mehr" Pyrit haben will, kann man auch 1000 Eisenatome verwenden, dann braucht man eben 2000 Schwefelatome. Reicht das immer noch nicht, kann man auch 80 Quadrillionen Eisenatome nehmen, dann muss man die eben mit 160 Quadrillionen Schwefelatomen reagieren lassen. So weit so gut, aber warum nützen einem diese Überlegungen nichts?

Weil man keine Möglichkeit hat, im Labor Atome (oder Moleküle oder andere Teilchen) abzuzählen!

Nehmt an, ihr habt ein "Häufchen Eisenpulver", welches ihr mit Schwefel komplett zu Pyrit umwandeln wollt. Die Anzahl der Eisenatom in dem Häufchen könnt ihr also nicht abzählen, aber welche Größe lässt sich im Labor oder auch zu Hause sehr leicht bestimmen?

Das Gewicht oder besser: Die Masse!

O.k., man kann das Häufchen Eisenpulver also auf die Waage legen und z.B. feststellen, es wiegt 3,0g. Das ist zwar einfach, nützt einem aber wieder nicht viel! Damit ich mit Hilfe der chemischen Gleichung abschätzen kann, wie viel Schwefel ich für die Reaktion brauche, muss ich wissen, wie viele Eisenatome in diesen 3,0g drin sind! Welche Größe würde dieses Problem lösen?

Habt ihr wirklich schon eine Lösung gefunden? Vielleicht noch ein einfacheres Beispiel: Ein Landwirt lädt im Herbst alle Äpfel seiner Streuobstwiese auf den Anhänger seines Traktors. Alle Äpfel zusammen wiegen genau eine Tonne (1000kg). Er möchte wissen, wie viele Äpfel das ungefähr sind. Welche Größe braucht er für diese Berechnung?

Die Masse eines Apfels! - Oder im ersten Beispiel: Die Masse eines Eisenatoms.

Früher gab es keine Möglichkeit die Masse eines einzelnen Eisenatoms zu bestimmen. Heute geht das. Man verwendet dazu Massenspektrographen. In eurem Buch ist ein solches Gerät schematisch abgebildet. Nehmt euer Buch zur Hand auf S. 34. Betrachtet zunächst die Abbildungen 1 und 2, lest dann den Abschnitt "Wie vergleicht und ermittelt man Atommassen?" ganz unten auf der Seite 34. Lest wirklich nur diesen Absatz, nicht das was vorher steht und auch nicht, was danach kommt!
Beschreibt nun laut mit Worten die Abbildungen!
Wenn ihr das getan habt, solltet ihr euch für die Videokonferenz vorbereiten! Ruft über den Link im Schulmanager den BBB-Raum auf und loggt euch ein. Sollte es noch deutlich vor 10:10 Uhr, dürft ihr euch gerne erst einen Kaffee holen (oder was man als Neuntklässer eben so trinkt zum Frühstück...). Bis gleich!

Distanzlernen vor Weihnachten

Arbeitsauftrag für Donnerstag, 17.12.

Ein (freiwilliger) Versuch

Mit der einen Gruppe von euch habe ich bereits nach der Schulaufgabe einen kurzen Versuch durchgeführt, der zeigen konnte, dass es Farbstoffe gibt, die ihre Farbe ändern, wenn sie mit Säuren in Berührung kommen. Unser nächstes Thema im Unterricht wird sich genau um diese Säuren und ihre "Gegenspieler" die Basen drehen. Farbstoffe, die auf Säuren oder Basen reagieren, nennt man Säure-Base-Indikatoren. Davon findet man auch viele in der Natur und dazu ein kleiner Versuch.

Ihr benötigt:

• Blaukraut/Rotkohl (frisch oder aus der Konserve)
• Zitronensaft
• Natron oder Kernseife

Zupft ein paar Blätter vom Rotkohl ab, schneidet sie sehr klein und gebt die Schnipsel in ein Glas mit Wasser. Wartet 5 min.
Solltet ihr keinen frischen Rotkohl zu Hause haben, dann könnt ihr auch den Saft aus einem Glas eingemachten Rotkohl nehmen. Bitte sprecht aber mit euren Eltern ab, dass das geöffnete Glas dann auch gegessen wird. Falls ihr weder frischen Rotkohl noch welchen im Glas zu Hause habt, dann verschiebt den Versuch bitte!
Verteilt den so erzeugten violetten "Blaukraut-Saft" auf drei Gläser und verdünnt ihn mit Wasser. Gebt zum einen Glas Zitronensaft, zum anderen Natron oder Kernseife. Vergleicht die drei Gläser! Ihr könnt gerne auch andere Stoffe aus dem Haushalt ausprobieren und checken, welche Farbe der Blaukrautsaft annimmt.

Termine

Termine

Schulaufgabe am 07.12.2020 (für Gruppe B)
Schulaufgabe am 08.12.2020 (für Gruppe A)
Prüfungsstoff: Neben Grundwissen, den Hefteinträgen und den Versuchsprotokollen eignen sich folgende Seite im Buch (Galvani Chemie 2) als Vorbereitung für die Schulaufgabe (chronologisch sortiert):

• S. 20 - 21 Unterschied zwischen qualitativen und quantitativen Nachweisen
• S. 22 - 24 Nachweismethoden
• S. 25 - 26 Die Spektralanalyse
• S. 92 - 93 Fällungsreaktionen
• S. 54 - 55 Das Orbitalmodell (Die Inhalte dieser Seite werden nicht direkt in der Schulaufgabe abgefragt, aber zum Verständnis der nächsten Seiten sind sie meiner Meinung schon relevant.
• S. 56 - 57 Der räumliche Bau von Molekülen
• S. 63 - 64 Die polare Atombindung (ohne den letzten Absatz "Polarität und Dissoziationsenergie")
• S. 65 Dipole
• (S. 72 - 73 Zwischenmolekulare Kräfte - Wiederholung)
• S. 76 - 77 Van-der-Waals-Kräfte
• S. 74 - 75 Wasserstoffbrückenbindungen
• S. 78 Einfluss zwischenmolekularer Kräfte auf Stoffeigenschaften

Versuchsprotokolle

Ausgewählte Versuchsprotokolle

Eine Musterlösung für das Versuchsprotokoll zur Übung vom 08.10. "Flammenfärbung von Na- und K-Salzen":

• Zum Herunterladen: Hier klicken

Eine Musterlösung für das Versuchsprotokoll zur Übung vom 22.10. "Nachweis von ausgewählten Halogenid-Ionen":

• Zum Herunterladen: Hier klicken

Grundwissen

Grundwissensaufgaben - Teil 1

Text
Magnesium ist ein sehr reaktives Metall und wird an Schulen häufig in Form von langen Bändern verwendet. Sobald man ein Ende eines solchen Magnesium-Bandes kurz erhitzt, beginnt es mit dem Sauerstoff aus der Luft zu reagieren. Dabei entsteht sehr viel Hitze und Licht. Früher hat man daher Magnesium als „Blitzlicht-Pulver“ eingesetzt. Einmal gestartet, endet die Reaktion erst, wenn das gesamte Magnesium-Band „verbrannt“ ist. Übrig bleibt ein weißer Feststoff: Magnesiumoxid (MgO).
Aufgaben

• Stelle die chemische Reaktionsgleichung für den beschriebenen Prozess auf!
  

• Ordne diese chemische Reaktion verschiedenen Gruppen zu: Beachte bei der einen Zuordnung den Energieumsatz und bei der anderen Zuordnung die Anzahl der Pro- und Edukte!
  

• Zeichne das vollständig beschriftete Energie-Zeit-Diagramm dieser Reaktion!
  

Text + Grafik
Die folgende Grafik enthält viele Informationen. Leite aus dieser Grafik die folgenden Punkte ab:

Aufgaben

• Beschreibe mit einem schönen, deutschen Satz die ablaufende Reaktion!

• Stelle die vollständig ausgeglichene Reaktionsgleichung auf!

• Ordne die dargestellte Reaktion zwei Gruppen zu. Betrachte bei der ersten Zuordnung die an der Reaktion beteiligte Energie, bei der der zweiten Zuordnung die Anzahl der vorhandenen Pro- und Edukte!
  

Grundwissensaufgaben - Teil 2

Atombau

• Bestimme mit Hilfe des PSE die Anzahl an Protonen, Neutronen, Elektronen und Valenzelektronen in einem Atom von Aluminium, Arsen und Antimon!
  

• Finde in den Hauptgruppen des PSE das Element, bei dem ein Atome zwei Valenzelektronen und 50 Neutronen besitzt!
  

Salzgleichungen

• Stelle die chemischen Gleichungen zur Bildung der folgenden Salze aus den Elementen auf: Kaliumfluorid (aus Kalium und Fluor), Berylliumoxid (aus Beryllium und Sauerstoff) und Natriumnitrid (aus Natrium und Stickstoff)
  

Moleküle

• Zeichne die Valenzstrichformel der folgenden Moleküle: Sauerstoffdifluorid (OF₂), Formaldehyd (CH₂O) und Schwefelwasserstoff (H₂S)
  

Atombau

• Bestimme mit Hilfe des PSE die Anzahl an Protonen, Neutronen, Elektronen und Valenzelektronen in einem Atom von Bor, Brom und Barium!
  

• Finde in den Hauptgruppen des PSE das Element, bei dem ein Atome drei Valenzelektronen und 14 Neutronen besitzt!
  

Salzgleichungen

• Stelle die chemischen Gleichungen zur Bildung der folgenden Salze aus den Elementen auf: Lithiumfluorid (aus Lithium und Fluor), Magnesiumsulfid (aus Magnesium und Schwefel) und Magnesiumnitrid (aus Magnesium und Stickstoff)
  

Moleküle

• Zeichne die Valenzstrichformel der folgenden Moleküle: Schwefeldifluorid (SF₂), Phosphan (PH₃) und Chlormethan (CH₃Cl)