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Neutralisation

Neutralisation bedeutet im Rahmen der Chemie die Aufhebung einer ätzenden Wirkung von Basen oder von Säuren. Grundlage dabei ist, dass Säuren und Basen beim Mischen sich aufheben und nicht addieren.

Quizfragen

  1. Was versteht man unter dem Neutralpunkt?

    Bei der Neutralisation ist der Neutralpunkt erreicht, wenn der pH-Wert von 7 erreicht ist. Der Neutralpunkt ist gleichzusetzen mit dem Äquivalenzpunkt, welcher die vollständige Neutralisation darstellt.

  2. Was geschieht bei der Neutralisation?

    Hierbei treffen Wasserstoff-Ionen aus den Säuren und Hydroxid-Ionen aus den Laugen aufeinander. Diese vereinigen sich zu neutralen Wasser-Molekülen, wodurch die Ursache für die Säure- bzw. die Laugenwirkung beseitigt wird.

  3. Um was für eine Art von chemischen Vorgang handelt es sich?

    Es handelt sich hierbei um einen exothermen Vorgang, bei dem Wärmeenergie abgegeben wird. Dies geschieht aber nur, wenn die gleichen Mengen an Wasserstoff - und Hydroxid-Ionen miteinander reagieren.

  4. Was ist Neutralisationswärme?

    Die bei der Neutralisation von Säuren und Laugen frei werdende Wärme im Zuge der Reaktion bezeichnet man als Neutralisationswärme. Diese wird in den Fachkreisen häufig auch als Reaktionswärme bezeichnet.

  5. Wodurch entstehen die Salzkristalle bei der Neutralisation?

    Salzkristalle entstehen bei der Verdampfung während der Neutralisation. Sie werden durch die positiv geladenen Metall-Ionen der Lauge und die negativ geladenen Säurerest-Ionen gebildet. Diese sind nicht an der Neutralisationsreaktion beteiligt.

  6. Was für eine Rolle spielt die Wertigkeit des Metalls und des Säurerests?

    Soll eine Neutralisation von Säuren und Laugen erreicht werden, muss die Wertigkeit des Metalls und des Säurerests berücksichtig werden.

  7. Was geschieht, wenn die Neutralisation mit schwachen Basen und starken Säuren durchgeführt wird?

    Bei der Neutralisation von schwachen Basen mit einer starken Säure sinkt der pH unter einen Wert von 7.

  8. In welchem Bereich außer der Chemie spielt die Neutralisation noch eine Rolle?

    Im Rahmen der Immunologie, der Wissenschaft der Selbst- und Fremderkennung von Zellen und löslichen Substanzen in vitalen Organismen.

  9. Warum ist die Neutralisation im Rahmen der Abwasserwirtschaft so wichtig?

    Nur durch Neutralisation kann der sichere Betrieb von biologischen Abwasserreinigungssystemen gewährleistet werden. Nicht neutralisierte Abwässer schädigen die am biochemischen Abbau beteiligten Mikroorganismen.

  10. Was sind die Vorteile der Neutralisation mit Kohlensäure gegenüber Mineralsäure von schwach oder stark alkalischem Wasser?

    Die Neutralisation ist kostengünstig und kann chemikalienfrei durchgeführt werden. Zudem ist ein geringer regeltechnischer Aufwand nötig.

Chemische Prozesse im Erdboden

Die Chemischen Prozesse im Erdboden laufen fortwährend ab. Diese Verwitterungsprozesse benötigen eine ganze Reihe von Faktoren, die erfüllt sein müssen. Hierzu gehören vor allem die idealen Feuchtigkeitsbedingungen und die Temperaturbedingungen.

Quizfragen

  1. Was für eine Rolle spielt das Klima?

    Dem Klima kommt in Bezug auf die chemischen Prozesse eine zentrale Stellung zu. Schlüsselfaktoren sind hier der Niederschlag und die Temperatur. Die Intensität der chemischen Prozesse wird dadurch beeinflusst.

  2. Welche Bedeutung haben Lebewesen auf die Prozesse?

    Die Lebewesen (Fauna und Flora), insbesondere deren abgestorbenen Zellen und die darin enthaltenen Bakterien bilden die Grundlage für die chemischen Prozess. Sie bilden einen organischen Film, welcher als Kristallisationspunkt dient.

  3. Was geschieht bei der Bodenversäuerung?

    Hierzu kommt es, wenn von außen oder durch bodeninterne Prozesse sehr viele Protonen von Säuren in den Boden eingetragen werden, als dass dieser neutralisieren kann.

  4. Wie kann die Bodenversäuerung wieder reguliert werden?

    Durch die Kalkung von Gärten und Äckern. Auch der Waldboden kann so neutralisiert werden. Der Kalk hebt die saure Wirkung nahezu vollständig wieder auf.

  5. Wie kommt es zur Bodenversalzung?

    Die Bodenversalzung tritt ein in ariden und humiden Klimaten. Wenn es in Trockengebieten dazu kommt, ist dort die Boden-Verdunstung größer als die jährliche Niederschlagsmende, die einsickern kann, wodurch der salzhaltige Grundwasserstrom aufsteigt und verdunstet.

  6. Was versteht man unter Lösungsverwitterung?

    Die Lösung von Gesteinen aus Mineralen, welche in reinem Wasser löslich sind. Hierzu gehört Gips, Sylvin und Halit. Diese werden gewöhnlich schon unterhalt der Geländeoberfläche aufgelöst. Bei Salzstöcken treten allerdings Salzspiegel und Gipshut auf.

  7. Was geschieht bei der Kohlensäureverwitterung?

    Calciumcarbonat verbindet sich dabei mit Kohlenstoffdioxidaus der Luft. Hierbei bildet sich eine schwache Kohlensäure. Diese löst das Carbonat, was bei Kalkstein zu einer chemischen Verwitterung führen kann.

  8. Wie wirkt saurer Regen auf Marmor?

    Saurer Regen kann Marmor angreifen. Und zwar durch eine Schwefelsäureverwitterung. Diese entsteht dadurch, dass saurer Regen geringe Mengen Schwefelsäure enthält. Die stärkere Schwefelsäure verdrängt die schwächere Kohlensäure aus der ionischen Verbindung des Gesteins.

  9. Was geschieht bei der Oxidationsverwitterung?

    Bei diesem chemischen Prozess verfärbt sich das Gestein rostbraun. Dabei wird durch Umwandlung von zweiwertigem Eisen in dreiwertiges Eisen die ursprüngliche Mineralstruktur des Gesteins zerstört.

  10. Was geschieht bei der chemisch-biologischen Verwitterung?

    Sitzen Pflanzen, Flechten oder Moose direkt auf Gestein, werden Säuren abgeschieden. Diese greifen die Mineralien der Gesteine an und rauen die Gesteinsoberfläche auf. Verwitterung hat hier leichtes Spiel.

Elektrochemie

Die Elektrochemie ist nicht nur ein Teilgebiet innerhalb der Chemie. Es handelt sich hier auch um eine Synthesemethode und wird auch als Elektrolyse oder Elektrosynthese bezeichnet. Die Elektrochemie ist zudem auch ein Teilgebiet der Physikalischen Chemie.

Quizfragen

  1. Was ist ein elektrochemischer Vorgang?

    Wird eine chemische Reaktion mit einem elektrischen Strom verknüpft, dann spricht man von einem elektrochemischen Vorgang. Die Spannung wird dabei durch eine Elektrolyse oder durch eine chemische Reaktion herbeigeführt.

  2. Wie läuft eine elektrochemische Reaktion ab?

    Eine Elektrochemische Reaktion läuft in einer galvanischen Zelle ab. Hierbei wird beim Aufladen von einem Akkumulator Energie zugeführt, beim Entladen aus der Brennstoffzelle Energie gewonnen.

  3. Welche Größen haben auf das Potential einer Wasserstoffelektrode keinen Einfluss?

    Keinen Einfluss haben der H2-Druckan der Elektrode und das Material der Elektrode sowie das Volumen der Lösung in der Elektrodenkammer und deren pH-Wert sowie die Temperatur.

  4. Was versteht man unter Leitfähigkeitstitration?

    Die Leitfähigkeitstitration ist eine chemisch-physikalische Analysemethode. Diese nutzt die elektrische Leitfähigkeit von einer Säure oder Base für die Bestimmung der dissoziierten Inhaltsstoffe. Sie benötigt keine chemischen Indikatoren.

  5. Was sind die Faradayschen Gesetze?

    Diese beschreiben den Zusammenhang zwischen elektrischer Ladung und Stoffumsatz bei elektrochemischen Reaktionen. Sie gelten als Grundgesetze der Elektrochemie und wurden nach ihrem Entdecker, Michael Faraday, benannt.

  6. Was ist eine Redoxreaktion?

    Es handelt sich um eine chemische Reaktion, bei der ein Reaktionspartner Elektronen auf die anderen überträgt. Es findet hierbei eine Oxidation statt, also eine Elektronenabgabe durch den Stoff.

  7. Wie wirkt sich der pH-Wert auf die Redoxsysteme aus?

    Mit steigendem pH-Wert sinkt das Redoxpotenzial und damit auch die Stärke des Permanganats als Oxidationsmittel. Bei sinkendem pH-Wert erhöht sich das Redoxpotenzial.

  8. Wie verändern sich die Konzentrationen bei einer Elektrolyse?

    Durch die Elektrolyse verändern sich die Elektroden an der Oberfläche. Die Reaktion dauert allerdings. Grund dafür ist dass die Gleichgewichte beeinflusst werden können.

  9. Was ist eine Anode?

    Als Anode bezeichnet man eine Elektrode, die aus einem Vakuum freie Elektronen aufnimmt. Die Anode ist die Gegenelektrode zu einer Kathode. Anoden wandern dabei immer zu den anderen Anoden, nicht zu den Kathoden.

  10. Was versteht man unter Oxidation?

    In der Elektrochemie versteht man darunter den Entzug negativer Ladung, was einer relativen Erhöhung der positiven Ladung entspricht. Dabei nimmt ein Oxidationsmittel Elektronen auf und wird hierbei selber reduziert.

Korrosion

Es handelt sich um eine chemische Reaktion, bei der Metall mit Stoffen aus der Umgebung reagiert. Dabei tritt eine messbare Veränderung am Metall ein, und zwar in Form von Farb- und Eigenschaftsveränderungen.

Quizfragen

  1. Wie läuft die Korrosion ab?

    Es handelt sich um einen langsam ablaufenden Vorgang. Dabei oxidiert ein unedles Metall und verändert mit der Zeit seine Farbe. Es setzt Rost an und verliert seine guten Eigenschaften.

  2. Was ist eine Kontaktkorrosion?

    Es handelt sich hier um einen Vorgang, bei dem zwei Metall mit einem unterschiedlichen Lösungspotenzial mit einem Elektrolyt wie Wasser oder feuchte Luft Energie in Kontakt kommen.

  3. Wann kommt es zur Lochfraßkorrosion?

    Wenn das Metall hohen Temperaturen ausgesetzt ist oder das Metall ein niedriges Elektrodenpotenzial hat oder sich das Metall in einem Wasserkreislauf befindet. Kupfer neigt wegen dem hohen Sulfatgehalt zum Lochfraß.

  4. Kann Silber korrodieren?

    Silber kann korrodieren, wobei man hier von Anlaufen spricht. Denn Silber kann unter ungünstigen Bedingungen Silbersulfid bilden, was die Korrosion begünstigt. Betroffen davon ist auch Silberbesteck in einem Schrank.

  5. Können Bakterien zur Korrosion führen?

    Bakterien können zur Korrosion führen. Man spricht hier von der sogenannten bakteriellen anaeroben Korrosion. Es handelt sich hierbei um eine durch Bakterien indirekt induzierte Oxidation des Metalls.

  6. Wo durch wird eine bakterielle anaerobe Korrosion begünstigt?

    Wenn das Metall in einem feuchten Umfeld gelagert wird. Dort finden die Bakterien ideale Bedingungen vor, um die Korrosion zu fördern. Ein Beispiel: Öltanks

  7. Kann Wasser Metall rosten lassen?

    Metall kann, wenn es mit Wasser in Berührung kommt, rosten. Man spricht in diesem Fall von einer Wasserstoff- bzw. Säurekorrosion. Begünstigt wird diese, wenn Sauerstoffmangel herrscht.

  8. Kann Eisen korrodieren?

    Wenn Eisen über Jahre und Jahrzehnte hinweg mit Luftfeuchtigkeit in Berührung kommt, korrodiert es mit der Zeit. Es handelt sich hierbei um eine Redoxreaktion, bei der Sauerstoff das Oxidationsmittel ist.

  9. Wodurch entsteht die Patina auf Kupfer?

    Unter der Beteiligung von Wasser bzw. Kohlensäure und Kohlendioxid wird die Bildung der Patina auf Kupfer begünstigt. Es handelt sich hierbei um eine Säurekorrosion und eine Sauerstoffkorrosion.

  10. Wodurch kommt es zur Glaskorrosion?

    Die Verwitterung der Oberfläche von Glas, die Glaskorrosion, wird durch verschiedene chemische Einflüsse hervorgerufen. Eine Rolle spielt hier auch der pH-Wert des einwirkenden Stoffes und die Glas-Zusammensetzung.

Grundlagen der organischen Chemie

Die organische Chemie ist ein Teilgebiet der Chemie, wo mit Verbindungen gearbeitet wird, die auf Kohlenstoff basieren. Eine große Rolle bei den Reaktionen spielen die Raumtemperatur und die Umgebung.

Quizfragen

  1. Gibt es organische Verbindungen, die schon unsere Vorfahren kannten?

    Hierzu zählen die Farbstoffe Alizarin und Indigo sowie ätherische Öle und Weingeist. Später wurde Essigsäure durch Holzdestillation gewonnen und Acrolein durch die Destillation von Rüb-, Nuss- und Hanföl.

  2. Welche Eigenschaften des Kohlenstoffatoms sind die Voraussetzungen für die organische Chemie?

    Beim Erhitzen mit Metallen und Nichtmetallen werden Carbide gebildet. Die Kohlenstoffatome verbinden sich zu Ketten oder zu Ringen, die sich im praktisch unbegrenzten Maß miteinander verbinden lassen.

  3. Wie läuft die Destillation von Alkohol ab?

    Bei der Destillation von Alkohol werden Flüssigkeitsgemische durch das Erhitzen über dem Feuer getrennt. Die Flüssigkeit mit dem niedrigeren Siedepunkt verdampft und wird nach dem Kondensieren durch ein Kühlsystem wieder aufgefangen.

  4. Was ist der Rf-Wert?

    Der Rf-Wert beschreibt den Retentionsfaktor. Dieser ist mit der Retentionszeit in der Säulenchromatographie vergleichbar. Jede Verbindung hat einen eigenen Wert. Der Wert lässt eine qualitative Auswertung des Chromatogramms zu.

  5. Was ist die Genfer Nomenklatur?

    Die Genfer Nomenklatur für organisch-chemische Verbindungen wurde 1892 entwickelt. Diese geht für die zu benennende Verbindung davon aus, dass die längste Kohlenstoffkette im Molekül gesucht wird.

  6. Warum haben Alkane bei Zimmertemperatur unterschiedliche Aggregatzustände?

    Dies hängt mit der Kettenlänge der Alkane zusammen. Je länger diese ist, umso größer sind die Anziehungen zwischen den Molekülen und je größer diese Anziehung ist, umso näher rücken sie aneinander.

  7. Welche Alkane sind gasförmig?

    Zu den gasförmigen Alkanen gehören Methan und Ethan sowie Propan, aber auch Butan. Ethan und Propan sind brennbar. Butan wird für das Befüllen von Gasfeuerzeugen verwendet und für Kartuschen und Druckdosen.

  8. Was ist eine Additionsreaktion?

    Es handelt sich um eine chemische Reaktion, bei der mindestens zwei Moleküle zu einem Molekül vereinigt werden. Dies geschieht, indem mehrere Mehrfachbindungen aufgespalten werden. Die Umkehrung der Addition nennt man Eliminierung.

  9. Was ist eine exotherme Reaktion?

    Es handelt sich um eine chemische Reaktion, bei der Energie in Form von Wärme an die Umgebung abgegeben wird. Eine typische exotherme Reaktion ist Feuer oder das Aushärten von Beton.

  10. Was ist eine endotherme Reaktion?

    Es handelt sich um eine chemische Reaktion, bei der Energie zugeführt wird, und zwar in Form von Wärme aus der Umgebung. Dafür werden End- und Ausgangsstoffe benötigt.

Kohlenwasserstoffe

Die Kohlenwasserstoffe bilden eine Stoffgruppe von chemischen Verbindungen. Diese bestehen nur aus Wasser- und Kohlenstoff sowie Kohlenstoffketten, Kohlenstoffringe und Kombinationen daraus. Es gibt mehrere Untergruppen, wie Alkine, Alkene, Alkane und Aromaten.

Quizfragen

  1. Wo kommen Kohlenwasserstoffe vor?

    In der Natur kommen Kohlenwasserstoffe vor im Erdgas, im Erdöl, in Kohle und anderen fossilen Stoffen. Doch auch in Pflanzen kommen sie vor, wie in Kautschuk und Terpenen.

  2. Was sind einfache Kohlenwasserstoff?

    Es handelt sich hier um Stoffwechselprodukte von Mikroorganismen. Und im Weltall kommen Kohlenwasserstoffe in Form von Ethan und Methan vor. Anzutreffen sind einfache Kohlenwasserstoffe auch auf Kometen.

  3. Welche Arten von Kohlenwasserstoffen gibt es?

    Die Kohlenwasserstoffe unterteilen sich in gesättigte, ungesättigte und aromatische Kohlenwasserstoffe. Die unterscheiden sich von ihrer Form her und kommen als Einfachbindungen, Doppelbindungen und Dreifachbindungen sowie Ringe.

  4. Was sind gesättigte Kohlenwasserstoffe?

    Es handelt sich hier um C-C-Einfachbindungen, die nochmals in kettenförmige und ringförmige Verbindungen unterteilt werden. Am bekanntesten sind die Alkane, wie Methan, aber auch Propan und Ethan.

  5. Was sind ungesättigte Kohlenwasserstoffe?

    Es handelt sich hier um C-C-Doppelbindungen. Sie teilen sich auf in Alkene und Alkine. Hierzu gehören das Ethylen. Dann gibt es noch C-C-Dreifachbindungen wie das Ethin bzw. Acetylen.

  6. Was sind aromatische Kohlenwasserstoff?

    Es handelt sich hier um Kohlenwasserstoffe, die eine Aromatizität aufweisen und aus Kohlenstoffringen bestehen. Hierzu gehört beispielsweise das Benzol. Die Untergruppe der polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffe wird vertreten durch das Naphthalin.

  7. Welche Eigenschaften haben unpolare Kohlenwasserstoffe?

    Diese Kohlenwasserstoffe sind in Wasser unlöslich. In organischen Lösungsmitteln lösen sich die meisten aber auf. Daher sind Kohlenwasserstoffe hydrophob, also wasserabweisend bzw. lipophil. Ein gutes Beispiel ist Erdöl.

  8. Wie verhalten sich gasförmige Kohlenwasserstoffe?

    Sind Kohlenwasserstoffe gasförmig, dann verbrennen sie sehr schnell mit einer heißen Flamme. Dabei wird sehr viel Energie frei, die genutzt werden kann. Ein Beispiel dafür ist Erdgas.

  9. Was sind die Eigenschaften von flüssigen Kohlenwasserstoffen?

    Die flüssigen Kohlenwasserstoffe haben einen niedrigen Siedepunkt und verdampfen leicht. Auch der Flammpunkt ist sehr niedrig, was leicht zu Bränden führen kann. Die Reaktivität ist abhängig von der Kettenlänge.

  10. Schädigen Kohlenwasserstoffe die Umwelt?

    Kohlenwasserstoffe machen den Hauptteil der flüchtigen organischen Verbindungen aus, die die Umwelt schädigen können. Besonders Methangase haben einen erheblichen Treibhauseffekt. Bei Reduktion der Kohlenwasserstoffe könnte die Umwelt geschont werden.

Alkane

Alkane gehören zur Stoffgruppe der gesättigten Kohlenwasserstoffe. Alkane bestehen nur aus Kohlenstoff und Wasserstoff. Sie bestehen aus unverzweigten oder verzweigten Kohlenstoffketten. Man unterscheidet n-Alkane und i-Alkane.

Quizfragen

  1. Welche Stoffe gehören zu den n-Alkanen?

    Die bekanntesten n-Alkane sind Methan, Ethan, Propan, n-Butan, n-Hexan und andere. Insgesamt gibt es 12 bekannte n-Alkane, die in Fachkreisen auch als Höhere Alkane bezeichnet werden.

  2. Was sind i-Alkane?

    Hierzu gehören Kohlenwasserstoffe, die über eine höhere Anzahl von Kohlenstoffatomen verfügen, als die n-Alkane. Durch die höhere Anzahl von Kohlenstoffatomen gibt es auch eine höhere Anzahl von kovalenten Verknüpfungen.

  3. Woher kommen die Bezeichnungen der Alkane?

    Die Stammnamen der Alkane weisen alle die Endung -an auf. Dieser wird jeweils ein griechisches Zahlenwort vorangestellt, welches Hinweis gibt auf die Anzahl der Kohlenstoffatome über die diese Verbindung verfügt.

  4. Was ist ein Alkylrstes?

    Wenn von einem Alkan-Molekül ein Wasserstoffatom entzogen wird, entsteht ein Molekül mit einem ungebundenen Elektron. Dieses wird mit einer neuen Endung als Alkyradikal bezeichnet bzw. als Alkyrestes.

  5. Was ist Ethan?

    Ethan gehört zu den einfachsten Alkanen. Es handelt sich um ein geruchloses und farbloses Gas, das zu Heizzwecken genutzt wird. Neben Methan gehört Ethan zum Hauptbestandteil von Erdgas.

  6. Was ist Methan?

    Es handelt sich um eine chemische Verbindung, die zur Gruppe der Alkane gehört. Methan ist ein farbloses und geruchloses Gas und brennbar. In der Natur kommt es als Hauptbestandteil von Erdgas vor.

  7. Welche Reaktivität haben Alkane?

    Alkane verfügen über eine recht geringe Reaktivität. Grund dafür ist, dass die C-H- und C-C-Bindungen sehr stabil sind und sich nicht so einfach zerbrechen lassen durch äußere Einflüsse.

  8. Wie reagieren Alkane mit Säuren und Basen?

    Da der Wert der Säurekonstante von allen der bekannten Alkane oberhalb von 60 liegt, reagieren die Alkane mit normalen Säuren und normalen Basen praktisch kaum.

  9. Wie reagieren Alkane mit Sauerstoff?

    Mit Sauerstoff reagieren alle Alkane sehr stark. Die Reaktion ist dabei dass die Alkane zwar brennbar sind, aber nicht brandfördernd. Der Flammpunkt der Alkane steigt bei zunehmender Anzahl der Kohlenstoffatome.

  10. Wie reagieren Alkane mit Chlor?

    Schon die geringe Zufuhr von ultraviolettem Licht kann eine Reaktion der Alkane mit Chlor auslösen. Es handelt sich hier um eine Kettenreaktion, bei der neue Halogenradikale nachgebildet werden.

Alkohole

Alkohole sind verschiedenartige chemische Verbindungen. Sie unterscheiden sich nach der Zahl der Nichtwasserstoffnachbarn des Kohlenstoffatoms, an das eine Hydroxygruppe gekoppelt ist. Hierdurch ergeben sich verschiedene chemische Eigenschaften von diesen Alkoholen.

Quizfragen

  1. Welche Arten Alkohole gibt es?

    Man unterscheidet bei den Alkoholen in primäre, sekundäre und in tertiäre Alkohole. Die Einordnung geschieht danach wie viele weitere C-Atome gebunden sind. Alkohole besitzen mindestens eine Hydroxyl-Gruppe.

  2. Wie entsteht Methanol?

    Methanol entsteht beim Gärungsprozess in ganz geringen Mengen. Es wird insbesondere durch Hydrierung von Kohlenmonoxid hergestellt, wobei diese Reaktion unter Einsatz eines ZnO/CrO3-Katalysators abläuft, bei einer Temperatur von 350-400 °C.

  3. Wie entsteht Ethanol?

    Ethanol entsteht durch alkoholische Gärung. Dabei wird Zucker durch Hefe und andere Mikroorganismen in Sauerstoff und Ethanol verwandelt. Ethanol kann aber auch durch Hydratisierung von Ethen hergestellt werden.

  4. Was haben primäre Alkohole für Eigenschaften?

    Primäre Alkohole leiten sich von den Alkanen ab und gehören zu den gesättigten Alkoholen. Dabei ist ein Wasserstoffatom der Kohlenstoffkette durch eine Hydroxidgruppe ersetzt.

  5. Kommen Alkohole auch in der Natur vor?

    In der Natur kommen Alkohole in Form von Ethanol bei der Gärung von Hefen vor. Glycerin findet man in Membranfetten, aber auch Fetten und Ölen.

  6. Oxidieren Alkohole?

    Tertiäre Alkohole oxidieren nicht. Um primäre Alkohole oxidieren zu lassen verwendet man Carbonsäure, Kaliumpermanganat oder Salpetersäure. Sekundäre Alkohole werden mit Aceton in Anwesenheit von Aluminiumisopropylat dann zu Aldehyden bzw. Ketonen.

  7. Was sind die Eigenschaften von niedermolekularen Alkoholen?

    Es handelt sich hierbei um Flüssigkeiten, die einen typischen alkoholischen Geruch haben und einen brennenden Geschmack. Durch die Molekülassoziationen der intermolekularen Wasserstoffbrückenbindungen ist der Siedepunkt hoch.

  8. Woher stammen die Namen der Alkohole?

    Bei den einwertigen Alkoholen erfolgt die Namensgebung durch die Bezeichnung des Stammkohlenwasserstoffes mit dem Suffix -ol. Üblich ist eine Namensbildung durch den Anhang -alkohol an die Bezeichnung des Radikals.

  9. Was ist Glycerin?

    Dieser Alkohol kommt in Fetten und fettigen Ölen vor und in vielen Phosphatide. Es wird als Bestandteil von Frostschutzmittel und Bremsflüssigkeit verwendet und als Grundlage für die Herstellung von Salben und Weichmachern.

  10. Wie reagieren Alkohole mit Säure und Basen?

    Die Moleküle der Alkohole reagieren je nach Reaktionspartner als Base oder Säure. Gegenüber von starken Säuren reagieren Alkohole als Base und mit starken Basen als Säure.

Fette

Fette sind eine Stoffgruppe von chemischen Verbindungen auf der Basis des dreiwertigen Alkohols Glycerin. Fette enthalten Fettsäuren, die als Trigylceride bezeichnet werden. Fette können in fester, halbfester oder flüssiger Form vorkommen.

Quizfragen

  1. Wovon ist der Aggregatzustand von Fetten abhängig?

    Fette besitzen keine exakte Schmelztemperatur. Sie besitzen aber einen Schmelzbereich. Durch die Zufuhr von Wärme oder Kälte ändern Fette ihren Aggregatzustand in fest, halbfest und flüssig.

  2. Was sind die Eigenschaften von flüssigen Fetten?

    Flüssige Fette enthalten ungesättigte Fettsäuren mit verschiedenen Anteilen. Die Fette sind überwiegend pflanzlicher Herkunft oder stammen von Fischen. In den ungesättigten Fettsäuren sind die Doppelbindungen cis-ständig.

  3. Welche Säuren sind ungesättigte Fettsäuren?

    Zu den ungesättigten Fettsäuren gehören die Ölsäure, die Linolsäure und die Linolensäure. Dabei weist die Ölsäure einen charakteristischen starren Knick an der Doppelbindung der Moleküle auf.

  4. Was ist ein chemischer Fettabbau?

    Fette können durch Verseifung wieder in Glycerin und die enthaltenen Fettsäuren gespalten werden. Hierzu werden Fette mit Alkalilauge erhitzt. Die Verseifung ist dabei die Umkehrreaktion der Veresterung.

  5. Was sind fette Öle?

    Wenn Fette bei Raumtemperatur in flüssiger Form vorliegen, bezeichnet man diese als fette Öle. Ein Beispiel dafür ist Olivenöl. Doch fette Öle können auch tierischer Herkunft sein.

  6. Sind Fette brennbar?

    Fette gelten als gut brennbar. Werden sie verbrannt, wird sehr viel Energie freigesetzt. Fette erzielen somit einen hohen Heizwert. Wegen der hohen Entzündlichkeit und der hohen Energiefreisetzung gelten Fette als brennbare Stoffe.

  7. Was bewirkt die Fettspaltung?

    Die Fettspaltung, oder Verseifung, bewirkt, dass Fette gespalten werden können. Die einzelnen Spaltprodukte, die durch die Verseifung von Fetten entstehen, können hierbei sogar auch einzeln nachgewiesen werden.

  8. Was für eine Rolle spielen Fette bei der Kosmetikherstellung?

    Die chemische Herstellung von Kosmetik sieht die Verwendung von Fetten vor. Genauergesagt werden Fette Öle verwendet. Neben Wasser werden diesen auch Emulgatoren zugesetzt für eine höhere Dichte.

  9. Was unterscheidet gesättigte und ungesättigte Fettsäuern?

    In Fetten sind beide Fettsäuren enthalten. Die ungesättigten Fettsäuren haben mindestens eine Doppelbindung in der Kohlenwasserstoffkette, die gesättigten Fettsäuren nur Einfachbindungen in der Kohlenwasserstoffkette.

  10. Was sind mehrfach ungesättigte Fettsäuren?

    Haben die in den Fetten enthaltenen ungesättigten Fettsäuren mehrere Doppelbindungen in der Kohlenwasserstoffkette, handelt es sich um mehrfach ungesättigte Fettsäuren. Der chemische Nachweis kann mit Bromwasser erbracht werden.

Kohlenhydrate

Kohlenhydrate sind eine chemisch bedeutende Stoffklasse. Chemisch gesehen handelt es sich um Hydroxyaldehyde oder Hydroxyketone und davon abgeleitete Verbindungen. Sie sind von ihrer molekularen Form her offenkettig und haben mindestens zwei Hydroygruppen und eine Aldehydgruppe bzw. Ketogruppe.

Quizfragen

  1. Wie erbringt man den chemischen Nachweis von Kohlenhydraten?

    Der chemische Nachweis von Kohlenhydraten erfolgt über die Molisch-Probe und die PAS-Reaktion. Ebenso kann die Seliwanow-Probe, die Bial-Probe oder die Dische-Probe dafür verwendet werden.

  2. Was geschieht bei der Oxidation von Kohlenhydraten?

    Bei der Oxidation von Kohlenhydraten werden diese durch das Oxidationsmittel zu Aldonsäuren oxidiert. Dies gilt sowohl für die Ketosen wie auch die Aldosen.

  3. Welche bekannten Chemiker haben sich mit den Kohlenhydraten eingehend befasst?

    Das waren im 19. und 20. Jahrhundert Emil Fischer, Burckhardt Helferich, Bernhard Tollens und Walter Norman Haworth sowie Wilhelm Koenigs und Eduard Knorr.

  4. Was sind Ketosen und Aldosen?

    Die Kohlenhydrate mit einem Aldehyd bezeichnet man als Aldosen. Und die Kohlenhydrate mit einem Keton bezeichnet man als Ketosen. Diese haben verschiedene Eigenschaften und zeigen verschiedene chemische Reaktionen.

  5. Aus was entstehen Kohlenhydrate?

    Sie entstehen aus Polyalkoholen. Hierbei handelt es sich um Alkohole mit mehreren OH-Gruppen. Dabei wird eine Hydroxy-Gruppe zu einer Carbonyl-Gruppe dehydriert. Die entstehenden Kohlenhydrate unterscheidet man in Aldosen und Ketosen.

  6. Welche Rolle spielen die C-Atome?

    Kohlenhydrate in ihrer einfachsten Form sind Triosen mit 3 C-Atomen. Mit der Nummerierung der Kohlenstoffatome des Kohlenhydratgerüstes wird bei dem C-Atom begonnen, das der Aldehyd-Gruppe bzw. der Keton-Gruppe am nächsten ist.

  7. Wie heißen bei den Kohlenhydraten die Unterteilungen nach Molekülgröße?

    Kohlenhydrate werden unterteilt in Monosaccharide. Das sind die Kohlenhydrate mit der geringsten Molekülgröße. Dann folgen Disaccharide (2 Monosaccharide), ligosaccharide (3-10 Monosaccharide) und Polysaccharide.

  8. Was sind Monosaccharide?

    Als Monosaccharide bezeichnet man die kleinsten Einheiten der Kohlenhydrate. Diese sind durch Säuren nicht spaltbar. Hierzu zählen die einfachen Zucker sowie deren Derivate, insbesondere der Traubenzucker, der Fruchtzucker und Galactose.

  9. Was sind Disaccharide?

    Kohlenhydrate, die als Disaccharide bezeichnet werden, entstehen durch Verknüpfung von zwei Monosacchariden. Es handelt sich hierbei um eine glycosidische Bindung. Hierzu zählen der Malzzucker (Maltose), die Lactose und die Saccharose.

  10. Welche Kohlenhydrat Darstellungen gibt es?

    Verwendet werden können für die Darstellung der Kohlenhydrat Moleküle verschiedene, jeweils d Verwendungszweck angepasste Formel-Darstellungsarten. Hierzu gehören die Fischer-Projektion, die Haworth-Formel, die Sessel-Darstellung und die Stereochemische Ansicht.

Zwischenmolekulare Kräfte

Alles setzt sich aus Molekülen zusammen. Damit zusammen bleibt, was zusammen gehört, müssen entsprechende Kräfte wirken. Doch wie sehen die Kräfte zwischen den Molekülen aus.

Quizfragen

  1. Was sind Moleküle?

    Moleküle sind zwei- oder mehratomige Teilchen, die durch chemische Bindungen zusammengehalten werden. Es können neutrale Teilchen, aber auch Radikale, Ionen oder ionische Addukte sein.

  2. Worum geht es bei zwischenmolekularen Kräften?

    Zwischenmolekulare Kräfte beschreiben die Anziehung zwischen den Teilchen, nicht den Zusammenhalt z.B. innerhalb eines Moleküls!

  3. Was sind die Van-der-Vaals-Kräfte?

    Die Van-der-Vaals-Kräfte sind die schwächsten Anziehungskräfte zwischen Teilchen. Sie überbrücken nur sehr kurze Distanzen. Je mehr sich die Elektronen bewegen, desto leichter bricht die Verbindung.

  4. Wie stehen zwischenmolekulare Bindungen und chemische Bindungen im Verhältnis zueinander?

    Die zwischenmolekularen Bindungen sind sehr viel schwächer als chemische Bindungen. Chemische Bindungen sind Ionische Bindungen, kovalente Bindungen und metallische Bindungen.

  5. Wie werden zwischenmolekulare Bindungen sichtbar?

    Zwischenmolekulare Bindungen sind durch verschiedene Effekte sichtbar. Zum einen zeigen sie sich in der Oberflächenspannung. Kapillarkräfte, Adhäsion und Kohäsions machen ebenfalls zwischenmolekulare Bindungen sichtbar.

  6. Welche Bedeutung haben zwischenmolekulare Bindungen für Flüssigkeiten?

    Ohne die Bindungen zwischen den Molekülen würden sich Flüssigkeiten wie Gase verhalten. Molekulare Bindungen sind als Grundvoraussetzung für die Aggregatzustände.

  7. Welche besondere Form von zwischenmolekularen Kräften gibt es?

    Die Spezialform der zwischenmolekularen Kräften sind die Wasserstoffbrückenbindungen. Sie sind fast so stark wie chemische Bindungen.

  8. Welche Voraussetzungen müssen für Wasserstoffbrückenbindungen vorliegen?

    Zwei funktionelle Gruppen müssen über Wasserstoffatome in Wechselwirkung zueinander stehen. Es spielt keine Rolle, ob zwei Moleküle oder zwei – entfernte – Abschnitte eines Moleküls verbunden sind.

  9. Woran lässt sich die Stärke der zwischenmolekularen Bindung ablesen?

    Der Siedepunkt und die Schmelztemperatur verraten die Stärke der Bindung zwischen den Teilchen. Je höher der Schmelz- beziehungsweise Siedepunkt liegt, desto stärker sind die zwischenmolekularen Kräfte.

  10. Welchen Zusammenhang gibt es zur Löslichkeit beziehungsweise Mischbarkeit von Stoffen?

    Der Grundsatz lautet: Ähnliches löst sich in Ähnlichem. Polare, also geladene Stoffe lösen sich gut in polaren Stoffen. Unpolare Stoffe treten mit unpolaren Stoffen in Wechselwirkungen.

Eiweiße

Eiweiße bestimmen unser Leben und stecken in jedem Organismus. Ohne Eiweiße ist ein Leben nicht möglich. Eiweiß ist der wichtigste Nährstoff, ohne denn ist kein Leben möglich wäre.

Quizfragen

  1. Wo innerhalb der Chemie sind die Eiweiße zu finden?

    Eiweiße sind im Bereich der organischen Chemie angesiedelt. Dieser chemische Teilbereich wird auch Organik genannt. Hier werden chemischen Verbindungen behandelt, die auf Kohlenstoff basieren.

  2. Wie nennt man Eiweiße noch und wo im menschlichen Körper stecken sie?

    Eiweiße werden auch Proteine genannt. Sie stecken überall im Körper. Hautzellen, Haare, Nägel, Zellmembrane, Muskelfasern, Zellstrukturen, Bindegewebe, Hormone, Gehirnzellen und Enzyme bestehen aus Proteinen.

  3. In welchem Zusammenhang stehen Enzyme und Proteine?

    Enzyme sind Proteine, die chemische Reaktionen katalysieren. Ihre Reaktionsgeschwindigkeit steigt mit der Temperatur. Oberhalb von 43°C werden Enzyme zerstört und wirkungslos.

  4. Sind alle Proteine Enzyme und alle Enzyme Proteine?

    Alle Enzyme sind Proteine, aber es gibt Proteine, die keine Enzyme sind. Enzyme haben eine komplizierte Raumstruktur. Auf das aktive Zentrum des Enzyms passt nur das Molekül des umzusetzenden Stoffes (Schlüssel-Schloss-Prinzip).

  5. Woraus bestehen Eiweiße?

    Eiweiße setzen sich aus Aminosäuren zusammen. Es sind komplizierte Makromoleküle aus den Elementen Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff und Stickstoff. Proteine bestehen aus mindestens 100 Aminosäuren, die miteinander verknüpft sind.

  6. Wie viele Aminosäuren gibt es und spielen sie alle eine Rolle für den Körper?

    Bekannt sind circa 250 verschiedene Aminosäuren. Für den Menschen relevant sind „lediglich“ 20. Darunter gibt es 8 essentielle Aminosäuren, die also lebensnotwendig sind und über die Nahrung aufgenommen werden müssen.

  7. Was haben Eiweiße mit Kohlenhydraten und Fetten gemeinsam und was unterscheidet sie?

    Proteine, Kohlenhydrate und Fette sind alle Nährstoffe. Im Unterschied zu Kohlenhydraten und Fetten kann der Körper Proteine nicht durch Stoffwechselprozesse herstellen sondern muss sie durch die Nahrung aufnehmen.

  8. Welche Strukturebenen bei Proteinen gibt es?

    Aminosäuren kommen als Ketten vor (Primärstruktur), außerdem als ß-Faltblattform oder a-Helixform (Sekundärstruktur). Die Faltblätter und Schrauben können weiter in sich gedreht sein (Tertiärstruktur) oder als Knäuel vorliegen (Quartärstruktur).

  9. Was bedeutet der Begriff „Protein“?

    Das Wort wird abgeleitet vom Alt-Griechischen Wort "protos" und bedeutet so viel wie "das Wichtigste". Proteine sind die wichtigsten Werkstoffe des Körpers. Bis zu 100.000 verschiedene Proteine sind im menschlichen Körper.

  10. Worin stecken viele Proteine?

    Zu proteinreicher Nahrung gehören tierische Produkte wie Eier, Käse, Quark, Milch, Milchprodukte, Fleisch, und Fisch. Pflanzliche Eiweiße liefern Sojabohnen, Linsen, Mandeln, Beeren und grünes Blattgemüse (wenn es optimal zerkleinert aufgenommen wird).

Glas

Autos, Häuser, Gaststätten, aber auch Weihnachtsbäume oder schnelle Internetverbindungen wären ohne Glas nicht das, was sie sind. Ein Leben ohne Fenster, Trinkgläser oder Dekosteine wäre ungemütlich und kompliziert.

Quizfragen

  1. Welche Änderung des Aggregatzustands spielt bei Glas eine Rolle?

    Das Schmelzen, also der Übergang der Elemente aus der festen in die flüssige Form ist bei der Herstellung von Glas entscheidend. Durch diesen Vorgang entsteht der homogene Stoff Glas.

  2. Woraus besteht Glas?

    Herkömmliches Fensterglas entsteht aus dem Zusammenschmelzen von Quarzsand (SiO2), Soda (Na2CO3) und Kalk (CaCO3).

  3. Welches ist der Hauptbestandteil von Glas?

    Im Grund ist Glas geschmolzenes Siliziumdioxid, also Quarzsand. Soda und andere Stoffe werden lediglich beigemischt, damit der Quarzsand leichter schmilzt. Der Schmelzpunkt für Quarzsand liegt nämlich bei sehr hohen 1500°C.

  4. Wo liegt der Unterschied zwischen Kristall und Glas im Schmelzpunkt?

    Kristalle haben einen definierten Schmelzpunkt. Gläser dagegen erweichen bei der Erhöhung der Temperatur allmählich.

  5. Ist Glas eine Flüssigkeit?

    Strukturmäßig ähnelt Glas einer Flüssigkeit, eine Ordnung findet man nur in kleineren Bereichen. Im Prinzip handelt es sich bei Glas um eine eingefrorene, unterkühlte Flüssigkeit oder Schmelze.

  6. Was hat sich durch die Erfindung von Glas verändert?

    Trinkgefäße bestanden zunächst aus Metallen, die einen eigenen Geschmack abgaben. Trinkgläser setzten dem ein Ende. Außerdem kann man sich durch Glas vor Wind schützen ohne im Dunkeln zu sitzen.

  7. Lässt sich jede geschmolzene Flüssigkeit in einen Glaszustand bringen?

    Ja. Wenn die Abkühlgeschwindigkeit groß genug ist, lässt sich praktisch jede geschmolzene Substanz zu Glas verarbeiten. Beispiele hierfür sind Acrylglas (unter anderem Plexiglas) und Zellglas (aus Zellulose).

  8. Findet man Glas in der Natur?

    Ja. Glas findet man im sogenannten Obsidian, das aus vulkanischen Aktivitäten stammt. Auch Blitzeinschläge oder Asteroideneinschläge lassen Naturglas entstehen. Man bezeichnet sie als Tektite.

  9. Wann und wie schmilzt Glas?

    Glas schmilzt ab circa 600°C in drei Phasen In der Rauhschmelze schmilzt das Gemenge und homogenisiert. Die Läuterung treibt die Gase aus und beim „Abstehen des Glases“ erstarrt das Glas in einer bestimmten Form.

  10. Wie kann Glas geformt werden?

    Glas wird gepresst, geblasen, geschleudert, gesponnen, gewalzt oder gezogen. Hohlglas entsteht durch kombiniertes Pressen, Blasen und Saugen, Glasfasern durch Spinnen, Flachglas durch Walzen, Ziehen und Gießen.

Ionenbindung

Positiv und negativ geladene Teilchen wirken aufeinander und erzeugen durch Anziehungskräfte Bindungen in Gitterformen. Kristalline Formen sind das Ergebnis.

Quizfragen

  1. Was ist eine Ionenbindung?

    Die Ionenbindung ist eine chemische Bindung, die entsteht weil sich positiv und negativ geladene Ionen gegenseitig elektrostatisch anziehen.

  2. Was ist Edelgaskonfiguration?

    Die Edelgaskonfiguration ist die Elektronenkonfiguration eines Atoms oder Ions, die in Bezug auf die Außenelektronen einem Edelgas entspricht. Edelgaskonfiguration ist das Ziel der Ionenbindung.

  3. Wie nennt man die Ionenbindung noch und wer hat sie entdeckt?

    Walter Kossel entdeckte sie 1916. Man nennt sie auch ionische Bindung. Ein weiterer Name ist heteropolare Bindung oder elektrovalente Bindung.

  4. Welche Formen von Bindungen gibt es noch?

    Die Ionenbindung bildet sich zwischen Ionen von Metallen und Nichtmetallen. Moleküle von Nichtmetallen bilden untereinander Molekülbindungen und Metallatome gehen miteinander Metallbindungen ein.

  5. Wo liegt eine klassische Ionenbindung vor?

    Kochsalz ist der Klassiker unter den Ionenbindungen. Natrium und Chlorgas reagieren unter Zugabe von Wasser zu NaCl, also Natriumchlorid, herkömmliches Kochsalz.

  6. In welcher Form ziehen sich die Ionen an?

    Die positiv geladenen Kationen und die negativen Anionen ziehen sich elektrostatisch an und bilden dadurch ein regelmäßiges Ionengitter, ein Kristall. Die entstehende Gitterenergie treibt die Salzbildung an.

  7. Lässt sich der Aggregatzustand von Ionenbindungen ändern?

    Ionenbindungen führen zu sehr harten Kristallen mit hohem Schmelzpunkt und hoher Siedetemperatur. Die elektrostatischen Kräfte erforden viel Energie, um den Aggregatzustand zu ändern.

  8. Wie leitfähig sind Salze?

    Salze leiten sehr gut elektrischen Strom und Wärme. Beides allerdings nur im gelösten Zustand, nicht im festen Gitter.

  9. Warum müssen Salze für Leitfähigkeit und Aggregatzustandsänderungen gelöst sein?

    Um elektrischen Strom oder Wärme zu leiten und um den Aggregatzustand ändern zu können, müssen frei bewegliche Teilchen vorhanden sein. Im Ionengitter sind die Ionen fest miteinander verbunden.

  10. Sind Ionenbindungen löslich?

    Ionenbindungen sind Salze (Kristalle) und grundsätzlich löslich in Wasser. Die Ionen dissoziieren, lösen ihre Bindungen. Je nach Stoff funktioniert das mehr oder weniger gut. NaCl löst sich sehr schnell,

Kunststoffe

Kunststoffe sind zeitgeschichtlich gesehen noch gar nicht so alt aber aus unserem heutigen Leben nicht mehr wegzudenken. Kunststoffe umgeben uns immer und überall. Dabei sind sie natürlicher als es scheint, können aber zu einem echten Umweltproblem werden.

Quizfragen

  1. Was sind Kunststoffe?

    Kunststoffe sind feste Materialien. Sie werden, wie der Name schon sagt, künstlich hergestellt. Weitere Begriffe für Kunststoffe sind Plastik und Polymere.

  2. Wofür werden Kunststoffe verwendet?

    Kunststoffe findet man in Verpackungen, Textilfasern, Isolierungen, Rohren, Bodenbelägen, Lacken und Farben, Klebstoffen, Kosmetika, Reifen, Polstern, Autoarmaturen, Kanistern und Tanks.

  3. Woraus bestehen Kunststoffe?

    Kunststoffe sind Kohlenwasserstoffe. Die kleinen verbundenen Kohlenstoff und Wasserstoffmoleküle, die Monomere, werden zu langen Ketten zusammengefügt. Man nennt sie Makromoleküle oder Polymere.

  4. Welches waren die ersten Kunststoffe?

    1869 wurde das Celluloid erfunden und für Kämme, Puppen und Filme verwendet. Kurze Zeit später kam das Kunsthorn (Bakelit) dazu. Hieraus stellte man Knöpfe, Schnallen und Füllhalter her.

  5. Welche Eigenschaften haben Kunststoffe?

    Kunststoffe haben eine geringe Dichte. Das macht sich am Gewicht bemerkbar. Sie sind schlecht leitfähig für Wärme und Strom und sehr beständig gegen Säuren, Laugen und Verwitterung.

  6. Wie lange sind Kunststoffe haltbar?

    Vor Verwitterung halten Kunststoffe geschätzte 10.000 Jahre. Das ist problematisch für die Verschmutzung der Umwelt. Die Weltmeere sind voll von Plastikteilen, die nicht verrotten.

  7. Wie kann man Kunststoffe nach ihren Eigenschaften einteilen?

    Thermoplaste werden auch Plastomere genannt und sind durch Hitze verformbar. Harte Kunststoffe nennt man Duroplaste oder Duromere und elastische und gummiartige Polymere sind Elastomere oder Elastoplaste.

  8. Was sind Thermoplaste?

    Thermoplastische Kunststoffe verändern sich bei Hitze langsam. Sie sind fest, werden langsam weich und dann flüssig. Beispiele für Thermoplaste sind: Polyethylen, Polyvinylchlorid, Polystyrol, und Polyamid.

  9. Was sind Duroplaste?

    Duroplastische Kunststoffe schmelzen selbst bei hohen Temperaturen nicht. Sie verkohlen hart und spröde. Sie sind schwer entflammbar, formstabil, geruchs- und geschmacksneutral.

  10. Was sind Elastomere?

    Elastomere behalten dauerhaft ihre Form, wie zum Beispiel ein Kunststoff-Schwamm. Sie können aus Rohkautschuk hergestellt werden. Wird das Material vulkanisiert, bricht es auch nicht.

Metalle

Schon früh haben die Menschen Metalle als Werkstoff verwendet. Heute fahren wir täglich in Blech über die Straßen, verwenden Dosen, Werkzeug und Zahlungsmittel aus Metall. Ohne Metalle wären somit viele Dinge unseres täglichen Lebens nicht herstellbar.

Quizfragen

  1. Welche Eigenschaften haben alle Metalle?

    Alle Metalle verfügen über einen Glanz. Außerdem sind sie in der Lage, elektrischen Strom zu leiten. Drittens leiten Metalle immer Wärme und sie sind verformbar bei entsprechender Krafteinwirkung.

  2. Wo finden die Eigenschaften Anwendung?

    Der Glanz ist wichtig für Spiegel. Durch die elektrische Leitfähigkeit funktionieren Kabel. Die Wärmeleitfähigkeit nutzt man für Töpfe und die Verformbarkeit ist Grundlage für die Herstellung von Aluminiumfolie.

  3. Welchen Zusammenhang gibt es zwischen Metallen und dem Periodensystem der Elemente?

    Metalle stehen im Periodensystem tendenziell links und unten. Nichtmetalle stehen tendenziell rechts und oben. Halbmetalle bilden die Diagonale zwischen Metallen und Nichtmetallen.

  4. Was ist ein Metallgitter?

    Das Metallgitter beschreibt den Aufbau der Metalle. Es liegen positiv geladene Metallrümpfe nebeneinander. In den Zwischenräumen bewegen sich Elektronen (negativ geladene Teilchen) frei herum. Zusammen bilden sie das Metallgitter.

  5. Was ist die metallische Bindung?

    Die metallische Bindung ist eine Form einer chemischen Bindung. Sie entsteht in einem Metallgitter, weil sich die positiv geladenen Metallionen und die freien Elektronen elektrostatisch anziehen.

  6. Nenne Beispiele für Metalle, Nichtmetalle und Halbmetalle

    Zu den Metallen zählen zum Beispiel Aluminium, Eisen, Natrium oder Magnesium. Nichtmetalle sind Sauerstoff, Wasserstoff, Kohlenstoff oder Stickstoff. Halbmetalle sind unter anderem Bor, Silicium und Arsen.

  7. Was ist der Unterschied zwischen Metallbindung, Atombindung und Ionenbindung?

    Metalle gehen untereinander Metallbindungen ein. Von einer Atombindung spricht man, wenn sich Nichtmetalle mit Nichtmetallen verbinden. Metalle und Nichtmetalle gehen Ionenbindungen ein.

  8. Was ist das Besondere am Metall Natrium?

    Natrium ist ein hochreaktives Metall. Kommt reines Natrium beispielsweise mit Nichtmetallen wie Chlor oder Schwefel in Kontakt, kommt es zu einer heftigen Reaktion mit leuchtend gelben Flammen.

  9. Was ist eine Legierung?

    Von einer Legierung spricht man, wenn mindestens zwei Metalle zu einem metallischen Werkstoff zusammen gefügt wurden. Ein Beispiel für eine Legierung ist Bronze.

  10. Welche Metalle wurde schon früh von den Menschen benutzt?

    Die Metalle Kupfer und Zinn wurden als erste Metalle vor 5000-10000 Jahren benutzt. Aus beiden Metallen stellten unsere Vorfahren dann die Legierung Bronze her.

Organische Werkstoffe

Unser Leben ist ohne Werkstoffe nicht vorstellbar. Im Zentrum organischer Werkstoffe stehen der Kohlenstoffverbindungen. Aus diesen Verbindungen bestehen unzählige Dinge unseres täglichen Lebens, ohne die wir kaum überleben könnten.

Quizfragen

  1. Was ist organische Chemie?

    Die organische Chemie wird auch Organik genannt. Sie bildet das Gegenstück zur anorganischen Chemie und beschäftigt sich mit chemischen Verbindungen, die auf Kohlenstoff basieren.

  2. Was ist das Besondere am Kohlenstoff?

    Kohlenstoff hat eine sehr hohe Bindungsfähigkeit. Dadurch sind sehr viele Bindungen zu anderen Atomen möglich. Organische Reaktionen finden oft bei Raumtemperatur oder leicht erhöhter Temperatur statt.

  3. Was sind Werkstoffe?

    Werkstoffe sind elementare Produktionsfaktoren (Elementarfaktoren). Sie werden in Form oder Substanz verändert und in andere Fertigerzeugnisse eingebaut. Dadurch werden sie Bestandteil neuer Produkte.

  4. Welche Arten von Werkstoffen gibt es?

    Werkstoffe können in 5 Kategorien unterteilt werden. Neben Metallen gibt es Nichtmetalle, organische Werkstoffe, anorganische nichtmetallische Werkstoffe (Zum Beispiel Keramik, Glas) und Halbleiter (Silicium).

  5. Was sind organische Werkstoffe?

    Organische Werkstoffe sind überwiegend Naturstoffe. Grundvoraussetzung organischer Stoffe ist der vorhandene Kohlenstoff. Wichtige Naturstoffe sind Holz, Kork, Leder, Elfenbein.

  6. Ist Kunststoff ein organischer Werkstoff?

    Ja. Kunststoff ist ein organischer Werkstoff, denn er besteht aus Verbindungen von Kohlenstoffen. Kohlenstoffe und Wasserstoffe verbinden sich zu Monomeren. Viele Monomere werden in Ketten zu Polymeren verknüpft.

  7. Welche Arten von Kunststoffen gibt es?

    Es gibt Kunststoffe, die durch Hitze verformbar sind (Thermoplaste). Außerdem gibt es harte Kunststoffe (Duroplaste oder Duromere) und elastische und gummiartige Polymere (Elastomere oder Elastoplaste).

  8. Wie alt ist der Kunststoff?

    1869 wurde der erste Kunststoff hergestellt. Aus Celluliod wurden Kämme, Puppen und Filme gemacht. Kurze Zeit später kam das Kunsthorn (Bakelit) dazu. Hieraus stellte man Knöpfe, Schnallen und Füllhalter her.

  9. Gibt es natürliche Werkstoffe, die nicht organisch sind?

    Steine oder Lehm sind natürliche Werkstoffe, die schon sehr früh verwendet wurden. Sind anorganisch. Lehm ist ein Verwitterungsprodukt aus den Gesteinsschichten unserer Erde.

  10. Wofür werden Kunststoffe verwendet?

    Kunststoffe findet man in Verpackungen, Textilfasern, Isolierungen, Rohren, Bodenbelägen, Lacken und Farben, Klebstoffen, Kosmetika, Reifen, Polstern, Autoarmaturen, Kanistern und Tanks.

Seifen

Sauberkeit und Hygiene sind kein Luxusgut, sondern Grundvoraussetzung, um zu überleben. Die Erfindung der Seife stellte einen Meilenstein im Kampf gegen (tödliche) Bakterien dar. Heute gibt es Seifen in verschiedenen Formen, z. B. fest oder flüssig.

Quizfragen

  1. Woraus bestanden die ersten Seifen?

    Seifen waren ursprünglich Fettsäuren, bei denen das Proton durch ein Na+ oder K+ ersetzt wurde. Sie hatten einen hohen Alkaligehalt. Dadurch reinigten sie nicht nur sondern schädigten auch Haut und Textilien und hinterließen Rückstände.

  2. Was sind Tenside?

    Tenside sind sogenannte ambiphile Stoffe, die immer die gleiche Struktur haben. Jedes Tensid hat ein langes unpolares Ende, das fettfreundliche (lipophil) ist. Der kürzere Kopf ist wasserfreundlich (hydrophil).

  3. Sind Seifen Tenside?

    Seifen sind Alkalisalze von Fettsäuren. Seifen sind Tenside, aber nicht alle Tenside sind Seifen. Tenside setzen die Oberflächenspannung an der Grenzfläche zwischen Wasser und Öl herunter. Dadurch können sich Wasser und Öl vermischen (Emulsion).

  4. Was ist Verseifung?

    Verseifung ist die Hydrolyse eines Esters durch die wässrige Lösung eines Hydroxids, wie z. B. durch Natriumhydroxid, oder durch spezielle Enzyme, die Esterasen.

  5. Aus welchen Bestandteile bestehen moderne Waschmittel?

    Seifen hinterlassen Rückstände auf Textilien. Moderne Waschmittel bestehen deshalb aus anionischen und nichtionischen waschaktiven Substanzen, Enthärtern, Enzymen, Alkalien, Neutralsalzen, Schmutzträgern, Korrossionsinhibitoren und Duftstoffen.

  6. In welchem Zusammenhang stehen Verseifung und Veresterung?

    Die Verseifung ist die Umkehrung der Veresterung. Die Veresterung ist die Umkehrung der Verseifung. Beide Reaktionen sind Konkurrenzreaktionen.

  7. Wie wirkt sich die Wasserhärte aus?

    „Hartes“ Wasser entsteht durch erhöhte Konzentrationen von Calcium- und Magnesiumionen. Sie blockieren die polaren Enden der Seife. Die Seife wird dadurch zu einer unlöslichen Kalkseife und verliert die Waschkraft.

  8. Welche Seifensorten gibt es?

    Beispiele verschiedener Seifen sind: Leimseife, Kernseife, Schmierseife, Feinseife, rückfettende Seife, Glycerinseife, Papierseife, Rasierseife, Gallseife, Arztseife und antibakterielle Seife, Benzinseife, moderne Flüssigseife, Waschmittel.

  9. Welche Vorteile haben Seifen im Vergleich zu synthetischen Reinigungsmitteln?

    Seifen sind gut biologisch abbaubar. Innerhalb von 24 Stunden sind sie um 80% reduziert und nach drei Tagen zu 99% abgebaut. Reine Seifen sind zudem für Allergiker besser geeignet als synthetische Tenside.

  10. Was machen Seifen im Wasser?

    Die einzelnen Tensidmoleküle der Seife ordnen sich im Wasser immer um Wassermoleküle an. Dabei zeigen die polaren, hydrophilen Enden in das Wasserkügelchen). Die Tröpfchen werden auch „Mizellen“ genannt. Man kann durch sie den Tyndall Effekt erklären. Leuchtet man in eine Seifenlösung, so reflektieren die Mizellen einen Teil des Lichts.

Tenside

Täglich sind wir umgeben von Tensiden. In der Küche, im Badezimmer, im Hauswirtschaftsraum aber auch im Einkaufswagen kommen wir ohne Tenside nicht mehr aus. Dabei handelt es sich um mehr als nur Seife.

Quizfragen

  1. Was sind Tenside?

    Tenside haben einen langen Teil, der nicht geladen ist und Fett anzieht (lipophil) und einen kurzen Teil, der wasserfreundlich (hydrophil) ist. Dieser Aufbau ist bei allen Tensiden gleich.

  2. Wie wirken Tenside?

    Durch die Zwitterfunktion lipophil und hydropil mischen Tenside als „Emulgatoren“ Fette und Wasser. Hierfür setzen sie die Oberflächenspannung einer Flüssigkeit oder die Grenzflächenspannung zwischen den zwei eigentlich nichtmischbaren Phasen herunter.

  3. Sind Seifen Tenside?

    Seifen sind Tenside, aber nicht alle Tenside sind Seifen. Seifen sind Alkalisalze von Fettsäuren. Tenside setzen die Oberflächenspannung an der Grenzfläche zwischen Wasser und Öl herunter. Dadurch können sich Wasser und Öl vermischen (Emulsion).

  4. Was machen Tenside im Wasser?

    Die einzelnen Tensidmoleküle ordnen sich im Wasser immer um Wassermoleküle an. Dabei zeigen die polaren, hydrophilen Enden in das Wasserkügelchen.

  5. Was sind Mizellen?

    Die Tensidmoleküle ordnen sich in „Klümpchen“ im Wasser an. Die wasserabweisenden langen Teile der Moleküle ragen nebeneinander in die Mitte. –Durch den sogennanten Tyndall sieht man die Mizellen in einer Seifenlösung, wenn man sie mit einer Taschenlampe bestrahlt.

  6. Aus welchen Bestandteile bestehen moderne Waschmittel?

    Moderne Waschmittel bestehen nicht mehr aus Seifen sondern aus anionischen und nichtionische waschaktive Substanzen, Enthärtern, Enzymen, Alkalien, Neutralsalzen, Schmutzträgern, Korrossionsinhibitoren und Duftstoffen.

  7. Wie beeinflusst die Wasserhärte die Tenside?

    Je „härter“ das Wasser desto höher die Konzentration von Calcium- und Magnesiumionen. Dadurch werden die polaren Enden der Tenside blockiert und die Waschkraft sinkt.

  8. Welche Vor- und Nachteile haben Tenside im Vergleich zu Seifen?

    Seifen sind besser biologisch abbaubar als andere Tenside. Tenside schonen Haut und Textilien mehr als Seifen. Trotzdem können sie Allergikern Probleme bereiten.

  9. Wo kommen Tenside vor?

    Tenside werden als Emulgatoren in der Lebensmittelindustrie verwendet. Sie sind in Waschmitteln, Kosmetika, in der Biochemie, in verschiedenen Industriezweigen und in der Brandbekämpfung zu finden.

  10. Kommen Tenside in der Natur vor?

    Manche Insektenarten benutzen Tenside zur Abwehr von Feinden. Raupen oder Motten bespucken zum Beispiel Ameisen mit tensidhaltiger Flüssigkeit. Dadurch können sie leichter flüchten.

Vitamine, Mineralstoffe, Ballaststoffe

Wer gesund sein und bleiben will, kann auf Vitamine, Mineralstoffe und Ballaststoffe nicht verzichten. Nicht nur die Natur liefert sie in Hülle und Fülle. Gerne füllen wir unsere körpereigenen Vorräte zusätzlich damit auf.

Quizfragen

  1. Welche Arten von Nährstoffen gibt es?

    Nahrung liefert zwei Arten von Nährstoffen. Kohlenhydrate, Fette, Eiweiße und Alkohole sind energieliefernde Nährstoffe. Nährstoffe, die keine Energie liefern (=Wirkstoffe) sind Vitamine, Mineralstoffe sowie Wasser und Ballaststoffe.

  2. Was sind Vitamine?

    Vitamine sind organische Verbindungen, also Verbindungen aus Kohlenstoffen. Der Organismus kann Vitamine nicht beziehungsweise unzureichend synthetisieren. Sie müssen im Vergleich zu den anderen Nährstoffen nur in geringen Mengen zugeführt werden.

  3. Wozu braucht der Körper Vitamine und Pro-Vitamine?

    Lebensnotwendige physiologische Funktionen werden mit Hilfe der Vitamine ausgeübt und aufrecht erhalten. Provitamine sind Vorstufen von Vitaminen, die im Körper in Vitamine umgewandelt werden.

  4. Welche Arten von Vitaminen gibt es?

    Man unterscheidet fettlösliche (lipophile) Vitamine von wasserlöslichen (hydrophile) Vitaminen. Zur ersten Gruppe gehören die Vitamine A, D, E, K. Letztere sind die B und C Vitamine.

  5. Worin unterscheiden sich Mineralstoffe von Vitaminen und was haben sie gemeinsam?

    Mineralstoffe sind im Gegensatz zu Vitaminen anorganische Verbindungen. Genauso wie Vitamine sind sie lebensnotwendig und haben vielfältige Aufgaben für Wachstum und Stoffwechsel.

  6. Was sind Mengenelemente?

    Mengenelemente kommen in Mengen von >50 mg/kg Körpergewicht im Körper vor. Dazu zählen die Metalle Natrium, Kalium, Calcium und Magnesium sowie die drei Nichtmetalle Chlor, Phosphor und Schwefel.

  7. Was sind Spurenelemente?

    Spurenelemente weisen eine geringere Konzentration von <50 mg/kg Körpergewicht auf. Zu ihnen zählen Arsen, Kobalt, Chrom, Kupfer, Fluor, Eisen, Jod, Mangan, Molybdän, Nickel, Selen, Silizium, Zinn, Vanadium und Zink.

  8. Warum sind Ballaststoffe wichtig?

    Ballaststoffe sind unverdauliche Stoffe, die für den Magen-Darm-Bereich eine entscheidende Rolle spielen und lebensnotwendig sind. Sie binden Wasser, haben eine Quellfunktion und binden unter anderem überschüssige Magensäure.

  9. Was sind Faserstoffe?

    Faserstoffe ist ein Synonym für Ballaststoffe, da diese hauptsächlich aus pflanzlichen Zellfasern bestehen. Die Zellulose zum Beispiel sorgt für die Stabilität der pflanzlichen Zellwände und ist ein hochwertiger Ballaststoff.

  10. Wo kommen Ballaststoffe vor?

    Ballaststoffe gelangen durch pflanzliche Nahrung in den Organismus. Getreide, Obst, Gemüse, Hülsenfrüchten und in geringen Mengen auch Milch sind wichtige Quellen für Ballaststoffe.

Elektronenpaarbindung

Die Elektronenpaarbindung ist eine chemische Bindung zwischen zwei Nichtmetallen, wie zum Beispiel Wasserstoff und Sauerstoff. Sie reagieren miteinander und dadurch werden Elektronen zusammen genutzt. Diese Elektronenpaare verbinden die Atome, daher heißt es Elektronenpaarbindung.

Quizfragen

  1. Was ist eine unpolare Elektronenpaarbindung?

    Bei einer unpolaren Elektronenpaarbindung sitzen die Elektronen mittig zwischen den beiden Atomen, weil sie gleich stark angezogen werden. Diese Elektronenpaarbindung kommt daher häufig bei gleichen Nichtmetall- Atomen vor.

  2. Worin besteht der Unterschied eines bindende Elektronenpaares und eines freien Elektronenpaares?

    Bindende Elektronenpaare befinden sich zwischen den Atomkernen. Jedes Elektron dieser Paare wird von beiden Kernen angezogen. Freie Elektronenpaare sind nicht an der Bindung zweier Atome beteiligt, sie gehören komplett zu dem jeweiligen Atomen.

  3. Was ist eine Valenzschale nach dem Orbitalmodell?

    Ein Atom besitzt eine Elektronenhülle und diese besteht aus unterschiedlichen Schalen. Die äußerste, mit Elektronen besetzte Schale wird die Valenzschale genannt.

  4. Wie viele Schalen gibt es nach dem Orbitalmodell?

    Es gibt unzählige Schalen, jedoch ist nicht jede mit Elektronen besetzt. Die erste Schale, die K-Schale zum Beispiel ist mit maximal zwei Elektronen besetzt, in der zweiten Schale, die L-Schale, sind maximal 8 Elektronen.

  5. Was ist die Valenzstrichformel?

    Die Valenzstrichformel wird auch Venalzbondformel oder Lewis-Formel genannt. Hierbei werden nur die Bindungen der Valenzelektronen aufgezeigt und dargestellt. Ein Nachteil besteht darin, dass Elektronen, die sich nicht auf den äußeren Schalen befinden außen vorgelassen werden.

  6. Was ist eine Mehrfachbindung?

    Mehrfachbindungen sind Elektronenpaarbindungen bei denen die Atome sich nicht nur ein Elektronenpaar teilen, sondern gleich mehrere. Bei zwei gleichen Elektronenpaaren spricht man von einer Doppelbindung, bei drei Elektronenpaare, die sie sich teilen handelt es sich um eine Dreifachbindung.

  7. Beschreibe den induktiven Effekt.

    Der induktive Effekt beschreibt die Unterschiede in der Verteilung der Ladung durch Atome oder funktionelle Gruppen. Die Ursache ist eine Ungleichheit der Elektronen in einer Elektronenpaarbildung.

  8. Was ist die Elektronennegativität eines Atoms?

    Die Elektronennegativität ist die Eigenschaft eines Atoms andere Elektronen an sich zu ziehen. Atome mit hoher Elektronegativität bezeichnet werden auch elektronegativ genannt und solche mit geringer Elektronegativität als elektropositiv bezeichnet.

  9. Erkläre die Elektronenpaarbindung anhand von Wasserstoff.

    Wasserstoff ist aus zweiatomigen Molekülen zusammen gesetzt. Bei einer Bindung nutzen beide Wasserstoffatome das äußeren Elektron und erreichen den Zustand eines Edelgas.

Katalyse

Die Katalyse beeinflusst durch einen Katalysator diverse chemische oder biochemische Reaktionen. Sie können in Gang gesetzt, beschleunigt oder in eine bestimmte Richtung gelenkt werden.

Quizfragen

  1. Was ist die Kinetik einer chemischen Reaktion?

    Die Kinetik behandelt die zeitliche Einteilung einer chemischen Reaktion. Sie wird in zwei Teile aufgeteilt. Die Makrokinetik und die Mikrokinetik, die sich nur mit dem zeitlichen Ablauf einer Reaktion beschäftigt.

  2. Wie viele Arten der Katalyse gibt es?

    Es gibt zwei Arten der Katalyse, die homogene Katalyse und die heterogene Katalyse. Früher wurde auch zwischen einer positiven und negativen Katalyse unterschieden, jedoch wird dieser Unterschied nicht mehr gemacht.

  3. Worin unterscheiden sich die homogene und die heterogene Katalyse?

    In der homogenen Katalyse liegen Katalysator und Reaktant, also der Stoff mit dem während der chemischen Reaktion gearbeitet wird, in derselben Phase. Bei einer heterogenen Katalyse jedoch befinden sie sich in unterschiedlichen Phasen.

  4. Was ist eine Phasentransferkatalyse?

    Hierbei werden mithilfe eines Katalysators zwei Reaktanten in Kontakt gebracht. Diese Reaktanten befinden sich in unterschiedlichen Phasen, wie zum Beispiel der wässrigen und der organischen Phase.

  5. Was sind die wässrige und die organische Phasen in Bezug auf die Katalyse?

    Die Phasen sind die Aggregatzustände in dem sich die Stoffe befinden. Die wässrige Phase stellt im Schulunterricht meist wirklich einfach nur Wasser dar und die organische Phase, ein organisches Lösungsmittel.

  6. Nenne drei Beispiele für Katalyse Reaktionen.

    1. Die Ammoniaksynthese in der Wasserstoff und Stickstoff die Grundlagen bilden.

    2. Die Oxidation von Wasserstoff und Sauerstoff zu Wasser in Brennstoffzellen.

    3. Die katalytische Aufspaltung von Erdöl zu Benzinprodukten.

    Aber auch fast alle anderen biochemischen Vorgänge werden durch Enzyme katalysiert.

  7. Was ist das Haber-Bosch-Verfahren?

    Es ist eins der bedeutenden Verfahren um aus Stickstoff und Wasserstoff Ammoniak herzustellen. Es wurde nach den Entdeckern Fritz Haber und Carl Bosch benannt und hat die moderne Chemie entscheidend gefördert. Diese Methode wird zum Beispiel zur Herstellung von Kunstdünger genutzt.

  8. Was ist ein Katalysator?

    Ein Katalysator ist ein Stoff, der bei der Katalyse nicht selbst verbraucht wird, aber die chemische Reaktion hinsichtlich der Reaktionsgeschwindigkeit beeinflusst. Sie setzten die Aktivierungsenergie, je nach Reaktion, herauf oder herab.

  9. Was ist der Unterschied eines negativen und eines positiven Katalysators?

    Ein positiver Katalysator setzt die Aktivierungsenergie herab. Negative Katalysatoren setzen die Aktivierungsenergie herauf. Sie sind nicht zu verwechseln mit Inhibitoren, diese wirken hemmend auf die Aktivierung der Enzyme und verlangsamen somit chemische Reaktionen oder bringen sie komplett zum Stillstand.

Enthalpie

Die Enthalpie wird mit dem Großbuchstaben H abgekürzt und beschrieben. Sie ist eine Wärmeinheit, die sich aus innerer Energie, Druck und Volumen zusammensetzt.

Quizfragen

  1. Aus welchen Faktoren lässt sich die innere Energie zusammenfügen?

    Die innere Energie setzt sich aus unterschiedlichen Faktoren zusammen. Sie besteht aus der thermischen Energie, die ich auf die unkontrollierte Bewegung der Moleküle bezieht. Zudem besteht sie aus der Bindungsenergie und der potentiellen Energie. .

  2. Was ist die Standardbildungsenthalpie?

    Sie ist die Energie, die erforderlich ist zur Bildung eines Moleküls. Sie geht dabei von dem Standard, das heißt von der stabilsten Form der reinen Elemente aus.

  3. Woraus setzt sich die Sublimationsenthalpie zusammen?

    Eine Sublimation ist der Übergang eines festen Stoffes in den gasförmigen Zustand. Dabei wird der flüssige Aggregatzustand ausgelassen. Die Sublimationsenthalpie setzt sich aus der Schmelzenthalpie und der Verdampfungsenthalpie zusammen.

  4. Wie berechnet man die Reaktionsenthalpie?

    Die Reaktionsenthalpie ist die Energie, die zu Freisetzung neuer Molekülbindungen benötigt wird. Sie wird durch die Bildungsenthalpie der Produkte und der Edukte berechnet. Hierfür vergleicht man einfach die Summe der jeweiligen Bildungsenthalpie.

  5. Wann tritt die Standardverbrennungsenthalpie auf?

    Sie tritt bei der chemischen Reaktion, der Verbrennung auf. Es müssen ein 0² Überschuss und die Standartbedingungen gegeben sein, damit ein Stoff völlig verbrennt. Diese Enthalpieänderungen werden dann Standartverbrennungsenthalpie genannt.

  6. Was ist die Bindungsenergie?

    Die Bindungsenergie wird auch in manchen Büchern Bindungsstärke genannt. Sie zeigt die Stabilität der Bindungen der einzelnen Atome an. Bei zweiatomigen Molekülen ist die Bestimmung direkt möglich.

  7. Kristallisiere den Unterschied einer exothermen chemischen Reaktion und einer endothermen Reaktion heraus.

    Bei einer exothermen chemischen Reaktion ist die Reaktionsenthalpie negativ. Es wird Energie freigesetzt. Bei der endothermen chemischen Reaktion ist die Reaktionsenthalpie positiv und es wird Energie verbraucht. Exotherm und endotherm sind Gegenteile.

  8. Wozu dient die freie Enthalpie?

    Die freie Enthalpie wird mit dem Buchstaben G gekennzeichnet. Sie dient zur Erkennung der Richtung der Reaktion. Hierbei werden die Veränderungen im System berücksichtigt.

Chemisches Gleichgewicht

Ein chemisches Gelichgewicht ist das dynamische Gleichgewicht einer chemischen Reaktion. Die Reaktionsgeschwindigkeit innerhalb dieses Zustandes beträgt gleich null. Es sind keine Veränderungen während eines chemischen Gleichgewichts zu erkennen.

Quizfragen

  1. Was sind Eigenschaften eines chemischen Gleichgewichts?

    Die Hin- und Rückreaktion während eines chemischen Gleichgewichts ist gleich groß, genauso wie die Konzentrationen von Produkt und Edukt. Zudem besitzt das Gemisch der Stoffe eine konstante Farbe.

  2. Erkläre den Unterschied zwischen Edukt und Produkt

    Ein Edukt ist der Ausgangstoff einer chemischen Reaktion, das Produkt ist sozusagen das Ergebnis aus dieser Reaktion.

  3. Beschreibe das Gleichgewichtskonzentration

    Die Gleichgewichtskonzentration bezeichnet die Konzentration der Reaktionspartner im Zustand des Gleichgewichts. Dieser Wert hängt von der Temperatur ab, jedoch verändert sich die Konzentration der Edukte und Produkte nicht.

  4. Warum verändert sich die Konzentration der Edukte und Produkte nicht?

    Hin und Rückreaktion laufen während des Gleichgewichts durchgehend ab, jedoch verändert sich die Konzentration nicht, da die Geschwindigkeit der Hin-und Rückreaktion gleich ist. Es werden genauso viele Edukte und Produkte konsumiert wie reagiert.

  5. Gebe kurz das Massenwirkungsgesetz wieder.

    Das Massenwirkungsgesetz besagt, dass der Reaktionsablauf sich von der Aktivität der Edukte beeinflussen lässt. Je höher die Aktivität der Edukte, desto schneller die Reaktion.

  6. Was ist die Gleichgewichtskonstante?

    Die Gleichgewichtskonstante gibt die Lage des Gleichgewichts an. Sie beschreibt, wie viele Eduktmoleküle, wie viele Produktmoleküle bekommen. Sie wird mit K abgekürzt und beschrieben.

  7. Was kann das Gleichgewicht stören?

    Das Gleichgewicht kann durch Temperaturänderungen gestört werden aber auch durch Konzentrationsänderungen, Druckveränderungen und durch die Zugabe oder Entfernung der beteiligten Stoffmenge.

  8. Was besagt das Prinzip von Le Chatelier?

    Das Prinzip von Le Chatelier besagt, dass sich durch eine Störung das chemischen Gleichgewicht einer Reaktion verschiebt. Und zwar wird sozusagen ein Zwang ausgeübt und das Gleichgewicht weicht diesem Zwang aus. Es wird ein neues Gleichgewicht gesucht, indem eine beschleunigte kompensierende Reaktion abläuft.

  9. Was ist die Enthalpie?

    Die Enthalpie wird mit dem Großbuchstaben H abgekürzt und beschrieben. Sie ist eine Wärmeinhalt, die sich aus innerer Energie, Druck und Volumen zusammensetzt.

  10. Wie wirkt sich ein Katalysatoren auf das Gleichgewicht einer Reaktion aus?

    Ein Katalysator beschleunigt die Geschwindigkeit der Gleichgewichtseinstellung, ohne die Lage des Gelichgewichte zu verändern. Es wird durch den Katalysator schneller ein chemisches Gleichgewicht gefunden.

Indikatoren

Indikatoren sind Substanzen, die meist durch eine farbliche Veränderung anzeigen, dass sich der Zustand eines Stoffes verändert hat. Sie kontrollieren chemische Reaktionen, in dem sie zur Überwachung eingesetzt werden.

Quizfragen

  1. Was ist der pH-Wert ?

    Der pH-Wert ist der Wert, der angibt, wie sauer oder alkalisch eine Lösung ist. Das pH leitet sich vom lateinischen Wort ab, dieses bedeutet übersetzt „Konzentration des Wasserstoffs“. Der pH-Wert geht von 0 bis 14.

  2. Wie wird der pH- Wert angezeigt?

    Der pH-Wert wird durch einen Indikator angezeigt, dieser befindet sich auf einem Universalindikator-Papier. Je nachdem wie viele Wasserstoffionen in einer Lösung erhalten sich, verfärbt sich dieser Papierstreifen, wenn es in Kontakt mit der Lösung tritt entsprechend dem Inhalt.

  3. Welche Verfärbungen zeigen welche Lösungsmerkmale an?

    Beim häufig verwendeten Universalindikator-Papier geht das Farbenspektrum von rot zu blau. Der Streifen wird rot, wenn es mit Säuren in Kontakt tritt, blau, wenn es in eine alkalische Lösung hinein getaucht wird und grün bleibt es bei neutralen Lösungen, wie Wasser.

  4. Was sind alkalische Lösungen?

    Alkalische Lösungen werden auch Laugen genannt und sind wässrige Lösungen mit einem pH-Wert von 8-14. Darunter fallen zum Beispiel Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid aber auch normale Kernseife ist alkalisch.

  5. Was sind organische Säuren?

    Organische Säuren bestehen nur aus Kohlenstoffatomen, Wasserstoffatomen und Sauerstoffatomen. Sie sind Produkte der Natur, wie zum Beispiel Zitronensäure und Ameisensäure.

  6. Nenne drei Indikatorentypen, die du kennst.

    Es gibt die Säure-Base-Indikatoren, sie dienen ganz wie der Name schon sagt dazu den Säuren- und Laugengehalt einer Lösung festzustellen. Dann noch die Redox-Indikatoren, diese kommen bei Redoxreaktionen zum Einsatz und die komplexometrische Indikatoren.

  7. Was misst der Redox-Indikator?

    Ein Redox-Indikator kommt, wie der Name schon sagt bei Redoxreaktionen zum Einsatz und misst den Gehalt des Oxidations-oder Reduktionmittel. Es gibt zweifarbige und einfarbige Redox-Indikatoren.

  8. Wie wirkt Rotkohl als Indikator?

    Rotkohl selbst wird nicht als Indikator verwendet, sondern der Rotkohlsaft. Dazu wird der Rotkohl gekocht und das rotgefärbte Wasser ist die Lösung, die als Indikator dienen kann. Zur Erkennung der unterschiedlichen Lösungen dient auch hierbei die farbliche Veränderung des Rotkohlsafes.

  9. Wann wechselt der Indikator seine Farbe?

    Das Protolyse-Gleichgewicht des Indikators verändert sich, sodass sich auch seine Farbe ändert. Jede Indikator hat eine andere Grenze des pH-Bereichs, bei der sich die Farbe ändert.

  10. Was machen Thermoindikatoren?

    Thermoindikatoren sind oft dort im Einsatz, wo ein einfaches Thermometer nicht die Temperatur messen kann, wie zum Beispiel der Thermoindikator Thermokreide. Dieser verändert seine Farbe, wenn die Flamme eine bestimmte Wunschtemperatur erreicht hat.

  11. Was sind Feuchtigkeitsindikatoren?

    Feuchtigkeitsindikatoren verändern ihre Farbe, wenn bestimmte Luftfeuchtigkeitswerte sich in ihrer Umgebung verändern. Das passiert durch die Aufnahme von Wasser, daher ist die Einwirkungszeit nicht unwichtig bei Feuchtigkeitsindikatoren.

Redoxreaktion

Eine Redoxreaktion ist eine chemische Reaktion, bei der Elektronen übertragen werden. Sie werden aufgenommen und abgegeben. Eine Redoxreaktion besteht immer aus zwei Teilen, der Oxidation und der Reduktion.

Quizfragen

  1. Was ist eine Oxidation?

    Unter einer Oxidation ist eine chemische Reaktion zu verstehen, bei der Elektronen abgegeben werden. Die Oxidation ist der erste Teil einer Redoxreaktion.

  2. Was ist das Oxidationsmittel in einer Redoxreaktion?

    Das Oxidationsmittel ist die Substanz in der Redoxreaktion, die die Elektronen empfängt. Das Gegenteil ist das Reduktionsmittel, es gibt die Elektronen ab.

  3. Was ist die Reduktion?

    Die Reduktion ist der zweite Reaktionstyp, der während einer Redoxreaktion abläuft. Sie verhält sich genau gegenteilig zur Oxidation. Es werden Elektronen abgeben, anstatt aufgenommen. Nur Nichtmetalle können Teil einer Reduktion sein.

  4. Was ist eine Oxidationszahl?

    Die Oxidationszahl gibt die Ladung eines Atoms an, wenn man annehmen würde, dass die bestehende Verbindung sich nur aus Atomionen zusammensetzt. Negative Oxidationszahlen bekommen ein Minus vorangestellt und positive Oxidationszahlen ein Plus.

  5. Was sind bekannte Oxidationsmittel?

    Das bekannteste Oxidationsmittel ist Sauerstoff, es ist leicht in der Besorgung und sie gibt der Reaktion ihren Namen. Doch die stärksten Oxidationsmittel sind Kryptondifluorid, Fluor und Sauerstoffdifluorid.

  6. Was ist das Ziel einer Redoxreaktion?

    Das Ziel einer Redoxreaktion ist der Elektronenaustausch und der letztendliche Elektronenausgleich bei beiden Reaktionspartnern.

  7. Nenne zwei Spezialfälle der Redoxreaktionen. Denke an die Oxidationszahl.

    Die Komproportionierung und die Disproportionierung sind Spezialfälle der Redoxreaktion. Bei der Komproportionierung reagieren Elemente mit niedriger Oxidationszahl und Elemente mit hoher Oxidationszahl miteinander zu einer Verbindung mit mittlerer Oxidationszahl. Die Disproportionierung benötigt meist einen Katalysator.

  8. Welche Redoxreaktion findet in einem Hochofen statt?

    Im Hochofen wird das Oxidationsmittel Eisen mit Koks reduziert. Es entsteht das Reduktionsmittel Kohlenmonoxid, welches durch Sauerstoffmangel im Hochofen nicht zu Kohlenstoffdioxid reagieren kann, sodass Kohlenmonoxid als Reduktionsmittel genutzt wird. Das Endprodukt ist elementares Eisen.

  9. Was ist Redoxamphoter?

    Es gibt Stoffe, die je nach gebraucht Oxidationsmittel oder Reduktionsmittel sein können. Ein Beispiel dafür ist das Element Wasserstoffperoxid (H²O²). Diese Stoffe werden Redoxamphoter genannt.

Oxidationszahl

Die Oxidationszahl wird auch Oxidationsstufe, Oxidationswert oder elektrochemische Wertigkeit genannt. Sie gibt an welche Ladung ein Atom hat, wenn man annehmen würde, dass die bestehende Verbindung sich nur aus Atomionen zusammensetzt.

Quizfragen

  1. Wie werden Oxidationszahlen unterteilt?

    Oxidationszahlen werden in negative und positive Oxidationszahlen untergliedert. Die negativen Oxidationszahlen bekommen in ihrer Schreibweise ein Minus vorgesetzt, die positiven Oxidationszahlen jedoch kein Plus.

  2. Wie bestimmt man Oxidationszahlen?

    Es gibt einige Regeln, die man auswendig lernen kann, sie helfen Oxidationszahlen bestimmen. Die Ladung eines Ions entspricht der Oxidationszahl und eine neutrale Verbindung besitzt eine Oxidationszahl von Null. Es gibt noch andere solcher Regeln.

  3. Nenne einige Ausnahmen von den Regeln, mit deren Hilfe man die Oxidationszahl bestimmen kann.

    Es gibt Regeln, die Helfen die Oxidationszahlen zu bestimmen, dazu gehören, dass die Bindung zweier gleicher Atome gerecht zwischen ihnen geteilt wird. Sauerstofffluide, Peroxide und Metallhybride sind von diesen Regeln ausgenommen.

  4. Wie werden Oxidationszahlen dargestellt?

    Sie stehen in Verbindungen über den Atomsymbolen. Bei alleine stehenden Elementsymbolen werden sie als arabische Zahl, wie bei Ionen, ausgeschrieben.

  5. Was nutzen Oxidationszahlen?

    Oxidationszahlen helfen die Vorgänge während einer Redoxreaktion besser zu erkennen. Die Elektronenübertragung zeigt sich anhand der Oxidationszahlen der Oxidations- und Reduktionsmittel. Durch die Bestimmung der Oxidationszahlen werden bestimmte chemische Reaktionen ermittelt.

  6. Wie lassen sich Oxidationszahlen mit der Elektronegativität bestimmen?

    Erst einmal braucht man die Lewis-Formel des Moleküls. Man spaltet, in Gedanken die Bindung und berechnet, zu welchem Atom die Bindungselektronen gehören. Diese Zuordnung ist abhängig von der Elektronegativität. Dem Atom mit der größten Elektronegativität werden die Bindungselektronen zugeordnet. Diese neue Ladung ist nun die Oxidationszahl.

  7. Was ist die Lewis Formel?

    Die Lewis Formel ist das Selbe wie die Valenzstrickformel oder auch Venalbondformel. Es werden dabei nur die Valenzelektronen, das heißt die in der äußersten Schale, beachtet.

  8. Was ist die Ionenladung?

    Die Ionenladung gibt die Ladung des Ions an. Hierbei werden negative und positive Ladung beachtet. Die Ionenladung ist somit die Summe der Oxidationszahlen mehratomiger Ionen.

  9. Wie hilft einem das Periodensystem der Elemente im Schulbuch bei der Bestimmung der Oxidationszahl?

    Im Periodensystem sind die Oxidationszustände eines Elements aufgeführt. Die am häufig vorkommenden sind fett gedruckt, was eine große Hilfe ist.

Anionen- & Kationennachweisreaktion

Eine Nachweisreaktion ist eine chemische Reaktion, die dazu genutzt wird, etwas nachzuweisen. Bei einer Anionen- und Kationennachweisreaktion werden die Anionen und Kationen nachgewiesen.

Quizfragen

  1. Was sind Anionen?

    Anionen sind negativ geladene Ionen. Durch die richtigen Bedingungen kann jedes Molekül oder Atom negativ geladen werden, sodass es unendlich viele Möglichkeiten und Arten der Anionen gibt.

  2. Was sind Kationen?

    Kationen sind im Gegensatz zu Anionen positivgeladene Ionen, sie bewegen sich bei einer Elektrolyse in Richtung der Kathode, daher stammt der Name Kationen.

  3. Was ergeben Anionen und Kationen, wenn man sie mischt?

    Anionen und Kationen ergeben verschiedene Verbindungen, doch wenn man die richtigen gegenpoligen Ionen miteinander verbindet, werden sie zu Salzen.

  4. Wie kann man Kationen nachweisen?

    Zum Nachweis von Kationen werden entweder Laborgeräte verwendet oder ein Kationennachweis im Reagenzglas eingesetzt. Diese werden in Probelösungen gegeben und so nachgewiesen.

  5. Durch welche Probe können Quecksilber-Kationen nachgewiesen werden?

    Da Quicksilber sehr giftig ist, ist der Arbeit mit Quecksilber höchste Vorsicht geboten. Es wird durch die Amalganprobe nachgewiesen. Dafür wird die salpetersaure Lösung auf ein Kupferblech getan und ein silberer Amalganfleck bleibt zurück.

  6. Wie wird ein Sodaauszug hergestellt?

    Zuerst wird die Ursubstanz gemörsert, um anschließend mit dem drei bis fünffachen an Natriumcarbonat und 15 ml destilliertem Wasser vermischt zu werden. Danach wird dieses Gemisch bis zum Siedepunkt erhitzt.

  7. Wofür wird ein Sodaauszug genutzt?

    Ein Sodaauszug dient dazu die Anionen in einer Lösung oder einem Salz zu bestimmen. Es werden dabei die störenden Kationen abgetrennt und die restlichen Anionen können besser erkannt werden.

  8. Wie funktioniert ein Sodaauszug?

    Die störenden Kationen werden in Carbonate und Hydroxide gewandelt und durch den Sodaauszug raus gefiltert. Während dem Ausschluss können auch andere chemische Reaktionen passieren.

  9. Was ist die Gapon-Gleichung?

    Diese Gleichung kommt aus dem Bereich der Bodenkunde und beschreibt das Verhältnis des Austausches der Kationen in Boden mit anderen Kationen. Die Gleichung wird zur Beurteilung der Fruchtbarkeit von Böden genutzt.


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