Didaktik der Chemie / Universität Bayreuth

Stand: 20.09.10

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2 Allgemeine Chemie

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2.1 Der Stoffbegriff

Ziel: Einordnen der Chemie als Wissenschaft, die sich mit der Umwelt des Menschen auseinandersetzt. Wir bewegen uns auf der (makroskopischen) Stoffebene.

Material:
bulletDemonstration
bulletVersuche 1-3

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Skript: Gliederung

2.1.1 Gemisch und Reinstoff

In der Natur kommen meistens Gemische vor.

Demonstration: Stoffgemische

bullettrübes Wasser, mit NaCl angereichert
bulletbrauner Zucker
bulletHolz.

Will man Gesetzmäßigkeiten über Veränderungen herausfinden, die solche Stoffe unter bestimmten Bedingungen durchmachen, so wäre es günstiger, man hätte einen Stoff allein: erst dann könnte man sagen, dass ein bestimmtes Verhalten mit Sicherheit allein auf diesen Stoff zurückzuführen ist, und nicht auf einen anderen in einem vorliegenden Gemisch.

Die Gemische müssen so lange aufgetrennt werden, bis man Reinstoffe erhält.

Reinstoffe bestehen nur aus einer einzigen Stoffart und besitzen ganz charakteristische Eigenschaften.

bulletSie können nicht allein durch Mischen anderer Stoffe erhalten werden.
bulletSie können auch nicht in andere Stoffe gespalten werden, ohne ihre Eigenschaften zu verlieren.

Zur Trennung von Stoffgemischen bedient sich der Chemiker einer Reihe von Methoden. Ihr Einsatz hängt zunächst hauptsächlich von den Eigenschaften ab und dem Zustand der beteiligten Mischungspartner ab.

V1:  Auftrennen von Brausepulver
M:
bulletBrausepulver
bulletPetrischale
bulletBecherglas 400ml (hohe Form)
bulletGlasstab
bulletFilterpapier
bulletSpatel
bulletSieb
D:
bulletBrausepulver in der Petrischale betrachten
bulletins Becherglas (mit ca. 200ml Wasser) hineinschütten, nicht umrühren
bulletLösung dekantieren, Feststoff auf das Filterpapier. Probieren.
B: Durch bestimmte Trennmethoden lassen sich Stoffe aus Stoffgemischen heraustrennen.
WWW: http://www.uni-bayreuth.de/departments/didaktikchemie/
s_lebensmittel/brausetrennung.htm

Hinweis: Suspension, Emulsion,  homogenen Gemischen

Demonstration: Speiseöl/Wasser-Gemisch

Dies sind genau messbare physikalische Eigenschaften. Ist der Stoff wirklich rein, so entspricht sein Verhalten genau den gemessenen Zahlenwerten.

Mischbare Stoffe und ihre Trennung:

  Feststoff Flüssigkeit Gas
Feststoff

Trennung:
NiMet.: Gemisch
Metall: Legierung
Lösung Lösung
spezifisch eindampfen austreiben
Flüssigkeit
Trennung:
Lösung Gemisch/Lösung Lösung
eindampfen destillieren austreiben
Gas
Trennung:
Lösung Lösung Gemisch
austreiben austreiben spezifisch

Nichtmischbare Stoffe und ihre Trennung

  Feststoff Flüssigkeit Gas
Feststoff
Trennung:
Gemenge Suspension Rauch
spezifisch filtrieren filtrieren
Flüssigkeit
Trennung:
Suspension Emulsion Nebel
filtrieren dekantieren filtrieren
Gas
Trennung:
Poren Nebel ---
austreiben filtrieren ---

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2.1.2 Verbindungen und Elemente

Über eine Destillation lässt sich aus Teichwasser chemisch reines Wasser erhalten. Kann man aber das Wasser noch weiter zerlegen?

V2:  Zerlegung von Wasser mit Hilfe des elektrischen Stromes
M:
bulletverd. H2SO4
bullet2 Platinelektroden
bulletHoffm. Zerlegungsapparatur
bulletNetzgerät, U=15V
V:  Wasser mit mind. 1/10 Schwefelsäure versetzen. Nicht anfärben!
D:
bulletLaufzeit mind. 10 Minuten. Beobachtung?
bulletDann Test, ob Gas Wasserdampf sein könnte (Temperatur fühlen: müsste heiß sein).
E: Es entstehen zwei Gase.
I: Davon ist keines Wasserdampf!

Wasser + Energie  ----->    Gas 1 + Gas 2

Hinweis: Erste chemische Gleichung: links Edukte (Stoffe?), Reaktionspfeil, rechts Produkte. Erst später wird die Energie anders notiert.

V3:  Nachweis der Gase
M:
bullet2 RG
bulletHolzspan
bulletBrenner/Feuerzeug
D:
bulletKnallgasprobe auf Wasserstoff
bulletGlimmspanprobe auf Sauerstoff
Hinweis: Wasser-Niederschlag als Ergebnis der Knallgasprobe. Umkehrung der Zersetzungsreaktion.

Wasser + el. Strom   ----->   Wasserstoff + Sauerstoff

Wasserstoff und Sauerstoff sind nicht mehr weiter zerlegbar.

Reinstoffe, die in andere Stoffe zerlegbar sind, nennt man Verbindungen.

Reinstoffe, die chemisch nicht mehr weiter zerlegbar sind, heißen Elemente.

Tafelskizze: Zusammenfassung

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    E-Mail an: Walter.Wagner ät uni-bayreuth.de