Arbeitsblatt: NT7, Kp.6: Dossier

Chemie Dossier Name: 1 1 Teil Was ist Chemie? Arbeiten im Labor Du kannst zwischen physikalischen und chemischen Reaktionen unterscheiden und Beispiele zuordnen. Aufgabe 1 In dem Kasten kannst du den Unterschied zwischen chemischen und physikalischen Verbindungen nachlesen, versuche die darunterliegende Tabelle mithilfe des Gelesenen auszufüllen. Physik und Chemie Die Physik erforscht gültige Zusammenhänge im Naturgeschehen und formuliert sie in Gesetzen (z.B. die goldene Regel der Mechanik oder das Hebelgesetz). Die Chemie betrachtet die Eigenschaften der einzelnen Stoffe und vor allem die Umwandlung eines Stoffes in einen anderen. Dazu dienen Beobachtung, Experiment, Messung. Physikalische Vorgänge lassen sich rückgängig machen, da die Stoffe dabei nur ihre Form oder der Temperaturzustand (Eis und Wasser) ändern. Beispiel: Ich erwärme einen Eisblock, es entsteht Wasser in flüssiger Form und ist somit noch derselbe Stoff. Durch einfrieren das Wasser wieder zu Eis. Chemische Reaktionen lassen sich nicht rückgängig machen, da dabei andere Stoffe entstehen. Beispiel: Ich zünde ein Papier an, aus dem Papier entsteht Asche. a) b) 1) 2 2) 2 Teil Regeln Arbeiten im Labor Du kannst mindestens 6 Verhaltensregeln für das Arbeiten im Labor aufzählen. Du befolgst die Verhaltensregeln während, nach und beim Experimentieren. Verhaltensregeln während, beim und nach dem Experimentieren. Aufgabe 2 Im Bild siehst du einige Schülerinnen und Schüler beim Experimentieren. Zähle mindestens 6 Verhaltensregeln auf, die beim Experimentieren nicht erlaubt sind. Gib eine Begründung. Du kannst die Doppelseite des NaTech- Buchs Seite 92 und 93 dazu verwenden. 3 3 Teil Laborgeräte Nutzung Arbeiten im Labor Du kannst alle Laborgeräte mit dem Namen bezeichnen. Du kennst den richtigen Umgang mit dem Bunsenbrenner und kennst die unterschiedliche Flamme und Temperatur erklären. Aufgabe 3 Für jedes Experimentieren braucht es Geräte. Die Lehrperson wird die Geräte vorstellen und du versuchst dabei die Tabelle auszufüllen. Als Hilfestellung dient dir, auch die noch folgenden zwei Seiten vom Toolbox Seite 62 und 63. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 4 Aufgabe 4 Lies die zwei Seiten durch und versuche die Fragen 1 bis 7 zu beantworten. 5 6 1) Welches Gas befindet sich im Bunsenbrenner bzw. Teclubrenner? 2) Erkläre den Unterschied zwischen einer leuchtenden Flamme und einer rauschenden Flamme? 3) Wie heiss kann die leuchtende bzw. die rauschende Flamme werden? 4) Hinweis kannst du überspringen 5) Warum darfst du die Flamme eines Bunsenbrenners, nicht wie eine Kerze auspusten? 6) Du stellst einen Gasgeruch fest. Was machst du? 7) Kennst du ein Gericht, bei dem man eine Art Bunsenbrenner nützt? 7 Aufgabe 5 Anwendung des Bunsenbrenners. Versuch 1 Die Lehrperson zeigt vor, wie der Bunsenbrenner angezündet wird. Versuche den Ablauf auf die untenstehenden Linien zu verschriftlichen. Versuch 2 Fülle ein Reagenzglas nach Anleitung mit Wasser. Vergiss nicht ein Siedesteinchen beizufügen. Wenn das Wasser siedet, stellst du das Reagenzglas vorsichtig in den Reagenzglashalter und stellst den Bunsenbrenner ab. 8 4 Teil Gefahrensymbole mit Chemikalien richtig umgehen Arbeiten im Labor Du kannst die neun Symbole beschreiben, Zeichen und ein Beispiel zu jedem nennen. Aufgabe 1 Überall auf den Reinigungsverpackungen, Chemikalien und weiteren chemisch hergestellten oder gewonnenen Stoffen sind die neun Symbole vorhanden, wenn nötig. Auf er ganzen Welt werden diese gleichen Symbole verwendet. Es nennt sich auch das Globally Harmonized System, kurz GHS. Die GHS-Symbole siehst du in der folgenden Aufgabe. Versuche mithilfe des Toolbox Seite 60 und 61 die Aufgabe zu lösen. 9 5 Teil Stoffe an ihren Eigenschaften erkennen Labor Arbeiten im Du kannst Eigenschaften eines Stoffes an einem Beispiel erläutern. Du kannst erklären, was ungeeignete Stoffeigenschaften sind. Du kannst mit Hilfe der Stoffeigenschaften herausfinden, welche Stoffe magnetisch, wasserlöslich oder elektrische leitend sind. Du kannst experimentieren einen Stoff nur durch seine stofflichen Eigenschaften ausfindig machen. Du kannst die Stoffeigenschaft Löslichkeit erklären. Du kennst Abhängigkeiten der Löslichkeit. Aufgabe 1 Beschreibe deinen Gegenstand mit den passenden Stoffeigenschaften. Aufgabe 2 Was sind ungeeignete Stoffeigenschaften: 10 11 12 13 14 Versuch 2 finde den gesuchten Stoff Material: 5 Reagenzgläser Reagenzglashalter Reagenzglasständer Spatel Gasbrenner Zündhölzer Schutzbrille Chemikalien: Traubenzucker Gips Stärke Kochsalz destilliertes Wasser unbekannter Stoff Versuchsskizze: Hinweis/Schutzmassnahmen: Schutzbrille tragen Öffnung des Reagenzglases nicht gegen Personen richten. RG auskühlen lassen Traubenzucker und Kochsalz können durch ihren Geschmack von anderen Stoffen unterschieden werden. Die Geschmacksprobe ist grundsätzlich gefährlich, weil viele Stoffe giftig sind. Deshalb wenden wir sie nicht an! Durchführung: Versuch 1: Gib jeweils 2 Spatelspitzen der bekannten Stoffe in ein Reagenzglas und fülle bis zur Hälfte mit destilliertem Wasser auf. Schüttle und stelle die Reagenzgläser in der in der Tabelle unten angegebenen Reihenfolge in den Reagenzglasständer. Trage deine Beobachtungen in die Tabelle ein. Wasche die Reagenzgläser aus. ???? Versuch 2: Gib jeweils 2 Spatelspitzen der Stoffe in ein Reagenzglas und erhitze mit dem Gasbrenner erst vorsichtig, dann kräftig. Beende den Versuch, sobald sich eine Veränderung zeigt. stelle die Reagenzgläser in der in der Tabelle angegebenen Reihenfolge in den Reagenzglasständer. Trage deine Beobachtungen in die Tabelle ein. Beobachtung: Gips Traubenzucke Stärke Kochsalz Unbekannter Stoff Verhalten im Wasser Verhalten beim Erhitzen Versuch 3: Prüfe auf die gleiche Weise den unbekannten Stoff und trage die Beobachtungen in der Tabelle ein. Schreibe den Namen des Stoffes auf das Etikett der oben abgebildeten Flasche Entsorgung: 15 Versuch 3 Stoffe lassen sich lösen! Material: 8 Reagenzgläser, destilliertes Wasser, Benzin, Kochsalz, Traubenzucker, Eisenpulver, Salatöl Durchführung: Je 4 Reagenzgläser werden 2 Fingerbreit mit Wasser bzw. Benzin gefüllt. Anschließend wird Kochsalz, Traubenzucker, Eisenpulver und Salatöl jeweils zu Wasser bzw. Benzin gegeben. Beobachtung: Löst sich der untersuchte Stoff? Trage die Ergebnisse in die Tabelle ein. Stoff Lösungsmittel Wasser Benzin Kochsalz Eisenpulver Traubenzucker Salatöl Auswertung: 1 Beschreibe, woran man erkennt, dass ein Stoff löslich ist. 2 3 In der Tabelle rechts siehst du die Löslichkeit einiger Stoffe in Wasser bei 20 C. Schau sieh dir an und überlege, welche der folgenden Aussagen richtig sind. Kreuze die richtigen Aussagen an. Stoff Löslichkeit in g/100 Wasser Zucker ist am schlechtesten in Wasser löslich. Zucker 204 In 100 Wasser kann man höchstens 32 Kaliumnitrat auflösen. Kochsalz 36 Auch die Gase Sauerstoff und Stickstoff sind in Wasser löslich. Kaliumnitrat 32 Gips ist in Wasser besser löslich als Soda. Soda 22 Stickstoff ist in Wasser überhaupt nicht löslich. Gips 0,2 Stickstoff ist in Wasser schlechter löslich als Sauerstoff. Sauerstoff 0,0043 Stickstoff 0,0019 Peter versteht die Aussagen in der Tabelle nicht. Er glaubt, dass man mehr als 36 Kochsalz in Wasser lösen kann. Beschreibe, was er beobachten wird, wenn er es ausprobiert. 4 Werte die Grafik rechts aus. Welche Aussagen über die Löslichkeit kann man allgemein machen? 16 6 Teil Aggregatszustände und die Anomalie des Wassers Arbeiten im Labor Du kannst du kannst die Aggregatszustände am Beispiel von Wasser erklären. Du kannst erklären, was unter Anomalie des Wassers zu verstehen ist. Du kannst erläutern, warum der Teich von oben nach unten zufriert. Aufgabe 1 Fülle die Lücken mithilfe des Textes auf der nächsten Seite aus. Die Zustandsformen fest, flüssig oder gasförmig nennt man auch die Aggregatszustände eines Stoffes. Die meisten Stoffe begegnen uns im Alltag in nur einem Aggregatszustand: fest Eisen flüssig Öl gasförmig Luft Ob ein Stoff fest, flüssig oder gasförmig ist, hängt von der ab. Jeder Stoff schmilzt und siedet bei einer ganz bestimmten Temperatur. Man nennt dies die und die Wasser kann in allen drei Aggregatszuständen vorkommen, als. Versuch: Erhitze Wasser und miss mit einem Thermometer, ab welcher Temperatur, das Wasser siedet und in gasförmigen Zustand übergeht. Bei welcher Temperatur gefriert das Wasser? 17 18 Die Anomalie des Wassers Aufgabe 1 Was denkst du? Warum friert ein Teich nicht Komplet ein? Aufgabe 2 Führe den Versuch durch. Schmelze das Wachs der Kerze in einem Becherglas und fülle das geschmolzene Wachs wieder in den Kerzenbehälter. Nun füll genau gleich viel Wasser wie Wachs in den Kerzenbehälter. Was entdeckst du? Aufgabe 3 Versuch 2 die Lehrperson füllt eine Eisenkugel mit Wasser. Was wir deiner Meinung nach passieren? Aufgabe 4 Alle anderen Stoffe werden schwerer, wenn man sie im festen Zustand vor sich hat. Doch weshalb schwimmt ein Eiswürfel auf dem Wasser? Aufgabe 5 Zurück zur 1 Aufgabe Versuche nun mittels Theorie auf der nächsten Seite die Frage nochmals zu beantworten. War deine Vermutung stimmig? 19 Die Anomalie des Wassers ist für die Tiere lebensnotwenig! Die Anomalie des Wassers hat noch weitere erstaunliche Folgen. Wie du herausgefunden hast, geht festes Wachs in geschmolzenem unter. Genau so verhalten sich auch festes Blei in einer Bleischmelze oder festes Fett in geschmolzenem. Eis schwimmt dagegen auf flüssigem Wasser. Sicher hast du schon beobachtet, dass das Wasser in Regentonnen, Seen und Bächen von oben nach unten gefriert. Misst man die Temperaturen an verschiedenen Stellen in einem EisWasser-Gemisch, dann stellt man fest: oben hat die Flüssigkeit gerade 0 , ganz unten dagegen misst man 4 C. Diese eigenartige Temperaturverteilung gibt es nur im Wasser. Bei anderen Flüssigkeiten dagegen ist es stets unten am kältesten. Dieses besondere Verhalten des Wassers wird Anomalie des Wassers genannt. Merke: Wasser hat bei 4 sein kleinstes Volumen. Bei dieser Temperatur ist es daher am schwersten. Kühlt es weiter ab, dehnt es sich wieder aus und wird leichter. Deshalb gefriert in einem Teich das Wasser zuerst an der Oberfläche. Die Eisschicht schützt das Wasser darunter vor weiterer Wärmeabgabe. Ab etwas 80cm Tiefe gefriert ein See auch in einem harten Winter nicht mehr bis zum Grund durch. So können Pflanzen und Tiere im Winter im Wasser überleben. Temperaturen in einem See im Sommer 20 Temperaturen in einem See im Winter 7 Teil Unsere Welt besteht aus Teilchen! Labor Arbeiten im Du kannst die drei Aggregatszustände im Teilchenmodel darstellen und beschreiben. Du kannst Alltagsphänomene im Teilchenmodell darstellen und beschreiben. Du kannst den Versuch Alkohol- Wasser- Gemisch erläutern und im Teilchenmodell darstellen. 21 Aufgabe 1 Versuche die Aggregatszustände im Teilchenmodell zu zeichnen und zu beschreiben. Schriebe je zwei Merkmale hin. Fest 22 Flüssig Gasförmig Aufgabe 2 Warum trocknet Wäsche am besten, wenn sie frei herumliegt? Versuche die Frage mithilfe der unterliegenden Teilchendarstellung zu erklären. 23 Aufgabe 3 24 8 Teil Reinstoffe und Gemische &Trennverfahren Arbeiten im Labor Du kannst den Unterschied zwischen Reinstoffen und Gemischen erklären. Du kannst Stoffe in Reinstoffe und Gemische einordnen. Du kannst die Trennmethoden voneinander unterscheiden und die einzelnen Trennmethoden an einem Beispiel erläutern. Du kannst ein Beispiel nennen, wo Trennmethoden im Alltag genutzt werden. 25 Aufgabe 1 Reinstoffe und Gemische Quiz Zeigt das Bild einen Reinstoff oder ein Gemisch? Kreuze das richtige an. Bild Reinstof 1) Kohle 2) Milch 3) Sirup in Wasser 4) Gold 5) Enten im Teich 6) Coca Cola 7) Bernd das Brot 8) Quecksilber 9) Schwefel 10) Bouillon Gemisc Trennmethoden Aufgabe 2 Papierchromatografie Material: 1 Rundfilter 1 halber Rundfilter Filzstift (wasserlöslich) Petrischale mit Wasser Auftrag: In die Mitte des Rundfilterpapiers stichst du ein ca. 0.5 cm großes Loch. Direkt um dieses Loch malst du mit einem Filzstift einen Kreis. Das zweite Rundfilterpapier musst du zu einem Docht zusammenrollen und es durch das Loch des ersten Rundfilterpapiers stecken. Nun stelle das Rundfilterpapier samt Docht in Petrischale mit Wasser. Der aufgemalte Kreis zeigt nach oben. Der Docht muss ins Wasser tauchen. Fülle die Tabelle während dem Versuch aus: 1 Vermutung: (vor dem Versuch) 26 2 Beobachtung: (während dem Versuch) 3 Erklärung: (nach dem Versuch) Aufgabe 3 Destillieren a) Benenne die einzelnen Teile der Destillations-Apparatur 1) 2) 3) 4) 27 5) 6) 7) 8) 9) 10) b) Welche Stoffe lassen sich mit dieser Trennmethode in die Bestandteile trennen? Aufgabe 4 Versuch der Trennmethoden Extrahieren, Absorbieren, Sedimentieren, Dekantieren und Filtrieren. 1) Ordne die Versuche a)-e) den Trennmethoden zu und probiere es nach Anleitung aus. Schaust du es am Ende einen klaren flüssigen Stoff zu erhalten. a) Beim ersten Teil Versuch es geht es darum die im Teebeutel vorhandenen Stoffe zu lösen. Gebe dazu den Teebeutel in das noch warme Wasser, welches du von der Lehrperson erhält. Nimm den Teebeutel heraus und du erhält eine braune Flüssigkeit. b) Gib 2 3 Löffel Aktivkohle dazu und misch es. Stell das ganze beiseite und warte. Die Aktivkohle macht nun seine Arbeit und trennt die einzelnen Stoffe voneinander. An die Aktivkohle haften sich nun die Farbstoffpartikel. c) Die Aktivkohle lagert sich am Boden ab. Wenn sie sich vollständig abgelagert hat, trennt sich der feste Teil vom flüssigen Teil. d) Ich kann das Gemisch nun um leeren und zwar in das dafür vorgesehene Gefäss. e) Ich gisse nun die Flüssigkeit über den Filter, der mit einem Filterpapier ausgestattet ist, ab. Dabei bleiben die Aktivkohlestücke sowie auch die Farbstoffe im Filterpapier hängen. Ohne Aktivkohle wären die Farbstoffe durch das Filterpapier geflossen. Am Ende erhalte ich im Erlenmeyerkolben eine klare Flüssigkeit. 28 1) 2) 29 3) 4) Sedimentieren und Dekantieren Beim Sedimentieren lässt man eine mit einem unlöslichen Feststoff verunreinigte Flüssigkeit, z.B. eine Suspension, länger stehen, wobei sich der Feststoff als Sediment absetzt. Das Abgiessen der überstehenden Flüssigkeit heisst Dekantieren. Die beiden Verfahren werden im Haushalt angewandt, wenn man den Kaffee vom Kaffeesatz abgießt. 30 Quellen Na Tech 7 und Internetquellen 31