Hans-Rudolf NiederbergerVordergut, 8772 Nidfurn
Ausgabe13. März 2010Repetitionsfragen Chemie- und Werkstoffkunde
AntwortFrage
Welche Stoffarten kennen Sie?
BET2.1101 Reine Stoffe
ElementeMetalleNatürliche StoffeVerbindungenGemische, GemengeNichtmetalleHalbmetalleKunststoffeIsolierstoffeLeiterMagnetwerkstoffe
Hans-Rudolf NiederbergerVordergut, 8772 Nidfurn
Ausgabe13. März 2010Repetitionsfragen Chemie- und Werkstoffkunde
AntwortFrage
Wie viele chemische Elemente kennt man bis heute?
(Aufteilung angeben)
Im Periodensystem sind die verschiedenen Elemente mit unterschiedlichen Farben ge- kennzeichnet!
BET2.1102 Metalle (88)
- Leichtmetalle 15 < 5 g/cm³Li, Be, Na, Mg, Al, K, CaSc, Ti, Rb, Sr, Y, Cs, Ba, Fr
- Schwermetalle 33 < 10 g/cm³ Lanthanoiden V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn,
Ga, Zr, Nb, Cd, In, Sn, Sb,La, Bi, Po, Ra, Ce, Pr, Nd, Pm,Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu
- Schwermetalle 40 > 10 g/cm³ Actinoiden Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Hf ,Ta,
W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Tl, Pb, Ac, Rf, Db, Sg, Bh, Hs, Mt,Ds, Rg, Th, Pa, U, Np, Pu, Am, Cm, Bk, Cf, Es, Fm, Md, No, Lr
Halbmetalle (7)- Halbleiter 5 B, Si, Ge, Se, Te- Halbmetalle 2 As, Sb
Nichtmetalle (17)- Nichtmetalle 6 H, C, N, P, O, S- Halogene 5 F, Cl, Br, I, At- Edelgase 6 He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn
AnimationPeriodensystem
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AntwortFrage
Geben Sie wichtige Metalle an, welche für den Elektro-bereich von Bedeutung sind!
BET2.1103
1. Eisen2. Kupfer3. Aluminium4. Nickel5. Blei6. Chrom7. Wolfram8. Zink9. Zinn10. Uran11. Magnesium12. Silber13. Gold14. Mangan
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AntwortFrage
Geben Sie wichtige Metalle an, welche für den Elektro-bereich von Bedeutung sind!
BET2.1103 1 Eisen, Fe
AnimationBorsches Atommodel
AnimationMaterial Periodensystem
DynamoblechEisen-Silizium-Legierung mit weichmagnetischen Eigenschaften
Dauer-magnete
Innenpol-Generator mit Dauer-Magnet-Anker
Lautsprecher
Motoren-bleche
Innenpol-Generator mit Elektro-Magnet-Anker
Stromkompensierte Drossel mit 2 x 47 mH auf einteiligem Ferritkern (D-Kern)
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AntwortFrage
Geben Sie wichtige Metalle an, welche für den Elektro-bereich von Bedeutung sind!
BET2.1103 2 Kupfer, Cu
AnimationBorsches Atommodel
AnimationMaterial Periodensystem
Kupfer-Wicklungen
Wicklungen von Drehstromtrafos
Drahtrolle
Rotor
Kupfer ingedigener Form
Drähte von Kabeln
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AntwortFrage
Geben Sie wichtige Metalle an, welche für den Elektro-bereich von Bedeutung sind!
BET2.1103 3 Aluminium, Al
AnimationBorsches Atommodel
AnimationMaterial Periodensystem
AluminiumDrahtrollefür Kabel
AluminiumAbdeckungen
Moderne AluminiumWandleuchte
AluminiumRohre für die Installation
BauxitAluminium-Erz
AluminiumKaffee-Kanne ausItalien
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AntwortFrage
Geben Sie wichtige Metalle an, welche für den Elektro-bereich von Bedeutung sind!
BET2.1103 4 Nickel, Ni
AnimationBorsches Atommodel
AnimationMaterial Periodensystem
Nickel(II)-hydroxid Ni(OH)2 und Nickel(III)-oxidhydroxid NiO(OH) werden zur Stromerzeugung in Nickel-Cadmium- und anderen Nickelakkumulatoren verwendet.
Nickel-Erz sieht aus wie Kupfererzvon Berggeistern („Nickeln“) verhext.
AlNiCo Magnete (Aluminium-Nickel-Kobalt Magnete)
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Geben Sie wichtige Metalle an, welche für den Elektro-bereich von Bedeutung sind!
BET2.1103 5 Blei, Pb
AnimationBorsches Atommodel
AnimationMaterial Periodensystem
Gediegenes Blei - Fundort: Langban, Schweden
Eine Autobatterie besteht aus einer Blei- und einer Blei(IV)-oxid-Elektrode sowie verdünnter Schwefelsäure (37 % Schwefelsäure) als Elektrolyt
Bleimantel-KabelPPb-Kabel
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AntwortFrage
Geben Sie wichtige Metalle an, welche für den Elektro-bereich von Bedeutung sind!
BET2.1103 6 Chrom, Cr
AnimationBorsches Atommodel
AnimationMaterial Periodensystem
Reines aluminiumthermisch gewonnenes Chromstück
Halogen-Einbaustrahler, schwenkbar, Farbe Chrom , Material Aluminium-Druckguss.Deckenausschnitt: 68 mm.
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AntwortFrage
Geben Sie wichtige Metalle an, welche für den Elektro-bereich von Bedeutung sind!
BET2.1103 7 Wolfram, W
AnimationBorsches Atommodel
AnimationMaterial Periodensystem
Wolframit aus Portugal
Das bedeutendste bekannte Vorkommen von Wolfram in Europa befindet sich im Felbertal in den Hohen Tauern (Bundesland Salzburg in Österreich).
Wolfram inGlühlampen(Glühwendel)
Werkzeug aus Wolfram-Stahl, wegen seiner hohen Festigkeit und Korrosions-beständigkeit.
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AntwortFrage
Geben Sie wichtige Metalle an, welche für den Elektro-bereich von Bedeutung sind!
BET2.1103 8 Zink, Zn
AnimationBorsches Atommodel
AnimationMaterial Periodensystem
Zinkerz
Prinzip bzw. Aufbau einen Kohle-Zink-Batterie (Primärelement)
Carbon-Zink
Silber-Zink-Akku
Zink-Nickel
VerzinkeRohrbefestigungen
VerzinkeBiegefeder
VerzinkeBefestigungsplatten
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AntwortFrage
Geben Sie wichtige Metalle an, welche für den Elektro-bereich von Bedeutung sind!
BET2.1103 9 Zinn, Sn
AnimationBorsches Atommodel
AnimationMaterial Periodensystem
Das wirtschaftlich bedeutendste Zinnmineral Kassiterit (auch Zinnstein genannt, SnO2)
Aus primären Zinnlagerstätten kommt das Element oft mit Arsen, Wolfram, Bismut, Silber, Zink, Kupfer und Lithium vergesellschaftet vor.
Orgelpfeiffen
Lötzinn
Bauelemente werden auf Leiterplatten mit Lötzinn kontaktiert.
Lebensmitteldosen aus Weißblech oder verzinktem Stahl
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AntwortFrage
Geben Sie wichtige Metalle an, welche für den Elektro-bereich von Bedeutung sind!
BET2.1103 10 Uran
AnimationBorsches Atommodel
AnimationMaterial Periodensystem
Uranerz, Pechblende
Radioaktiv
Uranmetall
Uranpellets
KernkraftwerkUnter der Kuppel befindet sich der Kernreaktor. Links erkennt man zwei Kühltürme.
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AntwortFrage
Geben Sie wichtige Metalle an, welche für den Elektro-bereich von Bedeutung sind!
BET2.1103 11 Magnesium
AnimationBorsches Atommodel
AnimationMaterial Periodensystem
Verbrauchte Magnesiumanode aus einem Warmwasserspeicher
Opferanode
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Geben Sie wichtige Metalle an, welche für den Elektro-bereich von Bedeutung sind!
BET2.1103 12 Silber
AnimationBorsches Atommodel
AnimationMaterial Periodensystem
Feinsilberdraht
Der Schmelzleiter besteht aus Silber, Kupfer oder einer Legierung aus beiden Metallen.
VersilberteKontaktstellen
FlachsteckhülsenFlachkabelschuh
Akku-Verbinder
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AntwortFrage
Geben Sie zwei wichtige Halbmetalle an, welche für den Elektromonteur von Bedeutung sind!
BET2.1104
1. Silizium2. Germanium3. Arsen4. Bor5. Tellur6. Polonium7. Astadium
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AntwortFrage
Geben Sie zwei wichtige Halbmetalle an, welche für den Elektromonteur von Bedeutung sind!
BET2.1104 1 Germanium
AnimationBorsches Atommodel
AnimationMaterial Periodensystem
Die wichtigsten Minerale sind Argyrodit, Canfieldit, Germanit und Reniérit
Germaniumhaltiges ErzReniérit
Elementares Germanium
Als Halbleiter war es das führende Material in der Elektronik, bis es vom Silicium verdrängt wurde. Anwendungen finden sich heute in der Hochfrequenztechnik bzw. Unterhaltungselektronik.
Das Germanium ist für kleine Leistungen und hohe Frequenzen geeignet. Es wird als Basismaterial bzw. Trägermaterial verwendet für:
CU 100
MaximaleBetriebstemperatur
HochfrequenzgleichrichterSchwingungserzeugerLogische Schaltungen
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Hans-Rudolf NiederbergerVordergut, 8772 Nidfurn
Ausgabe13. März 2010Repetitionsfragen Chemie- und Werkstoffkunde
AntwortFrage
Geben Sie zwei wichtige Halbmetalle an, welche für den Elektromonteur von Bedeutung sind!
BET2.1104 2 Silizium
AnimationBorsches Atommodel
AnimationMaterial Periodensystem
Die gesamte Erde besteht zu etwa 15 Massenprozent aus Silizium.
Die Erdkruste besteht zu etwa 25,8 Gewichtsprozent aus Silizium; damit ist es das zweithäufigste chemische Element nach dem Sauerstoff
Bergkristall aus SiO2
Heutzutage stellt Silizium das Grundmaterial der meisten Produkte der Halbleiterindustrie dar. So dient es auch als Basismaterial für viele Sensoren und andere mikromechanischen Systeme (z. B. Hebelarm in einem Rasterkraftmikroskop). Silizium ist ebenfalls der elementare Bestandteil der meisten Solarzellen.
Das Silizuim ist für grosse Leistungen und kleine Frequenzen geeignet. Es wird als Basismaterial bzw. Trägermaterial verwendet für:
CU 170
MaximaleBetriebstemperatur
Netzgleichrichter, SolarzellenSperrspannungen 400 – 1000VStröme bis 1 – 1000 A
Polykristallines Solarsilizium
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Ausgabe13. März 2010Repetitionsfragen Chemie- und Werkstoffkunde
AntwortFrage
Geben Sie vier wichtige Nichtmetalle an, welche für den Elektromonteur von Bedeutung sind!
BET2.1105
1. Sauerstoff2. Wasserstoff3. Kohlenstoff4. Phosphor5. Helium6. Brom7. Fluor8. Schwefel9. Argon10. Jod
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AntwortFrage
Geben Sie vier wichtige Nichtmetalle an, welche für den Elektromonteur von Bedeutung sind!
BET2.1105 1 Sauerstoff
AnimationBorsches Atommodel
AnimationMaterial Periodensystem
In elementarem Zustand befindet sich Sauerstoff in Form von O2 gasförmig in der Atmosphäre und gelöst in Gewässern. Die Menge des relativ reaktionsfreudigen elementaren Sauerstoffs bleibt auf Dauer nur konstant, weil Sauerstoff produzierende Pflanzen soviel nachliefern, wie von aerob atmenden Lebewesen wieder verbraucht wird. Ohne diesen biologischen Kreislauf würde Sauerstoff nur in Verbindungen vorkommen, elementarer Sauerstoff existiert also in einem Fließgleichgewicht.
Zumeist kommt Sauerstoff in seinen Verbindungen auf und in der Erde vor. In der Erdhülle sind neben Wasser fast alle Minerale und damit Gesteine sauerstoffhaltig. Zu den wichtigsten Mineralen zählen die Silicate, wie Feldspäte, Glimmer und Olivine), die Carbonate, wie das Calciumcarbonat im Kalkstein und Oxide wie Siliciumdioxid als Quarz.
Industriell verwendet wird Sauerstoff hauptsächlich in der Metallurgie zur Herstellung von Roheisen und Stahl, sowie bei der Kupfer-Raffination. Reiner Sauerstoff oder sauerstoffangereicherte Luft dient hier einerseits zum Erreichen hoher Temperaturen, andererseits zum Frischen des Rohstahls, d. h. zum Entfernen unerwünschter Beimengungen aus Kohlenstoff, Silizium, Mangan und Phosphor, die oxidiert und abgetrennt werden.
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Ausgabe13. März 2010Repetitionsfragen Chemie- und Werkstoffkunde
Antwort
Chemische VorgängeEinen Vorgang, bei dem neue Stoffe entstehen, nennt man chemische Reaktion. Die neu entstandenen Stoffe bezeichnet man als Reaktionsprodukte. Sie unterscheiden sich in ihren Eigenschaften mehr oder weniger deutlich von ihren Ausgangsstoffen.
Frage
Nenne die zwei Gruppen von Naturvorgängen!
BET2.2101
2 MgMagnesium(silberweisses Metall)
+ O2
Sauerstoff(farbloses Gas)
Physikalische VorgängeVorgänge, bei denen nur die äußere Form eines Stoffes oder sein Aggregatzustand geändert wird, werden als physikalische Vorgänge bezeichnet.
2 MgOMagnesiumoxid(weisses Pulver)
Beispiele zu chemischemVorgang- Holz verbrennen- Magnesiumband abbrennen- Galvanisieren (Metallüberzüge)- Rösten von Eisen
Ausgangsstoff Reaktionsprodukt
Beispiele zu physikalischemVorgang- Holz spalten- Magnesiumband abbrechen- Zerspannen (Bohren, Fräsen)- Lösen von Salz im Wasser
BET2.2102
BET2.2103
BET2.2104
BET2.2105
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Antwort
ElementeFrage
Nenne Sie die vier Materiebausteine!
BET2.2106
Verbindungen
Beispiele zu chemischen Elementen (neutrale Atome):Kupfer, Aluminium, Eisen, Silizium, Germanium, Zinn, Zink, Wolfram, Blei, Nickel, Chrom, Uran
Molekulare Verbindungen sind bei Raumtemperatur flüssig, gasförmig oder wachs- bis kunststoffartig, z.B.: H2O,Molekulare Verbindungen (in der Regel aus einem nichtmetallischen Element und einem oder mehreren weiteren Nichtmetallen)
Ionische Verbindungen (Salze) bestehen aus Kationen und Anionen. Sie sind oft salzartig: spröde, von hohem Schmelzpunkt und elektrisch leitfähig nur in Schmelze oder Lösung. Ionische Verbindungen (in der Regel aus einem Metall und einem oder mehreren Nichtmetallen)
Intermetallische Verbindung (umgangssprachlich oft auch als Legierungen bezeichnet) entstehen aus Metall und Metall – sie sind:elektrisch leitfähig, gut verformbar, glänzend und gute Wärmeleiter bei Zimmertemperatur meistens fest.
z.B.H2O
IonenbindungEisensulfid-mineral (Pyrit)
Sulfide (mit Schwefel), Fluoride, Chloride, Bromide, Iodide, Nitride (mit Stickstoff), Carbide (mit Kohlenstoff), Hydride (mit Wasserstoff) usw. Oft kommt Sauerstoff als drittes Element hinzu; man spricht dann von Sulfaten, Chloraten, Nitraten, Carbonaten.
Ionen
Moleküle
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Antwort
Gemische, Gemenge Frage
Welche Stoffarten kennen Sie?
BET2.2133
Unter einem Gemisch (Stoffgemisch) versteht man einen Stoff, der mindestens aus zwei Reinstoffen besteht.
Von einem Gemenge spricht man meist bei granulen (Haufwerk, Schüttgut) oder lebenden Komponenten (Samen), die sich nur miteinander vermengen, aber nicht homogen mischen können, ohne abzusterben oder funktionsunfähig zu werden.
Hans-Rudolf NiederbergerVordergut, 8772 Nidfurn
Ausgabe13. März 2010Repetitionsfragen Chemie- und Werkstoffkunde
Antwort
Eisen Fe 36,90Sauerstoff O 29,30Silizium Si 14,90Magnesium Mg 6,73Aluminium Al 3,01Kalzium Ca 3,00Nickel Ni 2,94Natrium Na 0,90Schwefel S 0,73Titan Ti 0,58Kalium Ka 0,25Kobalt Co 0,18Phosphor Ph 0,15Mangan Mn 0,14Chrom Cr 0,11Wasserstoff H 0,084Kohlenstoff C 0,060Chlor Cl 0,022Barium Ba 0,013Kupfer Cu 0,011
Frage
Welche chemischen Elemente sind in der Erde vorhanden?
(Nenne die Wichtigsten und die entsprechenden Prozentwerte)
BET2.4101
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AntwortFrage
Skizzieren Sie das Periodensystem der Elemente, so dass man seine wesentlichen Strukturen erkennt:
- Drei Stoffklassen!- Horizontale Gliederung!- Vertikale Gliederung!
BET2.1159