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Grundwissen Chemie Mittelstufe - · PDF filez.B. Magnesium + Sauerstoff Magnesiumoxid Analyse...

Date post:17-Sep-2018
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  • Grundwissen Chemie Mittelstufe

    Marie-Therese-Gymnasium

    Erlangen

    Diese Fassung des Grundwissens wurde im Dezember 2014 fr das Marie-Therese-Gymnasium Erlangen von der Fachschaft Chemie beschlossen. Arbeitsgrundlagen waren die Fassung der Wilhelm-L-he-Schule Nrnberg und Diskussionsergebnisse in der Arbeitsgruppe DELTAPLUS Mittelfranken.

    Diese Grundwissenssammlung soll einen berblick darber geben, welche Grundfertigkeiten und -kenntnisse zum jeweiligen Zeitpunkt bzw. beim Eintritt in die Q11 vorausgesetzt werden. Sie umfasst nicht den gesamten vermittelten Stoff und ersetzt daher nicht die kontinu-ierliche Vor- und Nachbereitung.

    Version 5.1 (5.12.2014)

    Einzeldateien:

    GW8 Grundwissen fr die 8. Jahrgangsstufe

    GW9 Grundwissen fr die 9. Jahrgangsstufe (MNG)

    GW9a Grundwissen fr die 9. Jahrgangsstufe (SG)

    GW10 Grundwissen fr die 10. Jahrgangsstufe (MNG)

    GW10a Grundwissen fr die 10. Jahrgangsstufe (SG)

    GW-ChemieKomplette Grundwissenskartei 8-10

  • Stoff/Teilchen Donor/Akzeptor EnergieGleichgewicht Struktur/Eigenschaften 18 NTG9 SG Stoff/Teilchen Donor/Akzeptor EnergieGleichgewicht Struktur/Eigenschaften 18 NTG9 SG

    Stoff/Teilchen Donor/Akzeptor EnergieGleichgewicht Struktur/Eigenschaften 28 NTG9 SG Stoff/Teilchen Donor/Akzeptor EnergieGleichgewicht Struktur/Eigenschaften 28 NTG9 SG

    NaturwissenschaftlichesArbeiten

    (natwiss. Erkenntnisweg)

    Einteilung:

    StoffReinstoffGemisch

    Stoff

    Reinstoff Gemischtrennenmischen

    Bei gleichen Bedingungen (Temperatur, Druck):immer gleiche Kenneigen-schaften (z.B. Farbe, Geruch, Geschmack, Aggregatzustand, Schmelz- und Siedetemperatur, Dichte) z.B.: Gold, Wasser, Wasserstoff

    Keine konstanten Kenn-eigenschaften,die Kenneigenschaften ndern sich mit der Zusammensetzung.z.B.: Salzwasser

  • Stoff/Teilchen Donor/Akzeptor EnergieGleichgewicht Struktur/Eigenschaften 38 NTG9 SG Stoff/Teilchen Donor/Akzeptor EnergieGleichgewicht Struktur/Eigenschaften 38 NTG9 SG

    Stoff/Teilchen Donor/Akzeptor EnergieGleichgewicht Struktur/Eigenschaften 48 NTG9 SG Stoff/Teilchen Donor/Akzeptor EnergieGleichgewicht Struktur/Eigenschaften 48 NTG9 SG

    Aggregatzustnde

    Einteilung:

    ReinstoffElement

    Verbindung

    E

    Teilc

    henb

    eweg

    ung

    bei s

    teig

    ende

    r Tem

    pera

    tur

    ber

    win

    det A

    nzie

    hung

    skr

    fte d

    er k

    lein

    sten

    Teilc

    hen

    kleinste Teilchen

    Reinstoff

    Elementbesteht immer nur aus

    Atomen einer Art

    Verbindungbesteht aus verschiedenen

    Atomen in einem festen, fr die Verbindung charakteris-

    tischen Zahlenverhltnis

    MoleklAtomz.B. Helium

    He

    z.B. Wasserstoff

    H2

    z.B. Wasser

    H2O

  • Stoff/Teilchen Donor/Akzeptor EnergieGleichgewicht Struktur/Eigenschaften 58 NTG9 SG Stoff/Teilchen Donor/Akzeptor EnergieGleichgewicht Struktur/Eigenschaften 58 NTG9 SG

    Stoff/Teilchen Donor/Akzeptor EnergieGleichgewicht Struktur/Eigenschaften 68 NTG9 SG Stoff/Teilchen Donor/Akzeptor EnergieGleichgewicht Struktur/Eigenschaften 68 NTG9 SG

    Einteilung:

    Homogenes GemischHeterogenes Gemisch

    Teilchenarten

    Gemisch

    homogen heterogen

    nur eine Phase,einheitliches Aussehen

    z.B. Luft, Salzlsung

    mindestens zwei Phasen,verschiedene Stoffe erkenn-bar

    z.B. Nebel, Rauch, Granit

    kleinste Teilchen

    ungeladen geladen

    MoleklionAtomionMoleklAtomz.B. Helium

    He

    z.B. Wasser

    H2O

    z.B. Chlorid(-ion)

    Cl-

    z.B. Ammonium(-ion)

    NH4+

    Alle diese Teilchen knnen einzeln vorliegen oder auch ein Gitter bilden.

  • Stoff/Teilchen Donor/Akzeptor EnergieGleichgewicht Struktur/Eigenschaften 78 NTG9 SG Stoff/Teilchen Donor/Akzeptor EnergieGleichgewicht Struktur/Eigenschaften 78 NTG9 SG

    Stoff/Teilchen Donor/Akzeptor EnergieGleichgewicht Struktur/Eigenschaften 88 NTG9 SG Stoff/Teilchen Donor/Akzeptor EnergieGleichgewicht Struktur/Eigenschaften 88 NTG9 SG

    Chemische Reaktion

    Reaktionsgleichungen

    Chemische Reaktionen sind Stoff- und Energieumwandlungen.

    Auf Teilchenebene sind sie gekennzeichnet durch: Zusammenste der reagierenden Teilchen Lsen und Neuverknpfen von chemischen Bindungen

    Auf Stoffebene sind sie gekennzeichnet durch nderung der Kenneigenschaften.

    Reaktionsgleichungen beschreiben die stofflichen und energetischen Vernderungen bei einer chemischen Reaktion. Sie folgen stets dem Schema:

    Edukte (Ausgangsstoffe) Produkte ggf. Energieumsatz (9 NTG/10 SG) Reaktionspfeil

    z.B.: N2 + 3 H2 2 NH3 Ei = -46 kJ

    Koeffizienten stehen vor den Formeln und geben die relative Anzahl der miteinander reagierenden Teilchen an. Sie werden so gewhlt, dass auf beiden Seiten der Gleichung die gleiche Anzahl Atome steht (Ausgleichen).

    Der Index gehrt zur Formel. Indices werden beim Ausgleichen nie verndert!

    +

    2 H2 + O2 2 H2O

  • Synthese Edukt 1 + Edukt 2 Produktz.B. Magnesium + Sauerstoff Magnesiumoxid

    Analyse Edukt Produkt 1 + Produkt 2z.B. Wasser Wasserstoff + Sauerstoff

    Umsetzung Edukt 1 + Edukt 2 Produkt 1 + Produkt 2z.B. Wasser + Magnesium Wasserstoff + Magnesiumoxid

    Stoff/Teilchen Donor/Akzeptor EnergieGleichgewicht Struktur/Eigenschaften 98 NTG9 SG Stoff/Teilchen Donor/Akzeptor EnergieGleichgewicht Struktur/Eigenschaften 98 NTG9 SG

    Stoff/Teilchen Donor/Akzeptor EnergieGleichgewicht Struktur/Eigenschaften 108 NTG9 SG Stoff/Teilchen Donor/Akzeptor EnergieGleichgewicht Struktur/Eigenschaften 108 NTG9 SG

    Grundtypen chem. Reaktionen

    NachweisreaktionenWasserstoff Sauerstoff

    KnallgasprobeWasserstoff ist brennbar und bildet mit Sauerstoff explosive Gemi-sche. Hlt man die ffnung eines mit dem zu untersuchenden Gas gefllten Reagenzglases an eine Flamme, weist eine hrbare Ver-brennung (plopp, kurzer Pfiff) auf Wasserstoff hin. An der Glas-wand kondensiert das gebildete Wasser.

    GlimmspanprobeSauerstoff unterhlt eine Verbrennung. Fhrt man einen glimmen-den Span in ein mit dem zu untersuchenden Gas geflltes Reagenz-glas, deutet das Aufleuchten einer Flamme auf Sauerstoff hin.

  • Stoff/Teilchen Donor/Akzeptor EnergieGleichgewicht Struktur/Eigenschaften X8 NTG9 SG Stoff/Teilchen Donor/Akzeptor EnergieGleichgewicht Struktur/Eigenschaften X8 NTG9 SG

    Stoff/Teilchen Donor/Akzeptor EnergieGleichgewicht Struktur/Eigenschaften 118 NTG9 SG Stoff/Teilchen Donor/Akzeptor EnergieGleichgewicht Struktur/Eigenschaften 118 NTG9 SG

    X

    Diffusion

    Stoffebene:Gelste Stoffe scheinen das Bestreben zu haben, sich vl-lig gleichmig miteinander zu vermischen.

    Teilchenebene:Alle Teilchen einer Lsung bewegen sich zufllig.Es ist unwahrscheinlich, dass mehrere gleiche Teilchen dabei beisammen bleiben, sie bewegen sich mit hoher Wahrscheinlichkeit in unter-schiedliche Bereiche.Durch zufllige Teilchenbe-wegungen durchmischen sich daher alle Teilchen einer Lsung.

  • Stoff/Teilchen Donor/Akzeptor EnergieGleichgewicht Struktur/Eigenschaften 128 NTG9 SG Stoff/Teilchen Donor/Akzeptor EnergieGleichgewicht Struktur/Eigenschaften 128 NTG9 SG

    Stoff/Teilchen Donor/Akzeptor EnergieGleichgewicht Struktur/Eigenschaften 138 NTG9 SG Stoff/Teilchen Donor/Akzeptor EnergieGleichgewicht Struktur/Eigenschaften 138 NTG9 SG

    Innere Energieexotherme Reaktion

    endotherme Reaktion

    Energiediagrammexotherme Reaktion

    Die Innere Energie Ei ist der gesamte Energievorrat eines Systems. (Einheit: 1 kJ). Sie verndert sich bei jeder chemischen Reaktion.Reaktionsenergie: Ei = Ei (Produkte) - Ei (Edukte)

    Abgabe von Energie bei einer Reaktion an die Umgebung:

    exotherme Reaktion: Ei < O

    Aufnahme von Energie bei einer Reaktion aus der Umgebung:

    endotherme Reaktion: Ei > O

    Systemmit der inneren Energie

    Ei

    Energie, z.B. Wrme, elektr. Energie, Licht,

    Volumenarbeit ...

    exotherm

    endotherm

    Die nderung der inneren Energie eines Systems bei chemischen Reaktionen kann durch ein Energiediagramm dargestellt werden:

    EA = Aktivierungsenergie

    Ei < 0 freiwerdende Energie

    Edukte

    Produkte

    Ei

    Reaktionsverlauf

    Ei (Ed.)

    Ei (Prod.)

  • Stoff/Teilchen Donor/Akzeptor EnergieGleichgewicht Struktur/Eigenschaften 148 NTG9 SG Stoff/Teilchen Donor/Akzeptor EnergieGleichgewicht Struktur/Eigenschaften 148 NTG9 SG

    Stoff/Teilchen Donor/Akzeptor EnergieGleichgewicht Struktur/Eigenschaften 158 NTG9 SG Stoff/Teilchen Donor/Akzeptor EnergieGleichgewicht Struktur/Eigenschaften 158 NTG9 SG

    Energiediagrammendotherme Reaktion

    Katalysator

    EA = Aktivierungsenergie

    Ei > 0 chemisch gespeicherte Energie

    Edukte

    Produkte

    Ei

    Reaktionsverlauf

    Ei (Prod.)

    Ei (Ed.)

    Die nderung der inneren Energie eines Systems bei chemischen Reaktionen kann durch ein Energiediagramm dargestellt werden:

    EA ohne Katalysator

    Ei ndert sich durch den Katalysator nicht

    Ei

    Reaktionsverlauf

    Ei (Ed.)

    Ei (Prod.)

    EA mit Katalysator

    Ein Katalysator ist ein Stoff, der EA herabsetzt, die Reaktion beschleu-nigt und nach der Reaktion unverndert vorliegt.

  • Stoff/Teilchen Donor/Akzeptor EnergieGleichgewicht Struktur/Eigenschaften 168 NTG9 SG Stoff/Teilchen Donor/Akzeptor EnergieGleichgewicht Struktur/Eigenschaften 168 NTG9 SG

    Stoff/Teilchen Donor/Akzeptor EnergieGleichgewicht Struktur/Eigenschaften 178 NTG9 SG Stoff/Teilchen Donor/Akzeptor Energ