CheE1 - Einführung in die Chemie Flashcards
Womit beschäftigt sich die Chemie?
Chemie ist eine Naturwissenschaft, die sich mit Stoffen, Stoffeigenschaften und deren Umwandlungen beschäftigt.
Worin unterscheiden sich Gegenstände von Stoffen?
Gegenstände bestehen aus Materialien, die man in der Chemie Stoffe nennt.
Ist Tinte ein Gegenstand oder ein Stoff?
Ein Stoff, genauer genommen ein Stoffgemisch (stark gefärbtes Wasser).
Auf welche Eigenschaften können Stoffe mit unseren Sinnen untersucht werden?
- Sehen: Farbe, Glanz, Oberflächenbeschaffenheit
- Geschmack
- Geruch
- Tasten: Temperatur, Oberflächenbeschaffenheit
Welche Sinne sollten zur Untersuchung von Stoffen vermieden werden und warum?
Geschmack/Geruch/Tasten: Stoff kann gesundheitsschädlich, reizend, oder ätzend sein
Wie lässt sich eine Metall/Stahlgabel von einer Aluminiumgabel unterscheiden?
Stahl/Metall: Lässt sich schwer verbiegen (hart), ist kratzfest und magnetisierbar Aluminium: Lässt sich leicht verbiegen (weich) und lässt sich nicht magnetisieren
Auf welche Stoffeigenschaften lassen sich Stoffe durch einfache Stoffuntersuchungen untersuchen?
- Härte: z.B. Ritztest oder Verbiegen - Verformbarkeit z.B. Verbiegen - Magnetische Eigenschaft: z.B. Eisen, Nickel, oder Kobalt - Löslichkeit z.B. Öl in Wasser
Was sind Lösungsmittel?
Flüssigkeiten, in denen sich andere Stoffe lösen.
Wie lässt sich die Löslichkeit messen?
Es wird gemessen, wieviel Gramm eines Stoffs sich in 100g eines Lösungsmittels lösen.
Was ist der Aggregatzustand?
Als Aggregatzustände werden die unterschiedlichen Zustände eines Stoffes bezeichnet, die sich durch bloße Änderungen von Temperatur oder Druck ineinander umwandeln können.
Wie lauten die klassischen Aggregatzustände?
Fest, flüssig, und gasförmig.
Wie lauten die zwei Temperaturpunkte, bei denen Stoffe flüssig bzw. gasförmig werden?
Gasförmig > Flüssig: Kondensationstemperatur Flüssig > Gasförmig: Siedetemperatur
Wie lauten die zwei Temperaturpunkte, bei denen Stoffe fest werden?
Fest > Flüssig: Schmelztemperatur Flüssig > Fest: Erstarrungs- oder Gefriertemperatur
0 °F in °C
-17,4 °C
0 °C in °F
32 °F
Oberer Fixpunkt einer °F Temperaturskala
96 °F (Temperatur eines gesunden Menschen)
0 °C in K
273,15 K
Verändert sich der Aggregatzustand von Salz wenn es sich z.B. in Wasser löst?
Nein, es ist lediglich besser verteilt und deshalb nicht mehr sichtbar.
Wie lautet die Formel zur Ermittlung der Dichte?
ρ = m/V ρ = kg/m3
Wie lässt sich das Volumen eines unregelmäßig geformten Körpers ermitteln?
Mithilfe der Wasserverdrängungsmethode.
Welche Stoffeigenschaft besitzen Stoffe mit einer guten elektrischen Leitfähigkeit außerdem?
Eine gute Wärmeleitfähigkeit.
Wie lässt sich der Wärmeverlust eines Hauses über die Fenster reduzieren?
Durch Einsatz von doppelt- oder dreifach verglasten Fenstern, welche einen Spalt als Zwischenraum besitzen. Dieser ist entweder mit Luft (schlechte Wärmeleitfähigkeit) oder dem Edelgas Krypton (noch schlechtere Wärmeleitfähigkeit) gefüllt.
Welche Stoffeigenschaften besitzt Diamant in Hinblick auf Wärmeleitfähigkeit und elektrische Leitfähigkeit?
Diamant leitet keinen elektrischen Strom, besitzt aber eine gute Wärmeleitfähigkeit.
Welche Stoffeigenschaften besitzt Graphit in Hinblick auf Wärmeleitfähigkeit und elektrische Leitfähigkeit?
Graphit leitet elektrischen Strom und besitzt eine gute Wärmeleitfähigkeit.
Welche Stoffeigenschaften besitzt Glas in Hinblick auf Wärmeleitfähigkeit und elektrische Leitfähigkeit?
Glas leitet keinen Strom und besitzt eine schlechte Wärmeleitfähigkeit, ist daher ein Nichtleiter und Wärmeisolator.
Nenne drei Wärmeisolatoren, die zugleich Nichtleiter sind.
- Baumwolle - Luft - Holz
Was sind Verbundwerkstoffe?
Verbundwerkstoffe sind Stoffe, die aus zwei oder mehreren Materialien bestehen und andere Eigenschaften besitzen als die einzelnen Komponenten.
Warum wird in Zügen, Flugzeugen und U-Bahnen oft Plexiglas (ein Kunststoff) anstelle von normalem Glas verwendet. Warum ist es bei Automobilen umgekehrt?
Plexiglas ist viel leichter als normales Glas. Die Gewichtsersparnis bedeutet wiederum eine Kostenersparnis, da weniger Energie für die Mobilität benötigt wird. Plexiglas kann jedoch leichter zerkratzen, weshalb es als Frontscheibe in Autos weniger gut zu gebrauchen wäre.
Wozu dienen Modelle in der Chemie.
Um komplizierte Sachverhalte einfacher zu erklären. Sie entsprechen dabei nicht immer der Realität.
Wie beschreibt das Teilchenmodell Stoffe?
Nach dem Teilchenmodell besteht jeder Stoff aus kleinsten Teilchen, die sich ständig bewegen.
Nenne zwei Eigenschaften, die nach dem Teilchenmodell bei allen Teilchen eines Stoffes gleich sind.
Größe und Gewicht der Teilchen.
Beschreibe das Lösen von Zucker mit dem Teilchenmodell.
Wenn der Zucker fest vorliegt, ist die Anziehung zwischen den Teilchen groß und der Abstand sehr klein. Wird Zucker in Wasser gelöst, so lösen sich Zuckerteilchen aus dem Verbund und die Anziehungskräfte zwischen den Zuckerteilchen werden kleiner, während der Abstand größer wird.
Beschreibe die Anziehungskräfte, Bewegung und die Abstände zwischen den kleinsten Teilchen bei den drei Aggregatzuständen.
Wenn die Anziehung zwischen den kleinsten Teilchen groß ist liegen die Teilchen dicht beieinander und bewegen sich wenig. Der Stoff ist dann fest. Beim Erwärmen verstärkt sich die Bewegung der Teilchen. Die Teilchen benötigen durch die stärkere Eigenbewegung mehr Platz. Dadurch wird die Anziehungskraft zwischen den Teilchen schwächer und der Abstand untereinander größer. Der Stoff wird erst flüssig, dann gasförmig. Im gasförmigen Zustand sind die Anziehungskräfte unter den Teilchen sehr gering und die Abstände sehr groß.
Erkläre anhand des Teilchenmodells was passiert, wenn heißes Wasser wieder abkühlt.
Senken wir die Temperatur der Teilchen, indem wir z. B. die Herdplatte ausschalten, dann verlieren sie ihre überschüssige Energie wieder, weil sie mit anderen Teilchen zusammenstoßen. Die Teilchen werden mit der Zeit langsamer und nehmen ihren ursprünglichen Zustand wieder an, den sie vor dem Erhitzen hatten. Man kann sagen, dass sie sich mit der Zeit ihrer Umgebung anpassen.
Auf welche Weise könnte man, außer durch Erwärmen, Energie an Teilchen weitergeben. Begründe.
Verringerung des Volumens (Komprimieren). Die Teilchen erwärmen sich durch den geringeren Platz, da sie durch ihre Eigenbewegung mit anderen Teilchen mehr zusammenstoßen als vorher.
Auf welche Weise kann man Gase flüssig machen? Erkläre anhand des Teilchenmodells.
Indem man den Teilchen des Gases die Bewegungsenergie entzieht (Abkühlen).
Erkläre das Phänomen, warum manche Stoffe direkt vom festen Aggregatzustand zum gasförmigen wechseln, ohne dazwischen als Flüssigkeit zu existieren. Wie nennen sich diese zwei Vorgänge?
Ihre Anziehungskräfte sind im festen Zustand gerade groß genug, um die Teilchen zusammenzuhalten. Sobald jedoch ein wenig Energie dazukommt, reicht diese aus, um die Anziehungskräfte so schnell zu überwinden, dass direkt ein Gas entsteht. Diesen Vorgang nennt man Sublimation und der umgekehrte Vorgang heißt Resublimation.
Nenne ein Beispiel für eine Sublimation/Resublimation.
Im Winter kann man beobachten, wie Schnee/Eis immer weniger wird, obwohl sich kein Tauwasser bildet. Das Eis wechselt trotz Temperaturen unter dem Gefrierpunkt seinen Aggregatzustand von fest zu gasförmig und wird zu Wasserdampf.
Wie unterscheiden sich die Teilchen von unterschiedlichen Stoffen?
Unterschiedliche Stoffe besitzen unterschiedlich große Teilchen und sich daraus ergebend auch unterschiedliche Anziehungs- und Abstoßungskräfte, die zu unterschiedlichen Schmelz- und Siedetemperaturen führen.
Was ist die Dichteanomalie des Wassers?
Kühlt man wärmeres Wasser auf 4°C ab, so nimmt sein Volumen wie bei jeder anderen Flüssigkeit stetig ab, das heißt seine Dichte steigt kontinuierlich an. Sinkt die Temperatur jedoch unter 4°C, so dehnt es sich wieder geringfügig aus und die Dichte nimmt wieder etwas ab. Bei weiterer Abkühlung kommt es dann am Gefrierpunkt bei 0°C zum Aggregatzustandswechsel von flüssig zu fest und es erfolgt eine starke und sprunghafte Ausdehnung, weil sich ein Kristallgitter aus Wassermolekülen mit sehr hohem Platzanspruch ausbildet.
Nenne fünf Stoffeigenschaften, welche sich relativ einfach ermitteln lassen.
- Schmelz- und Siedetemperatur - Löslichkeit - Dichte - elektrische Leitfähigkeit - Wärmeleitfähigkeit
Wie erhalten wir unseren Körper in Hinblick auf Lebensmitteln am Leben?
Aus Lebensmitteln, die in einer Reihe von chemischen Reaktionen in “Energie” umgewandelt werden und unsere Organe versorgen.
Welche Aufgaben erfüllen Kohlenhydrate, Fette und Eiweise im Hinblick auf die Erhaltung unseres Organismus?
Ohne Fette könnten unsere Zellen keine Zellwände aufbauen. Ohne Eiweiße könnte unser Körper keine Enzyme produzieren, die erst viele chemische Reaktionen ermöglichen und unseren Körper vor Krankheiten schützen. Kohlenhydrate liefern uns schnelle Energie, fehlen diese, kann der Körper allerdings über Fettverbrennung diesen Mangel kompensieren.
Nenne Gründe, wieso Zusatzstoffe in Lebensmitteln eingesetzt werden.
Zusatzstoffe in Lebensmitteln werden zumeist verwendet, um diese „schmackhafter“ zu machen. Durch ein positives Esserlebnis soll man angehalten werden, das Produkt wieder zu kaufen. Oft dienen Zusatzstoffe auch dazu, das Produkt optisch ansprechender erscheinen zu lassen. Außerdem werden Produkte durch Zusatzstoffe länger haltbar gemacht.
Warum wird Speisesalz ein Trennmitteln zugefügt?
Um zu verhindern, dass das Salz Wasser aus der Luft zieht und dadurch verklumpt.
Was ist ein Reinstoff? Nenne ein Beispiel.
Stoffe, die nur aus einer einzigen Stoffart bestehen z.B. Zucker.
Wie nennt sich ein Stoff, das aus mindestens zwei Reinstoffen besteht?
Stoffgemisch.
Was sind heterogene Stoffgemische?
Die unterschiedlichen Bestandteile des Stoffes sind mit bloßem Auge, einer Lupe oder unter dem Mikroskop zu erkennen.
Was sind homogene Stoffgemische?
Die unterschiedlichen Bestandteile sind weder mit bloßem Auge, einer Lupe oder unter dem Mikroskop zu erkennen.
Benenne folgende heterogene Stoffgemische mit dem Fachbegriff: 1. Müsli 2. Schmutzwasser 3. Milch 4. Zigarettenrauch 5. Parfümnebel 6. Rasierschaum 7. Messing 8. Zuckerwasser 9. Luft
- Feststoffgemisch (fest/fest) 2. Suspension (fest/flüssig) 3. Emulsion (flüssig/flüssig) 4. Rauch (fest/gasförmig) 5. Nebel (flüssig/gasförmig) 6. Schaum (gasförmig/flüssig) 7. Legierung (fest/fest) 8. Lösung (fest/flüssig, flüssig/flüssig, flüssig/gasförmig) 9. Gasgemisch (gasförmig/gasförmig)
Benenne folgende homogene Stoffgemische mit dem Fachbegriff: 1. Messing 2. Zuckerwasser 3. Luft
- Legierung (fest/fest) 2. Lösung (fest/flüssig, flüssig/flüssig, flüssig/gasförmig) 3. Gasgemisch (gasförmig/gasförmig)
Warum ist homogenisierte Milch eigentlich ein heterogenes Stoffgemisch?
Weil zwei flüssige Stoffe (Wasser und Fett) nur sehr fein verteilt vorliegen. Zwar kann man mit bloßem Auge die unterschiedlichen Bestandteile nicht unterscheiden, unter dem Mikroskop lassen sich die Fetttröpfchen jedoch noch klar erkennen.
Wie wird Milch homogenisiert?
Indem man die Milch mit hohem Druck auf eine Metallplatte spritzt. Dabei zerkleinern verschiedene Kräfte die Fettanteile so stark, dass nur noch winzige Fetttröpfchen vorhanden sind. Diese brauchen eine längere Zeit, um zusammenzufinden und aus der Milch auszufallen, weil die kleinsten Fettteilchen jeweils von Wasserteilchen umgeben sind und somit „gelöst“ bleiben.
Skizziere den Verlauf einer exothermen Reaktion.
Skizziere den Verlauf einer endothermen Reaktion.
