Inhaltsverzeichnis
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Inhaltsverzeichnis Methode: Sicher experimentieren .......................6 Methode: Richtig entsorgen ................................7 Methode: Ordnen und Vergleichen ......................8 Methode: Recherchieren ...................................10 Methode: Mind Mapping – vom Gedankenfluss zum Wissensnetz..............................................11 Methode: Diagramme lesen und erstellen .........12 Methode: Die Formelsprache der Chemie ..........13 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 3 3.1 3.2 Den Stoffen analytisch auf der Spur .......14 Aufgaben der analytischen Chemie ...................15 Methoden der analytischen Chemie ..................16 Übersicht: Was ist ein Stoff?..............................17 Methode: Wie analysiert man eine Stoffprobe? ......................................................18 Fällungsreaktionen...........................................19 Flammenfärbung und Spektralanalyse ..............20 Exkurs: Das Prismenspektrometer .....................21 Praktikum: Welche Ionen sind vorhanden? ........22 Nachweise für molekulare Stoffe.......................24 Praktikum: Nachweis molekular gebauter Stoffe.................................................25 Prüfe dein Wissen.............................................26 Basiswissen .....................................................27 Quantitative Aspekte chemischer Reaktionen ...................................................28 Die Massenspektrometrie .................................29 Das Mol – Einheit der Stoffmenge .....................30 Stoffmengen werden messbar – die molare Masse .............................................31 Praktikum: Die Bestimmung der AVOGADRO-Konstante ........................................32 Das molare Volumen.........................................33 Von der Reaktionsgleichung zum Stoffumsatz....34 Stoffmenge und Energieumsatz ........................36 Praktikum: Molare Masse und Reaktionsenergie .............................................37 Reaktionsenergie bei der Salzbildung ...............38 Übersicht: Stoffmenge und andere Basisgrößen.....................................................39 Prüfe dein Wissen.............................................40 Basiswissen .....................................................41 Molekülstruktur und Stoffeigenschaften......................................42 Chemie-Recherche: Wasser – alltäglich und doch außergewöhnlich .....................................43 Die Elektronenpaarbindung im Orbitalmodell....44 Exkurs: Atommodelle – wo befinden sich Elektronen .......................................................44 Die räumliche Struktur der Moleküle .................46 Übersicht: Das ElektronenpaarabstoßungsModell .............................................................47 ✰ Profilbereich 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 ✰ 3.10 ✰ ✰ 3.11 3.12 ✰ 3.13 4 4.1 Das Wasser-Molekül – neutral oder geladen? ....48 Elektronegativität .............................................49 Dipol/Dipol- und Dipol/Ionen-Wechselwirkungen ........................................................50 VAN-DER-WAALS-Wechselwirkungen ....................51 Wasserstoffbrücken – eine Basis des Lebens.....52 Übersicht: Chemische Bindung und zwischenmolekulare Wechselwirkungen............53 Das Salz in der Suppe – eine Betrachtung im Modell.........................................................54 Praktikum: Wasser als Lösungsmittel ................55 Trinkwasser – (k)ein Naturprodukt?...................56 Exkurs: Muscheln kontrollieren das Wasser .......57 Kläranlagen reinigen Abwässer .........................58 Chemie-Recherche: Abwassertechnologien .......59 Wasser – der etwas andere Stoff .......................60 Praktikum: Rekorde des Wassers ......................61 Der Kreislauf des Wassers.................................62 Wasserhärte.....................................................63 Prüfe dein Wissen.............................................64 Basiswissen .....................................................65 Saure, basische und neutrale Lösungen ......................................66 Sauer oder basisch – der Indikator zeigt es .......67 Praktikum: Indikatoren .....................................68 Exkurs: Wie neutral ist hautneutral? ..................68 4.2 Was ist Salzsäure?............................................69 Chemie-Recherche: Salzsäure ...........................70 4.3 Säuren und saure Lösungen..............................71 4.4 Hydroxide und alkalische Lösungen ..................72 Chemie-Recherche: Natronlauge .......................73 Übersicht: Säuren und saure Lösungen .............74 Übersicht: Hydroxide und alkalische Lösungen .........................................................75 Praktikum: Saure und alkalische Lösungen........76 ✰ Exkurs: Künstler und Handwerker arbeiten mit Säuren und Laugen ..........................................77 ✰ Exkurs: Karies – ein Säureanschlag auf die Zähne ..............................................................77 Projekt: Chemie im Haushalt.............................78 4.5 Protonen auf Wanderschaft: Säure/BaseReaktionen.......................................................80 Übersicht: Protonenübertragungen ...................81 Exkurs: ARRHENIUS und die elektrolytische Dissoziation .....................................................82 Theorie: Der Säure/Base-Begriff im Dialog.........83 4.6 Neutralisation – Gegensätze heben sich auf......84 Übersicht: Bildung und Benennung von Salzen .......................................................85 Praktikum: Salze...............................................86 Chemie-Recherche: Salze..................................87 4.7 Wie konzentriert ist die Lösung?........................88 Praktikum: Titration ..........................................89 3 4.8 Der pH-Wert – ein Gradmesser für Säuren und Laugen ......................................................90 Übersicht: Die pH-Skala ....................................91 4.9 ✰ Saurer Regen – Entstehung und Folgen .............92 ✰ Exkurs: Sauer macht haltbar..............................94 ✰ Praktikum: Cola – ein Softgetränk .....................95 Prüfe dein Wissen.............................................96 Basiswissen .....................................................97 5 Chemie und Technik ....................................98 5.1 ✰ Schwefel – ein wichtiger Rohstoff der Chemie.......................................................99 5.2 ✰ Vom Schwefel zur Schwefelsäure ....................100 Steckbrief: Schwefelsäure...............................100 ✰ Chemie-Recherche: Sulfate, Salze der Schwefelsäure................................................102 ✰ Chemie-Recherche: Stickstoff-Verbindungen....103 5.3 ✰ Vom Stickstoff zum Ammoniak........................104 ✰ Steckbrief: Ammoniak.....................................105 ✰ Praktikum: Ammoniumsalze ...........................105 5.4 ✰ Vom Ammoniak zur Salpetersäure...................106 ✰ Steckbrief: Salpetersäure................................107 ✰ Exkurs: Schwarzpulver ....................................107 5.5 ✰ Der Stickstoffkreislauf ....................................108 5.6 ✰ Chemie und Landwirtschaft – Düngemittel ......109 ✰ Projekt: Boden und Düngemittel .....................110 5.7 ✰ Glas – ein technisches Silicat..........................112 ✰ Exkurs: Silicium – das Element der Elektronik.................................................113 Prüfe dein Wissen...........................................114 Basiswissen ...................................................115 6 6.1 6.2 6.3 6.4 4 Elektronenübergänge ...............................116 Oxidation und Reduktion – Konkurrenz um den Sauerstoff ........................117 Redoxreaktionen als Elektronenübergang .......118 Wer reduziert wen? .........................................119 Theorie: Das Donator/Akzeptor-Konzept..........120 Die Oxidationszahl .........................................121 6.5 6.6 6.7 ✰ 6.8 ✰ ✰ 6.9 ✰ Das Aufstellen von Redoxgleichungen .............122 Praktikum: Redoxreaktionen ...........................123 Chemie-Recherche: Wichtige Reduktionsund Oxidationsmittel......................................124 Redoxreaktionen im Hochofen ........................125 Praktikum: Streichhölzer.................................126 Exkurs: Streichhölzer – eine zündende Idee ....127 Korrosion kostet Millionen ..............................128 Solar- Wasserstoff-Technologie .......................129 Chemie-Recherche: Wasserstoff – früher und heute ............................................130 Exkurs: Redoxvorgänge in biologischen Systemen .......................................................131 Elektrolyse – eine erzwungene Redoxreaktion ................................................132 Praktikum: Galvanisieren ................................133 Exkurs: Natrium aus Steinsalz .........................133 Exkurs: Galvanische Zellen – eine Zufallsentdeckung...................................134 Exkurs: Knopfzellen – klein, aber oho!.............135 Exkurs: Ein Bleiakkumulator erleichtert den Start...............................................................135 Praktikum: Elektronenübergänge ....................136 Übersicht: Energie-Konzept.............................137 Prüfe dein Wissen...........................................138 Basiswissen ...................................................139 Anhang Gefahrenhinweise und Sicherheitsratschläge..............140 Stoffliste....................................................................142 Die chemischen Elemente...........................................144 Tabellen.....................................................................145 Kleines Lexikon der Chemie ........................................147 Stichwortverzeichnis ..................................................150 Sofern nicht anders angegeben beziehen sich alle Angaben im Buch auf 20 °C und normalen Luftdruck.
