Inhaltsverzeichnis Methode: Aufgaben richtig verstehen ....................5 1 1.1 2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 3 3.1 3.2 Chemie – eine Naturwissenschaft ................6 Was ist Chemie?....................................................7 Chemie: Pro und Contra ........................................8 Methode: Sicher experimentieren........................10 Methode: Richtig entsorgen ................................11 Praktikum: Umgang mit dem Gasbrenner .............12 Stoffeigenschaften und Teilchenmodell ....14 Erste Sinneseindrücke ........................................15 Methode: Richtig experimentieren.......................16 Methode: Richtig messen....................................17 Methode: Richtig protokollieren ..........................18 Praktikum: Untersuchen von Stoffeigenschaften ..19 Dichte ................................................................20 Praktikum: Dichtebestimmungen.........................21 Fest, flüssig, gasförmig – Aggregatzustände des Wassers ...........................22 Theorie: Teilchenmodell ......................................23 Praktikum: Sieden und Schmelzen.......................24 Chemie-Recherche: Stoffe und ihre Eigenschaften.....................................................25 Stoffe – steckbrieflich gesucht ............................26 Wasser löst vieles... ............................................28 ... aber nicht beliebig viel....................................29 Praktikum: Wasser als Lösungsmittel...................30 Wasser ist nicht das einzige Lösungsmittel ..........31 Theorie: Lösen und Kristallisieren im Teilchenmodell ...................................................32 Praktikum: Lösen und Kristallisieren....................33 Exkurs: Diffusion im Teilchenmodell ....................34 Saure und alkalische Lösungen ...........................35 Theorie: Wie Naturwissenschaftler arbeiten: Von der Beobachtung zur Theorie ........................36 Praktikum: Rotkraut oder Blaukraut?....................37 Praktikum: Saure und alkalische Lösungen ..........38 Basiswissen........................................................39 Prüfe dein Wissen ...............................................40 Wissen im Kontext ...............................................41 Mischen und Trennen ....................................42 Reinstoffe und Gemische ....................................43 Einteilung von Gemischen ...................................44 Übersicht: Heterogene und homogene Gemische 45 Übersicht: Trennverfahren ...................................46 Exkurs: Kaffeeherstellung – ein technisches Trennverfahren ...................................................48 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 4 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 Exkurs: Doping-Kontrolle – eine Anwendung der Chromatografie .............................................49 Praktikum: Trennung von Gemischen ...................50 Trinkwasser – (k)ein Naturprodukt? .....................52 Wasser – ein kostbares Gut .................................53 Unser Wasser – ein Härtefall?..............................54 Chemie-Recherche: Wasser ganz verschiedener Art................................................55 Kläranlagen reinigen Abwässer ...........................56 Exkurs: Kann Schmutzwasser „von allein“ sauber werden? ..................................................57 Exkurs: Muscheln kontrollieren das Wasser..........57 Destillation – Trinkwaser aus Salzwasser.............58 Exkurs: Trinkwasser aus dem Meer ......................59 Methode: Mindmap ............................................60 Methode: Conceptmap........................................61 Chemie-Recherche: Trennverfahren in der Technik .....................................................62 Basiswissen........................................................63 Prüfe dein Wissen ...............................................64 Wissen im Kontext ...............................................65 Chemische Reaktionen .................................66 Chemische Reaktionen im Alltag .........................67 Praktikum: Chemische Reaktionen ......................68 Experimentelle Hausaufgabe: Chemische Reaktionen im Alltag .........................69 Woran sind chemische Reaktionen zu erkennen? 70 Chemische Energie und Energieerhaltung ............72 Chemie-Recherche: Chemie und Energie..............73 Chemie-Recherche: Chemische Reaktionen im Alltag (1)........................................................74 Chemie-Recherche: Chemische Reaktionen im Alltag (2)........................................................75 Sauerstoff – Reaktionspartner aus der Luft ..........76 Die Luft – ein Gasgemisch ...................................77 Exkurs: Einfache Nachweisreaktionen..................78 Exkurs: Verflüssigung der Luft..............................78 Sauerstoff und Stickstoff in Labor und Technik.....79 Atmen und Rosten – langsame Oxidation ............80 Exkurs: Wissenschaftliche Betrachtung auf einer Grillparty ..............................................81 Praktikum: Luft und Verbrennungsvorgänge .........82 Praktikum: Bildung und Untersuchung von Gasen ..........................................................83 Brandentstehung – Brandbekämpfung ................84 Praktikum: Brandbekämpfung .............................86 Chemie-Recherche: Feuerlöscher.........................87 Chemie-Recherche: Löschen – Bergen – Retten – Schützen...............................................88 Basiswissen........................................................89 3 Prüfe dein Wissen ...............................................90 Wissen im Kontext ...............................................91 6 6.1 5 5.1 5.2 Atome und der Aufbau von Stoffen .............92 Element und Verbindung .....................................93 DALTON's Atommodell ..........................................94 Exkurs: Atome und ihre Darstellung .....................94 Exkurs: Fotoreise in die Welt der Atome ...............95 5.3 Wie schwer ist ein Atom?.....................................96 Exkurs: Wie bestimmt man Atommassen? ............96 Exkurs: Ein Atom – unvorstellbar klein .................97 Exkurs: Die Teilchenzahl – unvorstellbar groß.......97 5.4 Chemische Grundgesetze....................................98 Praktikum: Chemische Grundgesetze...................99 5.5 Elementsymbole und Verhältnisformeln ............100 5.6 Moleküle – miteinander verbundene Atome ......101 Exkurs: Chemische Reaktionen und die Erhaltung der Atome .........................................102 Übersicht: Atommodell – Teilchenmodell...........103 5.7 Reaktionsgleichungen – Reaktionen in der Formelsprache ........................................104 Rechenbeispiel .................................................105 Übersicht: Von den Formeln zur Reaktionsgleichung ..........................................105 5.8 Wasser = Wasserstoffoxid .................................106 5.9 H2O – die Zusammensetzung von Wasser ..........107 5.10 Wasserstoff in Labor und Technik ......................108 Chemie-Recherche: Wasserstoff in der Luftfahrt 109 Praktikum: Wasser und Wasserstoff ...................110 Exkurs: Wasserstoff im Weltall ...........................111 Exkurs: Entdeckung des Wasserstoffs ................111 Exkurs: Verbrennung von Kohlenwasserstoffen ..112 Praktikum: Experimente mit Kerzen ...................113 Exkurs: Oxide des Schwefels .............................114 Exkurs: Rauchgasreinigung................................114 Exkurs: Saurer Regen ........................................115 5.11 Elemente in Stoffkreisläufen .............................116 5.12 Der Sauerstoffkreislauf .....................................117 Methode: Arbeiten mit Texten............................118 Basiswissen......................................................119 Prüfe dein Wissen .............................................120 Wissen im Kontext .............................................121 4 6.2 6.3 6.4 6.5 Vom Erz zum Metall .....................................122 Eigenschaften der Metalle.................................123 Exkurs: Euromünzen..........................................123 Bedeutung und Verwendung der Metalle............124 Spaltung von Metalloxiden................................126 Theorie: Die Redoxreaktion im Modell ...............126 Praktikum: Metalloxide .....................................128 Exkurs: Energieumsatz bei Redoxreaktionen ......129 Gewinnung von Metallen...................................130 Exkurs: Aus der Geschichte der Metalle..............131 Vom Eisenerz zum Roheisen..............................132 Exkurs: Vom Roheisen zum Stahl .......................134 Exkurs: Herstellung und Recycling von Blei ........135 Chemie-Recherche: Legierungen – Eigenschaften auf Wunsch ................................136 Basiswissen .....................................................137 Prüfe dein Wissen .............................................138 Wissen im Kontext .............................................139 Anhang Gefahrenhinweise und Sicherheitsratschläge für gefährliche Stoffe..................................................140 Stoffliste....................................................................142 Die chemischen Elemente...........................................143 Tabellen.....................................................................145 Kleines Lexikon der Chemie ........................................147 Stichwortverzeichnis ..................................................149 Bildquellenverzeichnis ...............................................151 Periodensystem der Elemente