Inhaltsverzeichnis
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Inhaltsverzeichnis Laborgeräte........................................................5 Methode: Sicher experimentieren .......................6 Methode: Richtig entsorgen ................................7 2.5 Rückblick ........................................................8 2.6 H 2.7 H 2.8 2.9 H 2.10 H 2.11 H Stoff-Teilchen-Konzept........................................9 Struktur-Eigenschafts-Konzept..........................12 Energie-Konzept ...............................................13 Konzept der chemischen Reaktion.....................14 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 1.10 H Wahlbereich Säuren, Laugen, Salze ................................16 Saure und alkalische Lösungen.........................17 Vom Chlor zur Salzsäure ...................................18 Säuren und saure Lösungen..............................19 Laugen und alkalische Lösungen ......................20 Praktikum: Saure und alkalische Lösungen........21 Neutralisation – Gegensätze heben sich auf......22 Übersicht: Bildung und Benennung von Salzen..23 Praktikum: Salze...............................................24 Chemie-Recherche: Salze..................................25 Wie konzentriert ist die Lösung?........................26 Praktikum: Titration ..........................................27 Der pH-Wert – ein Gradmesser für Säuren und Laugen ......................................................28 Übersicht: Die pH-Skala ....................................29 Protonen auf Wanderschaft...............................30 Übersicht: Protonenübertragungen ...................31 Praktikum: Welche Ionen sind vorhanden? Nachweisreaktionen für Anionen ......................32 Wasserhärte.....................................................34 Exkurs: Weiches Wasser für den Haushalt..........35 Exkurs: Tropfsteinhöhlen ..................................35 Mörtel ..............................................................36 Methode: Projektarbeit .....................................37 Projekt: Chemie im Haushalt.............................38 Prüfe dein Wissen.............................................40 Basiswissen .....................................................41 2 Chemie in Technik und Alltag ....................42 2.1 Vom Rohstoff zum Endprodukt ..........................43 2.2 H Vom Schwefel zur Schwefelsäure ......................44 H Theorie: SO2/SO3-Gleichgewicht .......................45 Chemie-Recherche: Sulfate, Salze der Schwefelsäure..................................................46 H Praktikum: Herstellung und Eigenschaften der Sulfate .......................................................47 2.3 H Vom Stickstoff zum Ammoniak..........................48 H Theorie: Das Ammoniak-Gleichgewicht..............49 H Theorie: Gleichgewichte lassen sich verschieben .....................................................50 2.4 H Vom Ammoniak zur Salpetersäure.....................51 H Chemie-Recherche: Stickstoff-Verbindungen......52 Methode: Erstellen einer Facharbeit ..................53 Vom Rohphosphat zur Phosphorsäure...............54 Chemie-Recherche: Biologische Bedeutung der Phosphate..................................................55 Praktikum: Phosphate ......................................55 Der Stickstoffkreislauf ......................................56 Chemie und Landwirtschaft – Düngemittel ........57 Von der Elektrolyse zur Galvanischen Zelle ........58 Batterien..........................................................59 Akkumulatoren.................................................60 Brennstoffzellen ...............................................61 Prüfe dein Wissen.............................................62 Basiswissen .....................................................63 3 Chemie der Kohlenwasserstoffe ...............64 Organische Stoffe – Organische Chemie............65 Exkurs: Die Anfänge der organischen Chemie ....65 3.2 Methan – Kohlenwasserstoff Nummer Eins........66 Theorie: Molekülformel von Methan ..................67 3.3 Feuerzeuggas – Was ist das?.............................68 Exkurs: Chemiker auf Spurensuche ...................69 3.4 Die Alkane – eine homologe Reihe ....................70 Übersicht: Homologe Reihe der Alkane..............71 Exkurs: Chemie-Rekorde – die längsten Kohlenstoffketten .........................71 3.5 Vielfalt – Verzweigung und Ringbildung.............72 3.6 Nomenklatur – Namen leicht zu finden..............73 VAN-DER-VAALS-Wechselwirkung und 3.7 Stoffeigenschaften ...........................................74 Praktikum: Eigenschaften gesättigter Kohlenwasserstoffe ..........................................75 3.8 Reaktionen der Alkane......................................76 Theorie: Die radikalische Substitution...............77 3.9 H Halogenkohlenwasserstoffe..............................78 H Exkurs: Ozon – Gefahr und Schutz.....................79 3.10 Ethen – ein Alken .............................................80 3.11 Addition und Eliminierung ................................81 3.12 Ethin – ein Alkin ...............................................82 Praktikum: Eigenschaften ungesättigter Kohlenwasserstoffe ..........................................83 3.13 Erdölaufbereitung – eine raffinierte Sache ........84 3.14 Cracken............................................................85 Exkurs: Der richtige Kraftstoff ............................86 Exkurs: Auto-Abgaskatalysator ..........................87 Prüfe dein Wissen.............................................88 Basiswissen .....................................................89 3.1 4 4.1 4.2 4.3 Alkohole ........................................................90 Ethanol – der bekannteste Alkohol....................91 Alkanole – homologe Alkohole..........................92 Stoffeigenschaften und Molekülstruktur............94 Übersicht: Alkanole ..........................................95 Praktikum: Untersuchung von Alkoholen ...........96 Chemie-Recherche: Alkohol – ein Suchtmittel....97 3 H Wahlbereich Chemie-Recherche: Mehrwertige Alkohole.........98 Glycerin............................................................99 Exkurs: Vom Nitroglycerin zum Dynamit .............99 Methode: Mindmap ........................................100 Methode: Conceptmap ...................................101 4.5 H Vom Alkohol zum Aldehyd ..............................102 H Exkurs: Aldehyde – nützlich, aber nicht unproblematisch ............................................103 H Praktikum: Oxidationsprodukte der Alkohole...104 Theorie: Oxidationszahl und Redoxreaktionen.106 Prüfe dein Wissen...........................................108 Basiswissen ...................................................109 Projekt: Chemie in Waschmitteln.....................146 Prüfe dein Wissen...........................................148 Basiswissen ...................................................149 4.4 5 Von den Carbonsäuren zu den Eiweißen.110 Sauer macht haltbar .......................................111 Essigsäure chemisch betrachtet......................112 Exkurs: Wenn der Wein sauer wird ...................113 Chemie-Recherche: Essigsäure und verwandte Carbonsäuren................................114 5.3 Stoffeigenschaften und Molekülstruktur..........115 Praktikum: Carbonsäuren................................116 H Exkurs: Organische Säuren – Zusatzstoffe für Lebensmittel .............................................117 Chemie-Recherche: Carbonsäuren mit mehreren funktionellen Gruppen ....................118 5.4 Aminosäuren..................................................119 5.5 Eiweiße – chemisch betrachtet .......................120 5.6 Eiweiße in unserer Nahrung Exkurs: Was ist so wertvoll wie ein Ei? .............122 Praktikum: Eiweiße .........................................123 5.7 Ester – Produkte aus Alkoholen und Säuren ....124 Praktikum: Ester .............................................125 Prüfe dein Wissen...........................................126 Basiswissen ...................................................127 5.1 5.2 6 Fette – Seifen – Waschmittel ...................128 Exkurs: Von der Kakaobohne zur Schokolade...129 Exkurs: Schokolade: Gute Seiten – schlechte Seiten.............................................129 6.1 Fette – chemisch betrachtet............................130 6.2 Fette in unserer Nahrung.................................132 Chemie-Recherche: Schlank = Gesund? ...........133 Projekt: Olivenöl.............................................134 6.3 Was ist Seife? .................................................136 Exkurs: Industrielle Seifenherstellung .............137 6.4 Wie wäscht Seife?...........................................138 Praktikum: Seife und Seifenblasen..................140 6.5 Nachteile von Seifen.......................................141 Experimentelle Hausaufgabe: Eigenschaften von Seifen und Tensiden.................................142 H Praktikum: Eigenschaften von Seife.................143 6.6 H Tenside, die fleißigen Verbindungen ...............144 H Chemie-Recherche: Waschmittel .....................145 4 7 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 8 8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 8.6 8.7 8.8 Kohlenhydrate ...........................................150 Nahrung und Energie ......................................151 Kohlenhydrate – chemisch betrachtet .............152 Kohlenhydrate in unserer Nahrung ..................154 Chemie-Recherche: Zucker, die uns krank machen.................................................155 Projekt: Spagetti.............................................156 Exkurs: Von der Rübe zum Zucker ....................158 Exkurs: Vom Malz zum Bier .............................159 Nachwachsende Rohstoffe..............................160 Chemie-Recherche: Nachwachsende Rohstoffe .......................................................161 Vom Holz zum Papier ......................................162 Praktikum: Nachwachsende Rohstoffe.............163 Prüfe dein Wissen...........................................164 Basiswissen ...................................................165 Organische Werkstoffe .............................166 Kunststoffe – Werkstoffe nach Maß .................167 Die Struktur bestimmt die Eigenschaft.............168 Praktikum: Untersuchung von Kunststoffen ..... 169 Polymerisation ...............................................170 Exkurs: Verarbeitung der Thermoplaste........... 171 Polykondensation...........................................172 Chemie-Recherche: Fasern und Membranen ....173 Bakelit und andere Duroplaste........................174 Gummi – das wichtigste Elastomer..................175 Exkurs: Polystyrol-Schaumstoff – viel Raum und wenig Masse...........................................176 Exkurs: Polyurethan – alles nur Schaum ..........176 Silicone – Kunststoffe aus Sand......................177 Kunststoffe sind Wertstoffe.............................178 Exkurs: Pyrolyse .............................................179 Exkurs: Biologisch abbaubare Kunststoffe .......179 Prüfe dein Wissen...........................................180 Basiswissen ...................................................181 Anhang Gefahrenhinweise und Sicherheitsratschläge für gefährliche Stoffe..................................................182 Stoffliste....................................................................184 Die chemischen Elemente...........................................186 Tabellen.....................................................................187 Kleines Lexikon der Chemie ........................................188 Stichwortverzeichnis ..................................................190 Bildquellen ................................................................192
