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Repetitionsfragen Chemie- und Werkstoffkunde BET Frage 2.1 101 Welche Stoffarten kennen Sie? Hans-Rudolf Niederberger Vordergut, 8772 Nidfurn Antwort Reine Stoffe Elemente Metalle Natürliche Stoffe Verbindungen Gemische, Gemenge Nichtmetalle Halbmetalle Kunststoffe Isolierstoffe Leiter Magnetwerkstoffe Ausgabe 13. März 2010 Repetitionsfragen Chemie- und Werkstoffkunde BET Frage Antwort 2.1 102 Wie viele chemische Elemente kennt man bis heute? Metalle Animation Periodensystem 15 - Schwermetalle Lanthanoiden 33 < 10 g/cm³ V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Zr, Nb, Cd, In, Sn, Sb, La, Bi, Po, Ra, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu - Schwermetalle Actinoiden 40 > 10 g/cm³ Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Hf ,Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Tl, Pb, Ac, Rf, Db, Sg, Bh, Hs, Mt, Ds, Rg, Th, Pa, U, Np, Pu, Am, Cm, Bk, Cf, Es, Fm, Md, No, Lr Halbmetalle - Halbleiter - Halbmetalle 5 2 (7) B, Si, Ge, Se, Te As, Sb 6 5 6 (17) H, C, N, P, O, S F, Cl, Br, I, At He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn Nichtmetalle - Nichtmetalle - Halogene - Edelgase Hans-Rudolf Niederberger Vordergut, 8772 Nidfurn (88) < 5 g/cm³ Li, Be, Na, Mg, Al, K, Ca Sc, Ti, Rb, Sr, Y, Cs, Ba, Fr - Leichtmetalle (Aufteilung angeben) Im Periodensystem sind die verschiedenen Elemente mit unterschiedlichen Farben gekennzeichnet! Ausgabe 13. März 2010 Repetitionsfragen Chemie- und Werkstoffkunde BET Frage 2.1 103 Geben Sie wichtige Metalle an, welche für den Elektrobereich von Bedeutung sind! Hans-Rudolf Niederberger Vordergut, 8772 Nidfurn Antwort 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. Eisen Kupfer Aluminium Nickel Blei Chrom Wolfram Zink Zinn Uran Magnesium Silber Gold Mangan Ausgabe 13. März 2010 Ausgabe 13. März 2010 Repetitionsfragen Chemie- und Werkstoffkunde BET Frage 2.1 103 Geben Sie wichtige Metalle an, welche für den Elektrobereich von Bedeutung sind! Animation Borsches Atommodel Animation Material Periodensystem Antwort 1 Eisen, Fe Stromkompensierte Drossel mit 2 x 47 mH auf einteiligem Ferritkern (D-Kern) InnenpolGenerator mit DauerMagnetAnker InnenpolGenerator mit ElektroMagnet-Anker Dynamoblech Eisen-SiliziumLegierung mit weichmagnetischen Eigenschaften Dauermagnete Lautsprecher Motorenbleche Hans-Rudolf Niederberger Vordergut, 8772 Nidfurn Zurück zur Frage Repetitionsfragen Chemie- und Werkstoffkunde BET Frage 2.1 103 Geben Sie wichtige Metalle an, welche für den Elektrobereich von Bedeutung sind! Ausgabe 13. März 2010 Antwort 2 Kupfer, Cu Kupfer in gedigener Form Drahtrolle Animation Borsches Atommodel Kupfer-Wicklungen Animation Material Periodensystem Drähte von Kabeln Rotor Wicklungen von Drehstromtrafos Hans-Rudolf Niederberger Vordergut, 8772 Nidfurn Zurück zur Frage Ausgabe 13. März 2010 Repetitionsfragen Chemie- und Werkstoffkunde BET Frage 2.1 103 Geben Sie wichtige Metalle an, welche für den Elektrobereich von Bedeutung sind! Animation Borsches Atommodel Antwort Aluminium Drahtrolle für Kabel 3 Aluminium, Al Moderne Aluminium Wandleuchte Aluminium Rohre für die Installation Aluminium Abdeckungen Animation Material Periodensystem Bauxit Aluminium-Erz Aluminium Kaffee-Kanne aus Italien Hans-Rudolf Niederberger Vordergut, 8772 Nidfurn Zurück zur Frage Repetitionsfragen Chemie- und Werkstoffkunde BET Frage 2.1 103 Geben Sie wichtige Metalle an, welche für den Elektrobereich von Bedeutung sind! Ausgabe 13. März 2010 Antwort 4 Nickel, Ni Nickel-Erz sieht aus wie Kupfererz von Berggeistern („Nickeln“) verhext. Nickel(II)-hydroxid Ni(OH)2 und Nickel(III)-oxidhydroxid NiO(OH) werden zur Stromerzeugung in NickelCadmium- und anderen Nickelakkumulatoren verwendet. Animation Borsches Atommodel Animation Material Periodensystem AlNiCo Magnete (Aluminium-NickelKobalt Magnete) Hans-Rudolf Niederberger Vordergut, 8772 Nidfurn Zurück zur Frage Repetitionsfragen Chemie- und Werkstoffkunde BET Frage 2.1 103 Geben Sie wichtige Metalle an, welche für den Elektrobereich von Bedeutung sind! Ausgabe 13. März 2010 Antwort 5 Blei, Pb Gediegenes Blei Fundort: Langban, Schweden Eine Autobatterie besteht aus einer Blei- und einer Blei(IV)-oxidElektrode sowie verdünnter Schwefelsäure (37 % Schwefelsäure) als Elektrolyt Animation Borsches Atommodel Animation Material Periodensystem BleimantelKabel PPb-Kabel Hans-Rudolf Niederberger Vordergut, 8772 Nidfurn Zurück zur Frage Repetitionsfragen Chemie- und Werkstoffkunde BET Frage 2.1 103 Geben Sie wichtige Metalle an, welche für den Elektrobereich von Bedeutung sind! Antwort 6 Chrom, Cr Reines aluminiumthermisch gewonnenes Chromstück Halogen-Einbaustrahler, schwenkbar, Farbe Chrom , Material Aluminium-Druckguss. Deckenausschnitt: 68 mm. Animation Borsches Atommodel Animation Material Periodensystem Hans-Rudolf Niederberger Vordergut, 8772 Nidfurn Zurück zur Frage Ausgabe 13. März 2010 Repetitionsfragen Chemie- und Werkstoffkunde BET Frage 2.1 103 Geben Sie wichtige Metalle an, welche für den Elektrobereich von Bedeutung sind! Antwort 7 Wolfram, W Wolfram in Glühlampen (Glühwendel) Wolframit aus Portugal Animation Borsches Atommodel Animation Material Periodensystem Das bedeutendste bekannte Vorkommen von Wolfram in Europa befindet sich im Felbertal in den Hohen Tauern (Bundesland Salzburg in Österreich). Werkzeug aus WolframStahl, wegen seiner hohen Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit. Hans-Rudolf Niederberger Vordergut, 8772 Nidfurn Zurück zur Frage Ausgabe 13. März 2010 Ausgabe 13. März 2010 Repetitionsfragen Chemie- und Werkstoffkunde BET Frage 2.1 103 Geben Sie wichtige Metalle an, welche für den Elektrobereich von Bedeutung sind! Antwort 8 Zink, Zn Prinzip bzw. Aufbau einen Kohle-Zink-Batterie (Primärelement) Zinkerz Animation Borsches Atommodel Verzinke Rohrbefestigungen Animation Material Periodensystem Verzinke Biegefeder Zink-Nickel Carbon-Zink Verzinke Befestigungsplatten Hans-Rudolf Niederberger Vordergut, 8772 Nidfurn Silber-Zink-Akku Zurück zur Frage Ausgabe 13. März 2010 Repetitionsfragen Chemie- und Werkstoffkunde BET Frage 2.1 103 Geben Sie wichtige Metalle an, welche für den Elektrobereich von Bedeutung sind! Antwort Aus primären Zinnlagerstätten kommt das Element oft mit Arsen, Wolfram, Bismut, Silber, Zink, Kupfer und Lithium vergesellschaftet vor. 9 Zinn, Sn Das wirtschaftlich bedeutendste Zinnmineral Kassiterit (auch Zinnstein genannt, SnO2) Lebensmitteldosen aus Weißblech oder verzinktem Stahl Animation Borsches Atommodel Orgelpfeiffen Animation Material Periodensystem Lötzinn Bauelemente werden auf Leiterplatten mit Lötzinn kontaktiert. Hans-Rudolf Niederberger Vordergut, 8772 Nidfurn Zurück zur Frage Repetitionsfragen Chemie- und Werkstoffkunde BET Frage 2.1 103 Geben Sie wichtige Metalle an, welche für den Elektrobereich von Bedeutung sind! Ausgabe 13. März 2010 Antwort 10 Uran Uranerz, Pechblende Uranmetall Animation Borsches Atommodel Uranpellets Animation Material Periodensystem Kernkraftwerk Unter der Kuppel befindet sich der Kernreaktor. Links erkennt man zwei Kühltürme. Radioaktiv Hans-Rudolf Niederberger Vordergut, 8772 Nidfurn Zurück zur Frage Repetitionsfragen Chemie- und Werkstoffkunde BET Frage 2.1 103 Geben Sie wichtige Metalle an, welche für den Elektrobereich von Bedeutung sind! Antwort Verbrauchte Magnesiumanode aus einem Warmwasserspeicher 11 Magnesium Animation Borsches Atommodel Animation Material Periodensystem Hans-Rudolf Niederberger Vordergut, 8772 Nidfurn Ausgabe 13. März 2010 Opferanode Zurück zur Frage Ausgabe 13. März 2010 Repetitionsfragen Chemie- und Werkstoffkunde BET Frage 2.1 103 Geben Sie wichtige Metalle an, welche für den Elektrobereich von Bedeutung sind! Antwort Feinsilberdraht 12 Silber Der Schmelzleiter besteht aus Silber, Kupfer oder einer Legierung aus beiden Metallen. Animation Borsches Atommodel Versilberte Kontaktstellen Akku-Verbinder Animation Material Periodensystem Flachsteckhülsen Flachkabelschuh Hans-Rudolf Niederberger Vordergut, 8772 Nidfurn Zurück zur Frage Repetitionsfragen Chemie- und Werkstoffkunde BET Frage 2.1 104 Geben Sie zwei wichtige Halbmetalle an, welche für den Elektromonteur von Bedeutung sind! Hans-Rudolf Niederberger Vordergut, 8772 Nidfurn Antwort 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Silizium Germanium Arsen Bor Tellur Polonium Astadium Ausgabe 13. März 2010 Repetitionsfragen Chemie- und Werkstoffkunde BET Frage 2.1 104 Geben Sie zwei wichtige Halbmetalle an, welche für den Elektromonteur von Bedeutung sind! Antwort 1 Germanium Ausgabe 13. März 2010 Die wichtigsten Minerale sind Argyrodit, Canfieldit, Germanit und Reniérit Germaniumhaltiges Erz Reniérit Elementares Germanium Animation Borsches Atommodel Animation Material Periodensystem Als Halbleiter war es das führende Material in der Elektronik, bis es vom Silicium verdrängt wurde. Anwendungen finden sich heute in der Hochfrequenztechnik bzw. Unterhaltungselektronik. Das Germanium ist für kleine Leistungen und hohe Frequenzen geeignet. Es wird als Basismaterial bzw. Trägermaterial verwendet für: Maximale Betriebstemperatur U 100 C Hochfrequenzgleichrichter Schwingungserzeuger Logische Schaltungen Hans-Rudolf Niederberger Vordergut, 8772 Nidfurn Zurück zur Frage Ausgabe 13. März 2010 Repetitionsfragen Chemie- und Werkstoffkunde BET Frage 2.1 104 Geben Sie zwei wichtige Halbmetalle an, welche für den Elektromonteur von Bedeutung sind! Antwort Die gesamte Erde besteht zu etwa 15 Massenprozent aus Silizium. 2 Silizium Die Erdkruste besteht zu etwa 25,8 Gewichtsprozent aus Silizium; damit ist es das zweithäufigste chemische Element nach dem Sauerstoff Bergkristall aus SiO2 Animation Borsches Atommodel Animation Material Periodensystem Polykristallines Solarsilizium Heutzutage stellt Silizium das Grundmaterial der meisten Produkte der Halbleiterindustrie dar. So dient es auch als Basismaterial für viele Sensoren und andere mikromechanischen Systeme (z. B. Hebelarm in einem Rasterkraftmikroskop). Silizium ist ebenfalls der elementare Bestandteil der meisten Solarzellen. Das Silizuim ist für grosse Leistungen und kleine Frequenzen geeignet. Es wird als Basismaterial bzw. Trägermaterial verwendet für: Netzgleichrichter, Solarzellen Maximale Betriebstemperatur U 170C Hans-Rudolf Niederberger Vordergut, 8772 Nidfurn Sperrspannungen 400 – 1000V Ströme bis 1 – 1000 A Zurück zur Frage Repetitionsfragen Chemie- und Werkstoffkunde BET Frage 2.1 105 Geben Sie vier wichtige Nichtmetalle an, welche für den Elektromonteur von Bedeutung sind! Hans-Rudolf Niederberger Vordergut, 8772 Nidfurn Antwort 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. Sauerstoff Wasserstoff Kohlenstoff Phosphor Helium Brom Fluor Schwefel Argon Jod Ausgabe 13. März 2010 Repetitionsfragen Chemie- und Werkstoffkunde BET Frage 2.1 105 Geben Sie vier wichtige Nichtmetalle an, welche für den Elektromonteur von Bedeutung sind! Ausgabe 13. März 2010 Antwort 1 Sauerstoff In elementarem Zustand befindet sich Sauerstoff in Form von O2 gasförmig in der Atmosphäre und gelöst in Gewässern. Die Menge des relativ reaktionsfreudigen elementaren Sauerstoffs bleibt auf Dauer nur konstant, weil Sauerstoff produzierende Pflanzen soviel nachliefern, wie von aerob atmenden Lebewesen wieder verbraucht wird. Ohne diesen biologischen Kreislauf würde Sauerstoff nur in Verbindungen vorkommen, elementarer Sauerstoff existiert also in einem Fließgleichgewicht. Animation Borsches Atommodel Animation Material Periodensystem Zumeist kommt Sauerstoff in seinen Verbindungen auf und in der Erde vor. In der Erdhülle sind neben Wasser fast alle Minerale und damit Gesteine sauerstoffhaltig. Zu den wichtigsten Mineralen zählen die Silicate, wie Feldspäte, Glimmer und Olivine), die Carbonate, wie das Calciumcarbonat im Kalkstein und Oxide wie Siliciumdioxid als Quarz. Industriell verwendet wird Sauerstoff hauptsächlich in der Metallurgie zur Herstellung von Roheisen und Stahl, sowie bei der Kupfer-Raffination. Reiner Sauerstoff oder sauerstoffangereicherte Luft dient hier einerseits zum Erreichen hoher Temperaturen, andererseits zum Frischen des Rohstahls, d. h. zum Entfernen unerwünschter Beimengungen aus Kohlenstoff, Silizium, Mangan und Phosphor, die oxidiert und abgetrennt werden. Hans-Rudolf Niederberger Vordergut, 8772 Nidfurn Repetitionsfragen Chemie- und Werkstoffkunde BET Frage Antwort 2.2 101 Nenne die zwei Gruppen von Naturvorgängen! Chemische Vorgänge BET 2.2 102 BET BET 2.2 104 Einen Vorgang, bei dem neue Stoffe entstehen, nennt man chemische Reaktion. Die neu entstandenen Stoffe bezeichnet man als Reaktionsprodukte. Sie unterscheiden sich in ihren Eigenschaften mehr oder weniger deutlich von ihren Ausgangsstoffen. Ausgangsstoff 2.2 103 Beispiele zu chemischem Vorgang - Holz verbrennen - Magnesiumband abbrennen - Galvanisieren (Metallüberzüge) - Rösten von Eisen Ausgabe 13. März 2010 2 Mg Magnesium (silberweisses Metall) Reaktionsprodukt + O2 Sauerstoff (farbloses Gas) 2 MgO Magnesiumoxid (weisses Pulver) Physikalische Vorgänge Vorgänge, bei denen nur die äußere Form eines Stoffes oder sein Aggregatzustand geändert wird, werden als physikalische Vorgänge bezeichnet. BET 2.2 105 Beispiele zu physikalischem Vorgang - Holz spalten - Magnesiumband abbrechen - Zerspannen (Bohren, Fräsen) - Lösen von Salz im Wasser Hans-Rudolf Niederberger Vordergut, 8772 Nidfurn Repetitionsfragen Chemie- und Werkstoffkunde BET Frage Antwort 2.2 106 Nenne Sie die vier Materiebausteine! Elemente Moleküle z.B. H2O Ionen Ionenbindung Eisensulfidmineral (Pyrit) Sulfide (mit Schwefel), Fluoride, Chloride, Bromide, Iodide, Nitride (mit Stickstoff), Carbide (mit Kohlenstoff), Hydride (mit Wasserstoff) usw. Oft kommt Sauerstoff als drittes Element hinzu; man spricht dann von Sulfaten, Chloraten, Nitraten, Carbonaten. Hans-Rudolf Niederberger Vordergut, 8772 Nidfurn Ausgabe 13. März 2010 Beispiele zu chemischen Elementen (neutrale Atome): Kupfer, Aluminium, Eisen, Silizium, Germanium, Zinn, Zink, Wolfram, Blei, Nickel, Chrom, Uran Verbindungen Molekulare Verbindungen sind bei Raumtemperatur flüssig, gasförmig oder wachs- bis kunststoffartig, z.B.: H2O, Molekulare Verbindungen (in der Regel aus einem nichtmetallischen Element und einem oder mehreren weiteren Nichtmetallen) Ionische Verbindungen (Salze) bestehen aus Kationen und Anionen. Sie sind oft salzartig: spröde, von hohem Schmelzpunkt und elektrisch leitfähig nur in Schmelze oder Lösung. Ionische Verbindungen (in der Regel aus einem Metall und einem oder mehreren Nichtmetallen) Intermetallische Verbindung (umgangssprachlich oft auch als Legierungen bezeichnet) entstehen aus Metall und Metall – sie sind: elektrisch leitfähig, gut verformbar, glänzend und gute Wärmeleiter bei Zimmertemperatur meistens fest. Repetitionsfragen Chemie- und Werkstoffkunde BET Frage Antwort 2.2 133 Welche Stoffarten kennen Sie? Gemische, Gemenge Ausgabe 13. März 2010 Unter einem Gemisch (Stoffgemisch) versteht man einen Stoff, der mindestens aus zwei Reinstoffen besteht. Von einem Gemenge spricht man meist bei granulen (Haufwerk, Schüttgut) oder lebenden Komponenten (Samen), die sich nur miteinander vermengen, aber nicht homogen mischen können, ohne abzusterben oder funktionsunfähig zu werden. Hans-Rudolf Niederberger Vordergut, 8772 Nidfurn Repetitionsfragen Chemie- und Werkstoffkunde BET Frage 2.4 101 Welche chemischen Elemente sind in der Erde vorhanden? (Nenne die Wichtigsten und die entsprechenden Prozentwerte) Hans-Rudolf Niederberger Vordergut, 8772 Nidfurn Antwort Eisen Sauerstoff Silizium Magnesium Aluminium Kalzium Nickel Natrium Schwefel Titan Kalium Kobalt Phosphor Mangan Chrom Wasserstoff Kohlenstoff Chlor Barium Kupfer Fe O Si Mg Al Ca Ni Na S Ti Ka Co Ph Mn Cr H C Cl Ba Cu 36,90 29,30 14,90 6,73 3,01 3,00 2,94 0,90 0,73 0,58 0,25 0,18 0,15 0,14 0,11 0,084 0,060 0,022 0,013 0,011 Ausgabe 13. März 2010 Repetitionsfragen Chemie- und Werkstoffkunde BET Frage 2.1 159 Skizzieren Sie das Periodensystem der Elemente, so dass man seine wesentlichen Strukturen erkennt: - Drei Stoffklassen! - Horizontale Gliederung! - Vertikale Gliederung! Hans-Rudolf Niederberger Vordergut, 8772 Nidfurn Antwort Ausgabe 13. März 2010
