Fokus Chemie THU 7/8 | Warm-Up-Lösungen | Kapitel 2

Farbe, Dichte, brennbar/nicht brennbar, Löslichkeit in Wasser

a Im festen Eis befinden sich die Wasser-Teilchen dicht nebeneinander. Sie sind regelmäßig und starr angeordnet. An ihren festen Plätzen führen sie nur kleine Schwingungen aus. Die starken Anziehungskräfte zwischen den Wasser-Teilchen bewirken, dass sie sich nur schwer voneinander trennen und gegeneinander verschieben können. Durch Erwärmung beginnen die Wasser-Teilchen stärker zu schwingen, bis sie nicht mehr regelmäßig angeordnet sind und sich schließlich nicht mehr an festen Plätzen befinden. Das Wasser ist vom festen in den flüssigen Zustand übergegangen.

Im flüssigen Wasser sind die zwischen den Wasser-Teilchen wirkenden Anziehungskräfte kleiner als im festen Aggregatzustand. Die Wasser-Teilchen bewegen sich hin und her und sind leicht gegeneinander verschiebbar.

Bei weiterer Erwärmung werden die Abstände zwischen den Wasser-Teilchen sehr groß. Die Teilchen bewegen sich ungeordnet und stoßen ständig gegeneinander. Das Wasser geht in den gasförmigen Zustand über. Die Anziehungskräfte zwischen den Wasser-Teilchen sind vollständig überwunden.

b Eis, (flüssiges) Wasser und Wasserdampf bestehen aus denselben Teilchen, nämlich Wasser-Teilchen (Wasser-Molekülen). Beim Übergang zwischen den Aggregatzuständen (fest – flüssig – gasförmig) tritt keine Teilchenänderung auf. Die Aggregatzustandsänderung von Wasser ist ein physikalischer Vorgang des selben Stoffs Wasser.

a Beispiel:

b  Beispiele:

• Dichte ermitteln
• Schmelztemperatur ermitteln
• Löslichkeit in Wasser prüfen
• Elektrische Leitfähigkeit ermitteln (Feststoff und ggf. Lösung)

c   Karamell bildet sich durch starkes Erhitzen von Zucker, z.B. Würfelzucker oder auch Zuckerwatte. Dabei wird eine Stoffumwandlung bemerkbar: Aus dem weißen, kristallinen Stoff Zucker wird eine plastische Masse, die Farbe ändert sich nach gelb bis braun. Diese Eigenschaftsänderungen sind dauerhaft. Aus braunem Karamell lässt sich durch Abkühlen nicht wieder weißer Zucker herstellen.

Die Stoffumwandlung ist ein Hinweis darauf, dass eine chemische Reaktion stattgefunden hat. Es kann vermutet werden, dass sich ein neuer Stoff, nämlich Karamell, gebildet hat.

Ein Antwortsatz an die Mutter von Tim könnte lauten: Da sich Karamell aus Zucker durch Erhitzen bildet und eine Stoffumwandlung beobachtbar ist, die zu dauerhaften, neuen Eigenschaften im Vergleich zum Ausgangsstoff Zucker führt, wird es sich bei Karamell um einen neuen Stoff handeln, der durch chemische Reaktion von Zucker gebildet wurde. Zucker und Karamell sind zwei unterschiedliche Stoffe.

a Homogenes Stoffgemisch Luft: gasförmig/gasförmig
Luft (verschiedene Teilchenarten) im Teilchenmodell:

b Beim Nebel sind im gasförmigen Luftgemisch feinste Tröpfchen von flüssigem Wasser verteilt. Es handelt sich also um ein gasförmig/flüssiges Stoffgemisch. Es ist ein heterogenes Stoffgemisch.
Nebel im Teilchenmodell:

a   Strahlungsenergie bzw. Wärmeenergie

b   Die Strahlungsenergie der Sonne trifft auf die große Oberfläche des Solarkochers und dort reflektiert. Durch die gewölbte Form des Schirms werden die reflektierten Strahlen zur Mitte hin gebündelt geworfen, in der sich ein Kochtopf befindet. Dadurch wird der Energieeintrag auf eine kleinere Fläche konzentriert, sodass es dort zu einer viel stärkeren Erwärmung kommt als durch die reinen Sonnenstrahlen.

Dieser Effekt ist vergleichbar mit der Wirkung eines Brennglases (einer Lupe): Sonnenstrahlen können i. d. R. Papier nicht zu entzünden. Werden die Sonnenstrahlen durch eine Lupe aber auf einen Punkt des Papiers gebündelt, so kann es sich entzünden.

In den Ländern, in denen Solarkocher zum Einsatz kommen, werden Speisen oft durch das Verbrennen von Holz oder Kohle erhitzt. Dabei entsteht klimaschädliches Kohlenstoffdioxid. Sonnenenergie jedoch gehört zu den regenerativen Energieformen. Ihre Nutzung, z. B. im Solarkocher zur Erwärmung von Speisen, führt zu keinem Eintrag von klimaschädlichem Kohlenstoffdioxid.

a

b   Bewegungsenergie: Alle sich bewegenden Körper haben Bewegungsenergie.

Beispiele:

• fahrendes Fahrrad
• rollender Ball

Wärme/Wärmeeenergie: Die Energie, die in der ungeordneten Bewegung der kleinsten Teilchen eines Stoffs (Atome, Moleküle oder Ionen) gespeichert ist.

Beispiele:

• Heizkörper
• heißer Tee

Lichtenergie/Strahlungsenergie: Energie, die durch Strahlung übertragen wird, z. B. sichtbares Licht, Infrarotstrahlung (Wärmestrahlung) und ultraviolette Strahlung.

Beispiele:

• Sonne
• Taschenlampe

Elektrische Energie:

Elektrische Energie: Wird durch elektrischen Strom übertragen.

Beispiele:

• Handy wird geladen
• Waschmaschine wird in Gang gesetzt

Chemische Energie: Energie, die in Stoffen gespeichert ist und z. B. durch chemische Reaktion freigesetzt werden kann.

Beispiele:

• Nahrung
• Benzin
• Holz
• Batterie

Beispiel: