Chemie verstehen 4, Arbeitsheft

Mašin | Grois | Glaeser verstehen Chemie 4 Arbeitsheft

Chemie verstehen 4, Arbeitsheft + E-Book Schulbuchnummer: 225537 Chemie verstehen 4, Arbeitsheft E-Book Solo Schulbuchnummer: 225539 Mit Bescheid des Bundesministeriums für Bildung, vom 17. Dezember 2025 , GZ 2025-0.258.945, gemäß § 14 Abs. 2 und 5 des Schulunterrichtsgesetzes, BGBl. Nr. 472/86, und gemäß den derzeit geltenden Lehrplänen als für den Unterrichtsgebrauch für die 4. Klasse an Mittelschulen im Unterrichtsgegenstand Chemie (Lehrplan 2023) und für die 4. Klasse an allgemein bildenden höheren Schulen – Unterstufe im Unterrichtsgegenstand Chemie (Lehrplan 2023) geeignet erklärt. Dieses Werk wurde auf der Grundlage eines zielorientierten Lehrplans verfasst. Konkretisierung, Gewichtung und Umsetzung der Inhalte erfolgen durch die Lehrerinnen und Lehrer. Liebe Schülerin, lieber Schüler, du bekommst dieses Schulbuch von der Republik Österreich für deine Ausbildung. Bücher helfen nicht nur beim Lernen, sondern sind auch Freunde fürs Leben. Kopierverbot Wir weisen darauf hin, dass das Kopieren zum Schulgebrauch aus diesem Buch verboten ist – § 42 Abs. 6 Urheberrechtsgesetz: „Die Befugnis zur Vervielfältigung zum eigenen Schulgebrauch gilt nicht für Werke, die ihrer Beschaffenheit und Bezeichnung nach zum Schul- oder Unterrichtsgebrauch bestimmt sind.“ Data-Mining-Verbot Die Nutzung der Inhalte dieses Werkes für Text- und Data-Mining im Sinne des § 42h Abs. 6 UrhG ist ausdrücklich vorbehalten und daher verboten. Die Inhalte dieses Werkes dürfen auch nicht zur Entwicklung, zum Training und/oder zur Anreicherung von KI-Systemen, insbesondere von generativen KI-Systemen, verwendet werden. Umschlagbild: Addictive Creative / Shutterstock 1. Auflage (Druck 0001) © Österreichischer Bundesverlag Schulbuch GmbH & Co. KG, Wien 2026 www.oebv.at Alle Rechte vorbehalten. Jede Art der Vervielfältigung, auch auszugsweise, gesetzlich verboten. Redaktion: Lisa Sami Golser, Wien Herstellung: Harald Waiss, Wien Umschlaggestaltung: Power-Design Thing GmbH, Berlin Layout: Power-Design Thing GmbH, Berlin Illustrationen: Matthias Pflügner, Berlin Technische Zeichnungen: Arnold & Domnick, Leipzig Satz: Arnold & Domnick, Leipzig Druck: Ferdinand Berger & Söhne Ges.m.b.H., Horn ISBN 978-3-209-12326-8 (Chemie verstehen 4, Arbeitsheft + E-Book) ISBN 978-3-209-12873-7 (Chemie verstehen 4, Arbeitsheft E-Book Solo) Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

Christian Mašin Gerald Grois Pia Glaeser www.oebv.at Arbeitsheft Chemie verstehen 4 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

2 V1 Vorwort Liebe Schülerin, lieber Schüler! Im Chemieunterricht hast du bestimmt viele Versuche gesehen, gemacht und erklärt bekommen. Du hast sicher auch die Funktion vieler Dinge des Alltags und Gesetzmäßigkeiten der Natur und Technik kennengelernt. Dieses Arbeitsheft soll dir helfen, das Gelernte und Erprobte noch einmal zu wiederholen, zu üben und Neues auszuprobieren. Hier findest du Hinweise zur Verwendung dieses Buches: Viele Aufgaben kannst du mit Hilfe des Schulbuchs lösen. Bei manchen Aufgaben hilft nur Nachdenken und Ausprobieren! Alle Aufgaben in diesem Buch sind mit einem dreieckigen Zeichen markiert. Damit weißt du auf einen Blick, um welche Aufgabenart es sich handelt. Wenn du die Aufgaben löst, kannst du selbst überprüfen, was du gut beherrschst und wobei du dir noch schwertust. Aufgaben mit diesem Zeichen helfen dir, dein Fachwissen anzuwenden, zu erweitern und zu kommunizieren. Bei diesen Aufgaben sollst du Vermutungen aufstellen und Versuche planen, durchführen, festhalten und auswerten. Diese Aufgaben fordern dich auf, dir eine eigene fachlich begründete Meinung zu bilden, neue Informationen kritisch zu bewerten und verantwortungsbewusste Entscheidungen zu treffen. Die Autorin und die Autoren wünschen dir und deiner Lehrperson viel Vergnügen! Christian Mašin, Pia Glaeser, Gerald Grois Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

3 Stoffe und ihre Eigenschaften Arbeiten im Labor 4 Womit beschäftigt sich die Chemie? 5 Die Eigenschaften von Stoffen 6 Die Reinigung und Auftrennung von Gemischen 8 Der Aufbau der Materie Reinstoffe – chemische Elemente und Verbindungen 10 Atome und die Ordnung im Periodensystem 12 Atome verbinden sich 14 Die Grundlagen chemischer Reaktionen Chemische Reaktionen genauer betrachtet 16 Energie bei chemischen Reaktionen 18 Katalysatoren – Hilfsstoffe bei chemischen Reaktionen 19 REDOX – Reaktionen mit Elektronentausch 20 Wenn Ionen wandern – die Elektrolyse 22 Chemie im Alltag: Galvanische Elemente 23 Die Zusammensetzung der Luft 24 Kohlenstoffdioxid 25 Wasser – die Verbindung des Lebens 26 Wasserstoffgas und seine Nutzung 28 Saure und basische Lösungen 30 Salze von Säuren 32 Verantwortungsvolle Verwendung von Rohstoffen Kochsalz und seine Verwendung 34 Alkalimetalle und Halogene 35 Die Gewinnung von Metallen aus ihren Erzen 36 Legierungen – besondere Metallmischungen 37 Die Werkstoffe Glas und Beton 38 Fossile Rohstoffe: Kohle, Erdöl und Erdgas 40 Kohlenwasserstoffe: Alkane, Alkene, Alkine 42 Aufbau und Herstellung von Kunststoffen 44 Die Verarbeitung von Kunststoffen 45 Biochemie, Ernährung und Gesundheit Zucker – chemische Energie für den Körper 46 Stärke – eine chemische Energiereserve 48 Chemie im Alltag: Cellulose, Papier und Textilfasern 49 Fette und fette Öle – Energiespeicher für Lebewesen 50 Proteine (Eiweiße) – Bausteine des Körpers 51 Ethanol und andere Alkohole 52 Essigsäure und andere Carbonsäuren 53 Waschen und Desinfizieren 54 1 2 3 4 Sauerstoffgas (O2) Kohlenstoffdioxid (CO2) Lichtenergie Blatt Chloroplasten mit Chlorophyll Glucose (C6H12O6) Stärke Cellulose Wasser (H2O) 5 I Inhaltsverzeichnis Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

4 1 A1 Welche Geräte von Seite 8 und 9 im Schulbuch kannst du für die angegebenen Arbeitsschritte verwenden? Schreibe sie neben den Arbeitsschritt in die Tabelle. Du kannst auch mehrere Geräte pro Schritt verwenden. Du sollst Salzkörner zu feinem Pulver zerreiben und in einem Glas verschlossen aufbewahren. Du willst genau 2,5 ml Wasser aus einem Glas entnehmen. Du erwärmst eine Flüssigkeit und rührst dabei um. Du willst eine Flüssigkeit aus einem Glas in eine Flasche füllen und diese verschließen. Du sollst Farbe langsam in Wasser tropfen lassen. Kreuze richtig an: Für alle Experimente im Laborbereich benötigst du immer einen Laborbrenner, ein Becherglas, eine Schutzbrille, einen Spatel, ein Reagenzglas. Übe mit dem Laborbrenner: Flammenzonen! Materialien: Brenner (zB Teclubrenner), Feuerzeug, Holzspan, Schutzbrille Verwende die rauschende Brennerflamme. Halte den Holzspan für wenige Sekunden in verschiedene Bereiche der Brennerflamme. Er soll dabei nicht zu brennen beginnen. Hältst du den Holzspan in den inneren Flammenkegel (Mantel) nahe dem Brennerrohr, erhältst du zwei verkohlte Stellen. Im äußeren Flammenkegel (Saum) verkohlt der Span gleichmäßig. An der Spitze des Mantels wird es dir schwer fallen, den Span nicht brennen zu lassen. Welche Aussagen kannst du nach diesem Versuch über die Temperaturen in der Brennerflamme machen? Notiere deine Überlegungen. Übe mit dem Laborbrenner: Verdunstende Tropfen Materialien: Mikrobrenner, feuerfeste Unterlage, Objektträger (dünne Glasplatte), Wasser mit Lebensmittelfarbe, Pipette, Schutzbrille Setze mit einer Pipette einen Tropfen Wasser auf den Objektträger. Entzünde den Mikrobrenner und lege ihn so auf die Unterlage, dass die Flamme nach oben zeigt. Nimm die Glasplatte zwischen zwei Finger und erwärme sie in etwa 10 cm Entfernung von der Flammenspitze. Der Wassertropfen soll nicht kochen, sondern langsam verdunsten. Wird es auf den Fingern zu warm, bist du zu nah an der Flamme oder du erhitzt die Platte zu stark! Ist das Wasser verdunstet, so setzt du einen weiteren Tropfen auf und wiederholst den Vorgang. Ziel des Versuchs: Du sollst möglichst viel Farbe auf dem Objektträger zurückgewinnen, ohne sie durch zu starkes Erhitzen zu zerstören. Wie kannst du überprüfen, ob du die Aufgabe geschafft hast? Notiere deine Überlegungen. V1 Mantel Saum V2 Arbeiten im Labor  Schulbuchseiten 8–9 GefBU x6iv4v Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

5 Stoffe und ihre Eigenschaften Womit beschäftigt sich die Chemie? A1 Alisha weiß, dass bei chemischen Reaktionen Wärme und Licht abgegeben werden können. Zu Hause findet sie eine Kerze und eine Taschenlampe. Beide Lichtsender werden warm und leuchten hell. Erkläre Alisha bei welchem Lichtsender eine chemische Reaktion stattfindet und bei welchem nicht. Begründe deine Antwort. In Wasser gelöst! Materialien: 2 Gläser, Wasser, Zuckerwürfel, Brausetablette Beobachte das Lösen eines Zuckerwürfels und einer Brausetablette in jeweils einem Glas mit Wasser. Beschreibe, woran du erkennen kannst, dass in einem Glas eine chemische Reaktion stattfindet und im anderen nicht. A2 Peter macht seine Hausübung. Lies dir den folgenden Text dazu durch. Verschiedene Vorgänge sind mit Zahlen markiert. Kreuze an, ob es sich um chemische oder physikalische Vorgänge handelt. Begründe darunter deine Entscheidung. Eigentlich hat Peter überhaupt keine Lust mit der Hausübung zu beginnen. Er schmiert sich daher zuerst ein Butterbrot (1: Physik, Chemie). Er setzt sich damit an seinen Schreibtisch und schaltet die Lampe ein (2: Physik, Chemie). Peter soll einen Aufsatz für Deutsch schreiben. Die Füllfederpatrone ist aber leer. Beim Auswechseln tropft Tinte auf sein Heft (3: Physik, Chemie). Er löscht sofort die blauen Flecken mit dem Tintenkiller (4: Physik, Chemie). Als er einen Bissen von seinem Brot nimmt, fällt ihm ein Stück auf das Heft. Dieser Fettfleck lässt sich nicht mehr weglöschen (5: Physik, Chemie). Er reißt die Seite aus dem Heft (6: Physik, Chemie). Jetzt kann er endlich mit der Hausübung starten. 1: 2: 3: 4: 5: 6: V1  Schulbuchseiten 12–13 GefBU x6qn77 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

6 1 A1 Das Metall der 1-Cent-Münzen Daria und Elias möchten feststellen, aus welchem Metall 1-Cent-Münzen bestehen. Dazu wiegen sie zwölf Münzen auf einer genauen Waage ab. Mit einem Messzylinder (20-ml-Spritze) bestimmen sie das Volumen der Münzen. Dazu verschließen sie die Spritzenöffnung mit Knetmasse, befüllen das Gefäß mit 10 ml Wasser, geben die Münzen hinein und berechnen die Änderung des Volumens. a) Aus der Masse und dem Volumen der zwölf Münzen können sie die ungefähre Dichte der Münzen berechnen ( ρ = m/V). Berechne aus den Messungen von Daria und Elias (Bilder oben) ebenfalls, wie viel Gramm (Masse) 1 cm3 der Münzen beträgt. m = g; V = cm3; Dichte ρ = . b) Im Periodensystem (Schulbuch, Seite 118) finden sie die Dichte von Kupfer: g/cm3. Weshalb sind sich Daria und Elias einig, dass die Cent-Münzen nicht vollständig aus Kupfer bestehen können? Notiere deine Überlegungen. c) Daria und Elias suchen nach weiteren Metallen, deren Namen ihnen bekannt sind. Suche im Periodensystem ihre Dichte und notiere sie. Aluminium: g/cm3; Eisen: g/cm3; Nickel: g/cm3; Zink: g/cm3. „Jetzt weiß ich, aus welchem Metall die Münzen hauptsächlich gemacht sind!“, meint Daria. Elias ist ratlos. Erkläre ihm, was Daria herausgefunden hat. d) „Aber warum werden die Münzen nicht gleich ganz aus Kupfer gemacht?“, fragt Elias. Daria antwortet: „Na, schau mal. 1 kg Kupfer kostet etwa 9,50 €, das sind 950 Cent. Und unsere 12 Cent-Stücke haben eine Masse von …“ Was hat Daria Elias erklärt? Setze ihre Erklärung fort. A2 Welche dieser Stoffe sind organisch (verkohlen beim Erhitzen oder brennen mit rußender Flamme), welche sind anorganisch? Kreuze an. Wasser Benzin Luft Zucker Kochsalz Papier Mehl Kupfer Aluminium organisch anorganisch V Die Eigenschaften von Stoffen Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

7 Stoffe und ihre Eigenschaften Was ist in der Suppe? Materialien: Instantsuppe (Trockensuppe), Schälchen, kleiner Löffel, Zahnstocher, Pinzette, Lupe a) Gib eine kleine Portion der Suppenmischung in das Schälchen. Verteile die Mischung mit dem Zahnstocher. Betrachte sie mit einer Lupe. Wie viele unterschiedliche Zutaten kannst du erkennen? Beschreibe deine Beobachtung im Chemieheft. b) Zwei Zutaten unterscheiden sich in ihrer Kristallform. Die Kristalle von Kochsalz sind würfelförmig. Kristalle des Geschmacksverstärkers Natriumglutamat sind länglich. Von welchem der beiden Stoffe sind mehr Kristalle in der Mischung enthalten? Dokumentiere deine Untersuchung im Chemieheft. c) Auf der Verpackung ist eine Zutatenliste der Suppenmischung angegeben. Sie ist nach der Menge der Inhaltsstoffe geordnet. Beantworte die folgenden Fragen im Chemieheft: Bestätigt deine Beobachtung von Aufgabe b) die Angaben für Kochsalz und Natriumglutamat? Welche weiteren Zutaten konntest du in Aufgabe a) durch die Lupe erkennen? A3 Stoffe werden nach verschiedenen Eigenschaften eingeteilt. Trage die angegebenen Stoffe in die Tabelle ein. Jeder Stoff wird in alle vier Kategorien geschrieben, Wasser nur in 1–3. Aluminium – Eisen – Glas –Holz – Kochsalz – Kupfer – Luft – Mehl – Sand – Speiseöl – Wachs – Wasser 1 Feststoff Flüssigkeit Gas 2 Metall Nichtmetall 3 anorganisch organisch 4 in Wasser löslich in Wasser nicht löslich Die Schwimmprobe Wasser hat eine Dichte von 1 g/cm3 (bei 4 °C). Schwimmt ein Material (ohne Lufteinschlüsse) auf dem Wasser, so ist seine Dichte „kleiner als 1 g/cm3“. Hat ein Stoff eine Dichte „größer als 1 g/cm3“, so sinkt er (Bild rechts). Plane eine Versuchsreihe ( Schulbuch, Seite 6), mit der du feststellen kannst, ob die Stoffe in Aufgabe 4 eine Dichte < 1 g/cm3 oder > 1 g/cm3 haben. Trage sie in die Tabelle ein. ρ < 1 g/cm3 ρ > 1 g/cm3 V1 V2 Dichte < 1 g/cm3 Dichte = 1 g/cm3 Dichte > 1 g/cm3  Schulbuchseiten 14–15 GefBU x6xs2j Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

8 1 A1 Wie soll ich das nur trennen? Das Gemisch im Bild rechts enthält: 1-Cent-Münzen, kleine Eisennägel, große rote und kleine grüne Deko-Steine (Quarzkiesel, Dichte ca. 2,7g/cm3), weiße Kunststoffperlen (PVC, Dichte ca. 1,35 g/cm3) und gelbe Kunststoffperlen (PE, Dichte ca. 0,95 g/cm3). Durch welche besonderen Eigenschaften kannst du die Bestandteile voneinander trennen? Plane eine Versuchsreihe und notiere die einzelnen Arbeitsschritte ( Schulbuch, Seite 6). Platz für Notizen: A2 Ayana trägt eine Mund-Nasen-Schutzmaske, wenn sie in der kühlen Jahreszeit mit öffentlichen Verkehrsmitteln fährt. „Diese Maske filtert sogar Bakterien und Viren. Da kann ich mich nicht so schnell mit Krankheitserregern anstecken“, erklärt sie ihren Freundinnen Jana und Deborah. Jana meint: „Aber hält deine Maske nicht eher die Keime aus deiner Atemluft zurück? Damit das Sinn hat, müssten ja alle Menschen in den Öffis Masken tragen.“„Ich denke, dass die Maske total sinnlos ist. Die Keime kommen doch durch die Spalten am Rand sowieso durch“, zweifelt Deborah. Ist das Tragen von Schutzmasken in den öffentlichen Verkehrsmitteln sinnvoll oder nicht? Schreibe eine Kurznachricht an Ayana. Begründe deinen Standpunkt naturwissenschaftlich. Tipps zum richtigen Recherchieren findest du im Schulbuch auf Seite 24. A3 Was gehört zusammen? Verbinde die Begriffe mit den passenden Beschreibungen. Verwende ein Lineal. Liest du die markierten Buchstaben von oben nach unten, erhältst du ein Lösungswort. Lösungswort: Dekantieren Auftrennung von gelösten Farbteilchen Extrahieren Eisen aus Metallschrott trennen Destillieren Schleudergang bei der Waschmaschine Chromatografie Trennung von flüssigen Gemischen mit verschiedenen Siedepunkten Zentrifugieren Absetzen lassen von Feststoffen in einer Flüssigkeit Adsorption Herauslösen von Stoffen mit einer Flüssigkeit Magnetscheiden Aktivkohle bindet Giftstoffe in einer Atemschutzmaske Sedimentieren Abschütten der klaren Flüssigkeit vom Bodensatz Kies, fein PE PVC Kies, grob Eisennägel Centmünzen E Z R E S X I N I E A S E H T B O F T N P F Die Reinigung und Auftrennung von Gemischen Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

9 Stoffe und ihre Eigenschaften Der Wirkstoff der Kopfschmerz-Tablette Materialien: Tablette mit Acetylsalicylsäure (ohne Zusatzstoffe), Spiritus (Ethanol Gefahr Achtung ), Reibschale mit Pistill, Schnappdeckelglas, Pipette, Objektträger, Lupe oder Mikroskop a) Zerkleinere eine Tablette in der Reibschale. Gib die Tablettenstücke in das Glas und füge etwa 10 ml Spiritus hinzu. Verschließe das Glas und schüttle. Der Wirkstoff Acetylsalicylsäure (ASS) löst sich gut in Ethanol, die Füllstoffe der Tablette sinken zu Boden. Setze einen Tropfen der klaren Lösung mit der Pipette auf den Objektträger. Lass das Lösungsmittel verdunsten ( Seite 4/V2). Betrachte die Kristalle auf dem Objektträger mit einer Lupe oder unter einem Mikroskop. Beschreibe das Aussehen der Kristalle: b) Welche Methoden zur Gemischtrennung hast du angewendet? Notiere die Fachbegriffe der Reihe nach. A4 Ein Dunstabzug in der Küche (Bild rechts) enthält häufig einen Aktivkohlefilter. Er sollte etwa einmal im Jahr getauscht werden. a) Warum ist diese Maßnahme notwendig? Begründe mit naturwissenschaftlichen Argumenten. b) Welche Stoffe sollen vom Aktivkohlefilter im Dunstabzug aufgenommen werden? Recherchiere und notiere deine Rechercheergebnisse. A5 Markiere Gemischtrennungs-Vorgänge in der Geschichte mit Textmarker. Notiere darunter die einzelnen Trennmethoden der Reihe nach. Tante Sofia und Onkel Mateo bringen am Samstagabend ihren Einkauf nach Hause. Die Einkauftasche fällt zu Boden und das Salzpäckchen, das Reispäckchen und das Päckchen mit Vogelsand platzen auf. Was sollen sie nur tun? Die Geschäfte sind geschlossen und sie benötigen den Reis und das Salz für das Mittagessen am Sonntag! Sie nehmen alles aus der Tasche, was noch heil ist – die Essigflasche, die Wurstpackung, den Käse und die Butter. Den Rest füllen sie in einen Kübel. Sie schütten alles durch ein Sieb. Darin bleibt der Reis hängen. Den Sand und das Salz vermischen sie mit Wasser. Das Salz löst sich im Wasser, der Sand setzt sich ab. Vorsichtig leeren sie das Salzwasser ab und legen den Sand zum Trocknen auf. Nachdem das Salzwasser noch Schwebstoffe enthält, leeren sie es durch einen Kaffeefilter, bis die Flüssigkeit klar ist. Das klare Salzwasser geben sie in einen Topf und lassen es so lange kochen, bis das Wasser verdampft und weiße Salzkristalle sichtbar werden. Jetzt haben sie alles wieder voneinander getrennt! Diese Trennmethoden wurden der Reihe nach verwendet: 1) , 2) , 3) , 4) , 5) , 6) , V1 Tablette in 10 ml Ethanol 1 Tropfen Lösung auf Objektträger Aktivkohlefilter  Schulbuchseiten 16–17 GefBU x75y65 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

10 2 Ein Element im Zucker Materialien: Kristallzucker, kleines Reagenzglas + RG-Halter (Holzkluppe), Spatel, Mikrobrenner, feuerfeste Unterlage, Schutzbrille Fülle das kleine Reagenzglas etwa zur Hälfte mit Zucker. Erhitze in der Flamme des Mikrobrenners. Der Zucker zersetzt sich und verkohlt. Die Dämpfe sind brennbar. Zünde sie an. a) Kristallzucker (Saccharose) ist eine chemische Verbindung aus drei verschiedenen Elementen. Das Modell im Bild rechts unten zeigt dir, aus welchen Elementen der Zucker zusammengesetzt ist. Gib die Namen und Symbole dieser Elemente an. Welches Element konntest du mit dieser Untersuchung im Zucker nachweisen? Begründe mit Hilfe deiner Beobachtung. b) Die beiden weiteren Elemente im Zucker können bei dieser Untersuchung nicht sichtbar gemacht werden. Überlegt gemeinsam, wohin diese Elemente „verschwunden“ sind. Schreibt eure Vermutung ins Chemieheft. Erstellt in der Klasse ein Ranking. Welche ist die meistgenannte Vermutung? A1 Ordne die Bezeichnungen Gemisch, Element und Verbindung den Darstellungen zu. Tipp: Elemente bestehen aus nur einer Atomart, bei Verbindungen sind unterschiedliche Atome miteinander verbunden. Gemische bestehen aus unterschiedlichen nicht miteinander verbundenen Teilchen. A2 Janina hat aus bemalten Wattekugeln Modelle von chemischen Elementen und Verbindungen gebaut. Elemente sind die Modelle . Verbindungen sind die Modelle . Schreibe die Summenformeln dieser Modelle in dein Chemieheft. Versuche, die Modelle daneben zu zeichnen. Tipp: Die Symbole der Elemente kannst du im Periodensystem auf Seite 118 im Schulbuch nachlesen. V1 8 7 6 5 1 2 3 4 … Wasserstoff, …Kohlenstoff, … Sauerstoff, … Stickstoff, … Neon, … Chlor Reinstoffe – chemische Elemente und Verbindungen Film wb2qp7 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

11 Der Aufbau der Materie A3 Formelsammlung: Notiere dir hier Summenformeln, die du während des Schuljahres im Unterricht lernst: Gase (anorganisch) Wasserstoffgas Stickstoffgas Sauerstoffgas Chlorgas Kohlenstoffdioxid Kohlenstoffmonoxid Stickstoffmonoxid Stickstoffdioxid Schwefeldioxid Ozon Distickstoffmonoxid (Lachgas) Säuren (anorganisch) Chlorwasserstoff (Salzsäure) Schwefelsäure Salpetersäure Kohlensäure Basen Natriumhydroxid (Natronlauge) Kaliumhydroxid (Kalilauge) Calciumhydroxid (Löschkalk) Ammoniak Salze: Carbonate (CO3 2–) Natriumcarbonat (Waschsoda) Natriumhydrogencarbonat (Speisesoda, Natron) Kaliumcarbonat (Pottasche) Calciumcarbonat (Kalkstein) Salze: Nitrate (NO3 –) Kaliumnitrat (Kalisalpeter) Silbernitrat (Höllenstein) Ammoniumnitrat Salze: Chloride (Cl–) Natriumchlorid (Kochsalz) Kupfer(II)-chlorid Eisen(III)-chlorid Salze: Sulfate (SO4 2–) Natriumsulfat (Glaubersalz) Kupfer(II)-sulfat Oxide Wasser (Dihydrogenoxid) Wasserstoffperoxid Siliciumdioxid (Quarz) Mangandioxid (Braunstein) Magnesiumoxid (Magnesia) Zinkoxid Kupferoxid Eisenoxide Calciumoxid Organische Stoffe Methan Ethan Propan Butan Ethen (Ethylen) Ethin (Acetylen) Glucose (Traubenzucker) Fructose (Fruchtzucker) Saccharose (Rübenzucker) Methanol (Holzgeist) Ethanol (Weingeist) Methansäure (Ameisensäure) Ethansäure (Essigsäure) Weitere Verbindungen Kaliumpermanganat Calciumcarbid Kaliumiodid  Schulbuchseiten 20–21 GefBU x797ck Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

12 2 A1 Klaus hat das Schalenmodell eines Atoms beschriftet. Leider haben sich dabei einige Fehler eingeschlichen. Entscheide, ob die jeweilige Beschriftung richtig oder falsch ist. Korrigiere die Fehler. Proton Atomwolke Atomkern Neutron Elektron 6 Atomschalen 5 4 3 2 1 1 richtig falsch; Korrektur: 2 richtig falsch; Korrektur: 3 richtig falsch; Korrektur: 4 richtig falsch; Korrektur: 5 richtig falsch; Korrektur: 6 richtig falsch; Korrektur: A2 Atome sind aus Protonen, Elektronen und Neutronen aufgebaut. Welche dieser Teilchen passen zu den Aussagen? Kreuze an. Der Atomkern ist aus ihnen aufgebaut. Proton Elektron Neutron Sie sind die „Kontaktstellen“ des Atoms zu anderen Atomen. Proton Elektron Neutron Diese Teilchen bilden hauptsächlich die Masse des Atoms. Proton Elektron Neutron Diese Teilchen sind negativ geladen. Proton Elektron Neutron Diese Teilchen sind ungeladen. Proton Elektron Neutron Diese Teilchen sind positiv geladen. Proton Elektron Neutron Sie bilden die Hülle des Atoms und bestimmen seine Größe. Proton Elektron Neutron A3 Das Periodensystem auf Seite 119 zeigt dir Gruppen von ähnlichen Elementen. Merke dir Symbole und die Reihenfolge von Elementen mit lustigen Sprüchen. Notiere deine Sprüche von ein paar besonderen Gruppen in deinem Chemieheft. Hier siehst du ein Beispiel für die 17. Gruppe (Halogene): Florian claut brennende irre Atome tatsächlich! (Fluor F, Chlor Cl, Brom Br, Iod I, Astat At, Tenness Ts) Tipp: Besteht ein Symbol aus zwei Buchstaben, sollte das gebildete Wort mit diesen beiden Buchstaben beginnen. Du kannst auch zusammengesetzte Wörter verwenden. A4 Arbeite mit dem Periodensystem ( Seiten 118 und 119). a) Male im nebenstehenden Periodensystem die 4. Periode grün und die 7. Gruppe rot an. Das Element in der 4. Periode und 7. Gruppe heißt und hat die Ordnungszahl . b) Male die flüssigen Elemente blau und die gasförmigen Elemente gelb an. c) Das Element mit der Ordnungszahl 15 heißt , hat die relative Atommasse , Elektronenschalen und Außenelektronen. 1 2 3 4 5 6 7 87 88 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 55 56 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 11 12 13 14 15 16 17 18 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 Fr Ra Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Ac Th Pa U Np Pu AmCm Bk Cf Es FmMdNo Lr CsBa Hf Ta W ReOs Ir Pt AuHg Tl Pb Bi Po At Rn Rb Sr Y Zr NbMo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe K Ca Sc Ti V CrMnFe Co Ni Cu ZnGaGe As Se Br Kr Na Mg AlSi P S ClAr Li Be B C N O F Ne H He 1 2 3456789101112 13 14 15 16 17 18 Atome und die Ordnung im Periodensystem Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

13 Der Aufbau der Materie A5 Arbeite mit dem Periodensystem im Schulbuch auf Seite 118. a) Manche Elemente sind für den Menschen zum Überleben notwendig. Suche die für den Menschen lebensnotwendigen Elemente im PSE und male sie rot an. Die vermutlich lebensnotwendigen Elemente umrande rot. b) „Himalayasalz enthält 82 chemische Elemente und ist daher gesünder für den Menschen als gereinigtes Kochsalz!“ Viola hält diese Aussage für Unsinn. Sie möchte der Herstellerfirma ein Mail mit naturwissenschaftlichen Argumenten schreiben. Verfasse Violas Mail in deinem Chemieheft. A6 Chemie auf Reisen – Chemische Elemente auf Kfz-Kennzeichen Benno ist auf langen Autofahrten oft langweilig. Er beobachtet die vorbeifahrenden Autos und entdeckt auf den Kennzeichen manchmal die Symbole chemischer Elemente. Beschreibe die Elemente auf den angegebenen Kennzeichen mithilfe der Periodensysteme auf den Seiten 118 und 119 im Schulbuch. Ignoriere dabei die richtige Groß- und Kleinschreibung der Elementsymbole. SLO Name: Z: Ar: Schmelzpunkt: °C Siedepunkt: °C Dichte: g/ Metall / Nichtmetall / Halbmetall / Halbleiter fest / flüssig / gasf. stabil / radioaktiv künstliches Element lebensnotwendig (Mensch) Elementgruppe(n): Vorkommen in der Erdhülle: % Name: Z: Ar: Schmelzpunkt: °C Siedepunkt: °C Dichte: g/ Metall / Nichtmetall / Halbmetall / Halbleiter fest / flüssig / gasf. stabil / radioaktiv künstliches Element lebensnotwendig (Mensch) Elementgruppe(n): Vorkommen in der Erdhülle: % Name: Z: Ar: Schmelzpunkt: °C Siedepunkt: °C Dichte: g/ Metall / Nichtmetall / Halbmetall / Halbleiter fest / flüssig / gasf. stabil / radioaktiv künstliches Element lebensnotwendig (Mensch) Elementgruppe(n): Vorkommen in der Erdhülle: % Name: Z: Ar: Schmelzpunkt: °C Siedepunkt: °C Dichte: g/ Metall / Nichtmetall / Halbmetall / Halbleiter fest / flüssig / gasf. stabil / radioaktiv künstliches Element lebensnotwendig (Mensch) Elementgruppe(n): Vorkommen in der Erdhülle: % 1 2 3 4 5 6 7 87 88 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 55 56 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 11 12 13 14 15 16 17 18 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 Fr Ra Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Ac Th Pa U Np Pu AmCm Bk Cf Es FmMdNo Lr CsBa Hf Ta W ReOs Ir Pt AuHg Tl Pb Bi Po At Rn Rb Sr Y Zr NbMo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe K Ca Sc Ti V CrMnFe Co Ni Cu ZnGaGe As Se Br Kr Na Mg AlSi P S ClAr Li Be B C N O F Ne H He 1 2 3456789101112 13 14 15 16 17 18  Schulbuchseiten 22–23 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

14 2 A1 Amara, Bella, Jan und Noah unterhalten sich über Edelgase. Überprüfe ihre Aussagen und schreibe ihnen eine kurze Nachricht als Antwort. Verwende dabei naturwissenschaftliche Argumente. Jan: Edelgase sind sicher enorm teuer. Sonst würden sie ja nicht edel sein. Bella: Die heißen doch nur so, weil sie „zu edel“ sind, um sich mit anderen Atomen zu verbinden. Amara: Aber ich finde es schon sehr edel, dass sie leuchten! Ich hab ein T-Shirt mit Neonfarben. Neon ist doch auch ein Edelgas. Noah: Ich glaube eher, dass sie so edel sind, weil man sie sehr mühsam künstlich herstellen muss. Gut geleitet! Materialien: 3V-Lithiumzelle, weiße LED, verschiedene Materialproben a) Teste verschiedene feste Materialien (zB Zange wie im Bild rechts) auf ihre Fähigkeit, elektrischen Strom zu leiten. Lege den Pluspol der Lithiumzelle auf die Probe. Halte den kurzen Anschluss (–) der LED an den Minuspol der Zelle. Mit dem langen LED-Anschluss (+) berührst du die Probe. Beschreibe deine Versuchsergebnisse im Chemieheft. b) Welche Modelldarstellung (Bild rechts) zeigt den inneren Aufbau elektrisch leitfähiger Feststoffe? Ringle die Darstellung ein. Begründe deine Auswahl. c) Janina hat den Versuch abgeändert. Sie will wasserlösliche Stoffe auf ihre elektrische Leitfähigkeit testen. Sie verwendet dazu zusätzlich ein Wattepad auf einem Teller und statt der weißen eine rote LED. Diese benötigt weniger Spannung zum Leuchten. Wie kann sie mit diesem Versuch feststellen, ob wasserlösliche Feststoffe elektrisch leitfähig sind? Welche Stoffe soll sie austesten? Führe Janinas Versuch durch und beschreibe deine Ergebnisse. A2 Kreuze bei den angegebenen Stoffen die Art ihrer Bindung an. Stoffe aus Molekülen sind Gase oder Flüssigkeiten. Als Feststoffe schmelzen oder brennen sie leicht. Stoffe, die Atomgitter ausbilden, sind sehr hart und schwer schmelzbar. Stoffe, die aus Ionen bestehen sind meist salzartig. Sie lösen sich in Wasser und leiten dann elektrischen Strom. Metalle erkennst du an ihrem Glanz. Sie leiten Wärme und elektrischen Strom. Kochsalz Zinn Zucker Benzin Quarz Schokolade Gold Porzellan Moleküle Atomgitter Ionen Metall V1 1 2 3 4 Atome verbinden sich – Edelgase, Metallbindung, Ionenbindung, Atombindung Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

15 Der Aufbau der Materie A3 Die folgenden Zeichnungen stellen Modelle von neutralen Atomen und elektrisch geladenen Ionen dar. Finde heraus, welche Darstellungen neutral oder elektrisch geladen sind. Zähle dazu die Elektronen und vergleiche sie mit den positiven Ladungen im Kern. Schreibe die Nummer der passenden Darstellung in die Klammer. Gib neben der Klammer die elektrische Ladung der Atome an. Vergleiche dazu die Anzahl der positiven Ladungen im Kern mit den negativen Ladungen in der Hülle. Schreibe die jeweilige Differenz mit 2–, 1–, 0, 1+, 2+,… an. Aluminium-Atom ( ), ; Aluminium-Ion ( ), ; Chlor-Atom ( ), ; Chlor-Ion („Chlorid-Ion“) ( ), ; Fluor-Ion („Fluorid-Ion“) ( ), ; Natrium-Atom ( ), ; Natrium-Ion ( ), ; Magnesium-Ion ( ), ; Sauerstoff-Atom ( ), ; Sauerstoff-Ion („Oxid-Ion“) ( ), ; Schwefel-Atom ( ), ; Schwefel-Ion („Sulfid-Ion“) ( ), . A4 Zeichne die Schalenmodelle der angegebenen Atome oder Ionen. Hilf dir dabei zB mit einer Computer-­ Simulation (Suchbegriff „Baue ein Atom“). Die Darstellung rechts zeigt dir die Bedeutung der kleinen Zahlen an bestimmten Stellen neben dem Elementsymbol. Sie geben an, wie viele Protonen, Neutronen und Elektronen du für dein Schalenmodell verwenden sollst. A5 Edelgase und Bindungsarten: Carla hat in ihrem Merktext zu chemischen Bindungen einige Fehler gemacht! Markiere die Fehler und schreibe den Text richtig in dein Chemieheft. „Edelmetalle verbinden sich nicht mit anderen Atomen, weil ihr Atomkern mit Elektronen vollgefüllt ist. Das sind zB die Elemente Helium, Neon, Gold, Kryptonit und Xerxes. Andere Atome erreichen einen Edelzustand indem sie Elektronen abgeben (Metalle) oder Protonen aufnehmen (Nichtmetalle). Manche Atome (zB Kohlenstoff) verbinden sich durch gemeinsame Neutronenpaare.“ 11 p+ Na 1 16 p+ S 7 16 p+ S 2 8 p+ O 8 17 p+ Cl 3 12 p+ Mg 9 9 p+ F 4 13 p+ Al 10 8 p+ O 5 11 p+ Na 11 17 p+ Cl 6 13 p+ Al 12 Massenzahl: Anzahl aller Kernteilchen Ordnungszahl: Anzahl der Protonen Dieses Kupfer-Ion hat 29 Protonen und 35 (64 – 29) Neutronen im Kern. In der Hülle befinden sich 27 Elektronen. Elektrische Ladung: hier zwei Protonen mehr als Elektronen Cu 64 2+ 29 Li 6 1+ 3 Be 9 0 4 N 14 3– 7 2. Schale 1. Schale KERN 2. Schale 1. Schale KERN 2. Schale 1. Schale KERN  Schulbuchseiten 26–29 GefBU x7bb66 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

16 3 A1 Kreuze die zwei richtigen Aussagen an. Bei chemischen Reaktionen … … werden Stoffe gelöst, … verändert sich die Anordnung der Atome, … entstehen neue Atome, … verändert sich die Masse, … bleibt die Masse gleich. A2 In den folgenden Darstellungen bedeutet ein Wasserstoff-Atom und ein Sauerstoff-Atom. Beschreibe die Zeichnungen mit chemischen Symbolen. A3 Beschreibe diese Summenformeln in Worten. Beispiel: 3 O2 = 3 Moleküle bestehen aus je 2 Atomen Sauerstoff. Du kannst das PSE auf Seite 118 verwenden. 2 O3 = 3 H2O2 = H2CO3 = 2 HCOOH = A4 Diese Reaktionen sind im Teilchenmodell angegeben. Schreibe die Reaktionsgleichungen unter die Zeichnungen. Eine Lichtzeichnung Lichtempfindliches Schwarzweiß-Fotopapier enthält das Salz Silberbromid (Ag+Br–). Es zerfällt beim Beleuchten (besonders durch blaues Licht) in Silber (Ag) und Brom (Br2). Fotopapier ist im Fotofachhandel (auch online) erhältlich. a) Lege ein paar undurchsichtige Gegenstände auf ein Stück SchwarzweißFotopapier und beleuchte es mit einer Lampe oder im Sonnenlicht. Nach ein paar Minuten erhältst du ein Lichtbild. Bewahre es im Dunklen auf! b) Beschreibe die Reaktion von Silberbromid beim Beleuchten im Teilchenmodell und als Reaktionsgleichung. Reaktionsgleichung: a) b) c) d) e) + + + + + + + + + + + + + + + + = Schwefel = Stickstoff = Kohlenstoff = Sauerstoff = Wasserstoff V1 unbelichtet: Ag + Br – Br2 wird absorbiert. belichtet: Ag Im Teilchenmodell: Chemische Reaktionen genauer betrachtet Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

17 Die Grundlagen chemischer Reaktionen A5 Eine Reaktion in Worten: „Goldoxid reagiert beim Erhitzen zu metallischem Gold und Sauerstoffgas.“ a) Kreuze die richtige Reaktionsgleichung an. Au2O Au + O2 2 Au2O 4 Au + O2 Au2O Au + 2 O2 3 Au2O 6 Au + O2 b) Stelle die ausgewählte Reaktionsgleichung im Teilchenmodell dar. War deine Antwort richtig? Erkläre, wie du im Teilchenmodell eine richtig formulierte Reaktionsgleichung überprüfen kannst. c) Ist diese Reaktion eine Synthese, Lyse oder Austauschreaktion? Begründe deine Entscheidung. A6 Reaktionsgleichungen ausgleichen: Wie viele Teile der Ausgangsstoffe sind notwendig um wie viele Teile der Endstoffe dieser Reaktionen zu erhalten? Gib die jeweilige Anzahl der Stoffe mit Zahlen an. Hilf dir durch Zeichnen der Reaktionen im Teilchenmodell. Beschreibe die Reaktionen auch in Worten. Recherchiere dazu die Namen der in Formeln angegebenen Stoffe. a) Al + HCl H2 + AlCl3 In Worten: b) Al + O2 Al2O3 In Worten: c) C2H6 + O2 CO2 + H2O In Worten: A7 Im Herbst fällt das Laub von den Bäumen. Nach einiger Zeit hat es sich zersetzt und ist nicht mehr zu sehen. Shayla meint: „Da müsste doch die ganze Erde jedes Jahr ein bisschen leichter werden, wenn das ganze Herbstlaub verschwindet.“ Was meinst du zu Shaylas Überlegung? Begründe deine Antwort naturwissenschaftlich: Im Teilchenmodell: Im Teilchenmodell: Im Teilchenmodell: Im Teilchenmodell:  Schulbuchseiten 32–33 GefBU x7gh24 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

18 3 Lithium-Zelle kalt und warm Mit einer 3V-Lithiumzelle kann eine blaue oder weiße LED zum Leuchten gebracht werden. Mit diesem Versuch will Kims Mutter ihr erklären, weshalb das Smartphone nicht funktioniert hat. ( Schulbuch, Seite 34) Was hat sie ausprobiert? Was kann dieser Versuch erklären? Verfasse eine mögliche Versuchsbeschreibung in deinem Chemieheft. A1 Ordne die angegebenen Beispiele den Positionen im Energie-Zeit-Diagramm zu. Schreibe die jeweiligen Zahlen zu den Beispielen. Lara kauft eine Kerze ( ). Igor zündet eine Kerze an ( ). Hannah sitzt vor dem Lagerfeuer ( ). Nach dem Abbrennen des Lagerfeuers bleibt nur noch ein Haufen Asche übrig ( ). Uta tankt ihr Auto mit Benzin ( ). Nach dem Starten des Autos ( ) fährt sie etwa 50 km weit ( ). Dabei hat ihr Auto etwa 10 kg Kohlenstoffdioxidgas produziert und in die Luft abgegeben ( ). Gunda ist Imkerin. Ihre Bienen haben den ganzen Sommer lang Honig und Wachs produziert ( , ). Jetzt entnimmt sie den Honig und das Wachs aus den Bienenstöcken ( ). Der Honig wird in Gläser verpackt ( ), das Wachs zu Kerzen geformt ( ). Ein paar von Gundas Kerzen brennen auf Igors Christbaum ( ). A2 Ein Zündholz wird angerieben und dadurch entzündet. Die Aktivierungsenergie ist dabei . Ist dieser Vorgang endotherm oder exotherm? Begründe. Welche Stoffe mit hoher chemischer Energie kannst du im Bild (rechts) erkennen? A3 Bei einer Klassenarbeit sollen die Schülerinnen und Schüler Beispiele für eine „Aktivierungsenergie bei chemischen Reaktionen“ sammeln. Folgende falsche Aussagen werden angegeben: „Wenn ich Wasser im Wasserkocher erwärme, nütze ich als Aktivierungsenergie die elektrische Energie.“ „Bei einer Kerze steckt die gesamte Aktivierungsenergie im Wachs.“ „Am Wochenende benötige ich mehr Aktivierungsenergie, damit ich für die Schule lerne.“ Begründe, weshalb diese Aussagen falsch sind. Achte darauf, ob es sich um chemische Vorgänge handelt. V1 Tiefkühler (–17 °C) Heizkörper (+35 °C) Aktivierungsenergie Endotherm: Stoffe mit hoher chemischer Energie entstehen. Stoffe mit hoher chemischer Energie sind vorhanden. Exotherm: Stoffe mit niedriger chemischer Energie entstehen. Stoffe mit niedriger chemischer Energie sind vorhanden. 1 2 5 6 3 1 3 3 5 6 4 2 Energie Energie Zeit Zeit 6 4 , Energie bei chemischen Reaktionen  Schulbuchseiten 34–35 GefBU x7r6jf Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

19 Die Grundlagen chemischer Reaktionen  Schulbuchseiten 36–37 Katalysatoren – Hilfsstoffe bei chemischen Reaktionen A1 Viele Haarfärbemittel enthalten Wasserstoffperoxid. Bei seiner Zersetzung öffnet es die Struktur der Haare, zerstört die natürliche Haarfarbe und lässt das Färbemittel in die Haare eindringen. a) Beschreibe die Zersetzung von Wasserstoffperoxid in Worten und als Reaktionsgleichung. b) Fynn hatte eine heftige Diskussion mit seiner Mutter. Er will sich seine dunklen Haare blond färben. Seine Mutter ist der Ansicht, dass das Färben die Haare kaputt macht und gesundheitsschädlich ist. Fynn weiß nicht, was er jetzt machen soll und fragt dich um Rat. Recherchiere die gesundheitlichen Auswirkungen des Haarefärbens und beachte dabei die Recherchehinweise im Schulbuch ( Seite 24). Schreibe ihm eine Nachricht. A2 Wärmepflaster enthalten Eisenpulver, Aktivkohle, Wasser und Kochsalz. Beim Öffnen der Packung erhitzt sich das Pflaster und wirkt schmerzlindernd, zB bei Gelenksentzündungen und Verspannungen. Das Eisenpulver reagiert dabei mit dem Wasser und dem Sauerstoff der Luft (es „rostet“) und gibt dabei Wärmeenergie ab. Das Aktivkohlepulver nimmt den Sauerstoff auf und enthält das für die Reaktion nötige Wasser. Es verteilt die abgegebene Wärme auch gleichmäßig. Das Kochsalz unterstützt die chemische Reaktion. a) Diese Reaktion ist endotherm exotherm. Die miteinander reagierenden Stoffe sind dabei: Als Katalysator werden folgende Stoffe eingesetzt: b) Zeno möchte die Funktion des Kochsalzes bei dieser Reaktion mit einem Versuch untersuchen. Dazu benötigt er zwei Wattepads, etwas Stahlwolle (Eisenwolle), Kochsalz und Wasser. Er dokumentiert sein Versuchsergebnis mit einem Foto (Bild rechts). Verfasse eine mögliche Versuchsanleitung in dein Chemieheft. Beschreibe, was Zeno bei seinem Versuch feststellen konnte. A3 Kreuze an und ergänze den Merktext. Katalysatoren sind Elemente Reinstoffe Hilfsstoffe, die eine chemische Reaktion und dabei nicht verbraucht völlig verbraucht werden. Dabei senkt erhöht der Katalysator die bei der Reaktion notwendige . Im Diagramm (rechts) zeigt die Kurve A B einen Reaktionsverlauf mit Katalysator. Ein häufig als Katalysator verwendetes Edelmetall ist . Biologische Katalysatoren in Lebewesen heißen und ermöglichen . Stahlwolle mit Wasser ohne Salz mit Salz fast kein Rost viel Rost Zeit t Energie E A B Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

20 3 Der Brennstoff in der Kerzenflamme Materialien: Kerze mit großer Flamme (zB Christbaumkerze), Streichhölzer, Glasrohr (8 mm Durchmesser, 7cm lang), Holzkluppe a) Der Flammensprung Lass die Kerze brennen, bis sich um den Docht ein „Schälchen“ mit flüssigem Wachs gebildet hat. Bläst du die Flamme mit einem kurzen Stoß aus, steigt vom Docht weißer „Rauch“ (Wachsdampf) auf. Mit einem brennenden Streichholz kannst du den Wachsdampf wieder entzünden. Die Flamme „springt“ zum Docht über. b) Die Tochterflamme Halte das Glasrohr mit der Holzkluppe in den durchsichtigen Flammenbereich neben dem Docht („Flammenkern“). Aus dem Rohr strömt weißer Wachsdampf, den du am Rohrende entzünden kannst. c) Der Merktext über die Kerzenflamme ist durcheinander geraten. Schreibe den Text richtig geordnet in dein Chemieheft. A1 a) Welche dieser Stoffe sind „Oxide“? Kreuze an und schreibe ihre Namen darunter. Hilf dir mit dem PSE auf Seite 118 im Schulbuch, wenn du die Elementsymbole nicht kennst. H2O H2S SiO2 C2H4 H2 Eu2O3 CdO CaC2 Ce2O3 O2 b) Karol findet die Oxide in Aufgabe a) nicht und kann sich auch nicht vorstellen, wie er die chemischen Namen herausfinden soll. Hilf ihm dabei und verfasse eine kurze Erklärung. V1 Beim Anzünden des Dochts Sauerstoffgas der Luft reagieren. Dabei wird das Wachs am („Flammenmantel“) enthält glühenden Ruß (Kohlenstoff). Von unten entweicht durchsichtiger und Kohlenstoffdioxidgas umgesetzt. Die helle Mitte der Flamme wird die Flamme mit dem Sauerstoff Zündflamme kann der Wachsdampf mit dem der Luft versorgt. Diesen Bereich der Flamme erkennen Rand der Flamme („Flammensaum“) zu Wasser Wachsdampf. Durch die Wärmeenergie der wir an der blauen Farbe („blaue Zone“). REDOX – Reaktionen mit Elektronentausch Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

21 Die Grundlagen chemischer Reaktionen A2 Tamara führt eine REDOX-Reaktion zur Gewinnung von Kupfer aus Kupferoxid und Holzkohlepulver durch. Dazu gibt sie eine Mischung von 3 g Kupferoxid und 0,3 g Holzkohlepulver in ein Reagenzglas und erhitzt die Mischung in der Brennerflamme. Kreuze an und ergänze den erklärenden Text: Kupferoxid-Teilchen werden zu Kupferatomen . Kupfer-Atome nehmen dabei Elektronen auf, geben dabei Elektronen ab. Kohlenstoff-Atome werden zu Kohlenstoffdioxid-Molekülen . Kohlenstoff-Atome nehmen dabei Elektronen auf, geben dabei Elektronen ab. Kohlenstoff ist dabei das Oxidationsmittel, Reduktionsmittel. Reaktionsgleichung: + + Kupfer aus der Münze (Fortsetzung von V1 auf Seite 38 im Schulbuch) Materialien: 1-Cent-Münze, Tiegelzange, Mikrobrenner, Becherglas 100 ml mit Spiritus (Ethanol) Gefahr Achtung Hinweis: Der Brenner muss mindestens 30 cm vom Becherglas entfernt stehen. Entzündungsgefahr! a) Erhitze die Münze, bis sie sich mit einer schwarzen Schicht überzieht. Tauche die heiße Münze in den Spiritus bis sie abgekühlt ist. Beschreibe deine Beobachtung: b) Kreuze an und setze die richtigen Begriffe ein. Beim Erhitzen der Münze findet eine Oxidation Reduktion von metallischem Kupfer statt. Bei der Reaktion nehmen Kupfer-Atome Elektronen auf, geben Kupfer-Atome Elektronen ab. Das Oxidationsmittel Reduktionsmittel ist dabei die Brennerflamme der Luftsauerstoff. Die schwarze Schicht auf der Münze ist mit der Summenformel . Beim Eintauchen der Münze in Spiritus findet eine Oxidation Reduktion von Kupferatomen statt. Bei der Reaktion nehmen Kupfer-Atome Elektronen auf, geben Kupfer-Atome Elektronen ab. Das Oxidationsmittel Reduktionsmittel ist dabei . A3 Zarah liest auf der Verpackung ihrer Snackwürstchen, dass sie als Antioxidationsmittel Ascorbinsäure enthalten. „Da muss ich kein Obst essen, damit ich genug Vitamin C bekomme“, freut sie sich. „Ich glaube nicht, dass die Würstchen Vitamin C enthalten, damit sie gesünder für dich werden“, meint Caro. Was wird Caro ihrer Freundin erklären? Schreibe deine Überlegungen auf: Kupferoxid reagiert zu metallischem Kupfer. Holzkohlenpulver Kohlenstoffdioxidgas V2  Schulbuchseiten 38–39 GefBU x7v776 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

22 3 A1 a) Beschrifte die Skizze mit den Begriffen: Anion, Anode, Elektrolyt, Kathode, Kation, Metall, Nichtmetall. b) Kreuze an und fülle die Lücken im Merktext: An der Kathode ( Pluspol Minuspol) werden Teilchen oxidiert reduziert. An der Anode ( Pluspol Minuspol) werden Teilchen oxidiert reduziert. Anionen sind geladene Ionen. Sie wandern zur und nehmen Elektronen auf geben Elektronen ab. Kationen sind geladene Ionen. Sie wandern zur und nehmen Elektronen auf geben Elektronen ab. A2 Fiona hat sich ein Galvanisierset gekauft. Sie will damit einen alten Schlüssel neu vernickeln. In die Wanne gibt sie den Nickel-Elektrolyten. Sie ist sich aber nicht sicher, an welchen Pol der Spannungsquelle sie den Schlüssel und das mitgelieferte Nickelblech („Ni-Elektrode“) anschließen soll. Ist der Versuchsaufbau A oder B richtig? Gib Fiona einen Tipp und begründe deine Entscheidung. Das Kupfer der Cent-Münzen Materialien: Zwei 2-Cent-Münzen, Kupfersulfat-Lösung, Becherglas 100 ml, 3 bis 9V-Gleichspannungsquelle, zwei Kabel mit Krokodilklemmen a) Schreibe eine Anleitung zur Durchführung des dargestellten Versuchs. Hinweis: Die Münzen werden mit den Krokodilklemmen gehalten. Die Klemmen dürfen nicht in die Kupfersulfat-Lösung eintauchen! b) Beschreibe, welches Ergebnis du bei der Durchführung dieses Versuchs erwartest: c) Halte das Ergebnis fest und vergleiche es mit deiner Vermutung. + − Cl Cl Cu2+ Cl− Cl− Cl− Cl− Cl− Cu2+ Cu2+ Cl− Cu2+ + − + − Ni-Elektrode Schlüssel Ni-Elektrolyt A B V1 CENT EURO CENT EURO + − Kupfersulfat-Lösung Wenn Ionen wandern – die Elektrolyse  Schulbuchseiten 42–43 GefBU x8238k Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

23 Die Grundlagen chemischer Reaktionen  Schulbuchseiten 44–45 Chemie im Alltag: Galvanische Elemente A1 Der Alkali-Zellen-Test Hanna schlägt Gabor einen Batterietest für Alkali-Zellen vor (Gabors Batterietest, Schulbuch Seite 42). Sie hat ihn in einer Zeitschrift gefunden. Lässt du eine nicht verbrauchte Alkalizelle senkrecht aus einer Höhe von etwa 2 cm auf eine feste Unterlage fallen, so kommt sie mit einem einzigen „Tok“ auf und bleibt auch oft stehen. Ist die Zelle komplett verbraucht, so hüpft sie mehrmals auf und fällt meist um. a) Überprüfe Hannas Batterietest in einer Versuchsreihe ( Schulbuch, Seite 6) mit mehreren Alkali-Zellen. Dokumentiere deine Versuchsreihe in deinem Chemieheft oder digital. b) Hanna und Gabor überlegen, wie dieser Test funktionieren soll. Gabor überlegt: „Wahrscheinlich ist der Zinkbecher der verbrauchten Zelle schon komplett löchrig und bröselig. Das Metall ist dann nicht mehr so elastisch.“ „Vielleicht ist die Batteriesäure in der alten Zelle schon komplett aufgebraucht und fest. In der funktionierenden Zelle dämpft die Flüssigkeit den Fall“, findet Hanna. Was meinst du zu den Vermutungen der beiden? Schreibe ihnen eine Kurznachricht. Berücksichtige dabei den Aufbau einer Alkali-Mangan-Zelle. Der Waschsoda-Akku Achtung Materialien: Kunststoffgefäß mit Deckel (zB Tablettenröhrchen), 2 Bleistiftminen (Härte HB oder 2), 4 Kabel mit Krokodilklemmen, 9V-Batterie, Solarmotor, Waschsoda-Lösung (20 g Natriumcarbonat in 100 ml Wasser), Kerze, Vorstecher, Voltmeter, LED (rot) Entferne die Schutzschicht der beiden Bleistiftminen über einer Kerzenflamme. Mit einem Vorstecher machst du zwei Löcher für die Minen in den Deckel des Kunststoffgefäßes. Fülle das Gefäß mit Waschsoda-Lösung. Verschließe es mit dem Deckel und stecke die Bleistiftminen durch die Löcher. Die Minen dürfen einander nicht berühren. Verwende deine Kenntnisse aus dem Physik-Unterricht der 3. Klasse: Lade deinen Akku indem du die Pole zB einer 9V-Batterie an die beiden Bleistiftminen schließt. Betreibe mit deinem Akku einen Solarmotor oder eine LED. Miss die elektrische Spannung mit dem Voltmeter. Beschreibe deine Beobachtung beim Aufladen und Verwenden des Waschsoda-Akkus in deinem Chemieheft. A2 Arbeite mit dem Periodensystem ( Schulbuch, Seite 118). Je niedriger die Elektronegativität eines chemischen Elements ist, desto leichter kann es Elektronen abgeben. Ordne die angegebenen Elemente nach ihrer Elektronegativität: Aluminium, Chrom, Eisen, Kupfer, Lithium, Magnesium, Nickel, Silber, Zink, Zinn. Beginne mit der niedrigsten und notiere die Elemente mit ihren Elementsymbolen: – – – – – – – – – Welche zwei Metalle dieser Liste würdest du verwenden, um bei einem galvanischen Element die höchste elektrische Spannung zu erreichen? Begründe deine Überlegung. A3 Akkus oder Batterien? Vergleicht zu zweit Batterien und Akkus miteinander. Denkt dabei an die Haltbarkeit, die Umweltfreundlichkeit und an die chemischen Prozesse dahinter. Fasst eure Ergebnisse in einer Tabelle zusammen. Bewertet, welche Option im Alltag nachhaltiger ist und begründet eure Entscheidung. neu verbraucht ca. 2 cm V1 Elektronegativität GefBU x856db Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

24 3 Der Kerzenaufzug Jana, Vida und Bernd machen einen Versuch. Sie geben etwa 1 cm hoch gefärbtes Wasser in einen Teller und legen eine Münze hinein. Ein brennendes Teelicht lassen sie im Wasser schwimmen. Dann stülpen sie ein Marmeladeglas so über das Teelicht, dass der Glasrand auf der Münze aufliegt. a) Führt den Versuch selbst in Kleingruppen durch. Beschreibt eure Beobachtung. b) Jana, Vida und Bernd diskutieren über das Versuchsergebnis. Bernd: „Eh klar! Luft enthält nur 21 % Sauerstoff und der ist jetzt weg!“ Vida: „Ich denke, die Luft im Glas dehnt sich durch das Erwärmen aus. Wenn die Kerze erlischt, dann kühlt sie wieder ab.“ Jana: „Es entstehen doch Wasserdampf und Kohlenstoffdioxidgas als Abgase. Das müsste den fehlenden Luftsauerstoff doch ausgleichen. Da dürfte sich der Wasserstand gar nicht verändern.“ Diskutiert in der Arbeitsgruppe über die Gedanken von Jana, Vida und Bernd. Wie würdet ihr das Versuchsergebnis erklären? Schreibt eure Lösung in das Chemieheft. A1 Malika steckt eine Spritzenkanüle (1,2/40) auf einen Schlauch. Sie hält die Kanülenspitze in eine Kerzenflamme und pustet durch den Schlauch gleichmäßig ihre Atemluft in den unteren Teil der Flamme. Ihr fällt auf, dass die Flamme an Helligkeit verliert. Dafür entsteht eine scharfe nach schräg unten gerichtete Flamme. Malika hat gelesen, dass die Flamme so heiß ist, dass diese Technik früher verwendet wurde, um Lötmetalle zu schmelzen. Sie versteht nicht ganz, wie sie mit ihrer Atemluft eine so heiße Flamme zusammenbringen kann. Versuche, es Malika zu erklären: A2 Die Zusammensetzung der Luft: Vervollständige die Tabelle. % Gase (Summenformel) ( ) ( ) ( ) 0,1 % andere Gase, zB 0,04 % ( ) V1 Die Zusammensetzung der Luft  Schulbuchseiten 46–47 GefBU x864cd Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

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