Chemie: Theorie und Aufgaben mit Lösungen, Übungen von Chemie

Nur auf Docsity: Lade Chemie: Theorie und Aufgaben mit Lösungen und mehr Übungen als PDF für Chemie herunter!

Magdalena Drozdowska-Romanowska

Unter Mitarbeit von:

Jörg Franke

Inhaltsverzeichnis

• Kapitel 1. Einteilung der Stoffe............................................................3-
• Kapitel 2. Konzentration und Löslichkeit........................................21-
• Kapitel 3. Reaktionen in wässrigen Lösungen ................................37-
• Kapitel 4. Hauptgruppenelemente ..................................................66-
  • 4.1. Alkalimetalle
  • 4.2. Erdalkalimetalle
  • 4.3. Borgruppe
  • 4.4. Kohlenstoffgruppe
  • 4.5. Stickstoffgruppe
  • 4.6. Sauerstoffgruppe
  • 4.7. Halogene
  • 4.8. Edelgase
• Lösungen ..........................................................................................122-
• Wörterbuch.......................................................................................128-
• Anhänge ............................................................................................137-

A

Ergänze den folgenden Lückentext.

Die Lösungswörter : ein, zwei, homogen, wenig zunehmen, verschiedenen, rein, heterogen, messbar, flüssig, gesättigt, qualitativ, quantitativ, 100, Elemente, Materie, Temperatur, Lösungsmittel, Stoffgemische, Erwärmen, Mischen, Verbindungen sollen in entsprechend angepasster sprachlicher Form benutzt werden.

Alles, was in unserem Universum Raum beansprucht, bezeichnet man als _____________(1).

Jede Materie ist aus _____________(2) Stoffen oder nur aus einem Stoff aufgebaut.

Stoffe wiederum bestehen aus chemischen _____________(3) oder chemischen

______________(4). Beides bezeichnet man als _____________(5) Stoffe. Alle nichtreinen

Stoffe bezeichnet man als ____________(6). Reinstoffe bestehen nur aus ______________(7)

Stoff. Stoffgemische bestehen aus mindestens ______________(8) Stoffen. Stoffe, bei denen

man die Bestandteile nicht erkennen kann, nennt man ______________(9)

Gemische. Mischungen, bei denen man die Bestandteile erkennen kann, sind ________(10).

Flüssigkeiten, die Stoffe lösen, heißen ______________(11). Gelöst werden können feste,

______________(12) und gasförmige Stoffe. Nicht jedes Lösungsmittel kann jeden Stoff lösen.

Ist in einer Lösung so viel wie möglich des Stoffes gelöst, nennt man diese Lösung

______________(13). Lösliche Stoffe werden durch ______________(14) oder

______________(15) schneller gelöst. Ob und in welchem Ausmaß ein Stoff in einem

bestimmten Lösungsmittel löslich ist, hängt von seiner ______________(16) ab. Man

unterscheidet die ______________(17) Löslichkeit (ist der Stoff in einem bestimmten

Lösungsmittel löslich?) und die _________(18) Löslichkeit. Sie gibt an, wie viel Gramm

eines Stoffes sich in ______________(19) g Lösungsmittel bei einer bestimmten Temperatur

lösen. Die Löslichkeit eines Stoffes ist ______________(20) und von Stoff zu Stoff

verschieden. Meistens__________(21) sie mit steigender Temperatur ___. Die Löslichkeit von

Gasen zeigt eine umgekehrte Tendenz. Je höher die __________(22), desto __________(23)

Stoff kann man lösen.

A

Eigenschaften eines Stoffes sind Merkmale oder Kennzeichen, an denen man den Stoff (wieder)erkennt. Farbe, Zustandsform (Aggregatzustand), Härte, Geruch und Geschmack sind wichtige und direkt erkennbare Stoffeigenschaften. Nenne stichwortartig möglichst viele Eigenschaften der folgenden Stoffe. a) Wasser ..........................................................................................................................

b) Wasserstoff ...................................................................................................................

c) Kupfer ...........................................................................................................................

d) Eisen ...........................................................................................................................

e) Kochsalz .......................................................................................................................

f) Benzin ...........................................................................................................................

A Auf einem Tisch stehen fünf Kolben, welche alle eine klare farblose Flüssigkeit enthalten. Jedes der Behälter enthält entweder Wasser, Wodka, Essig, eine Zuckerlösung, oder eine Salzlösung. Welche Stoffeigenschaften erlauben es, die verschiedenen Flüssigkeiten zu unterscheiden? Welche Eigenschaften sind gleich?

A

Entscheide, ob es sich bei den folgenden Stoffen um Reinstoffe oder Gemische handelt. Unterstreiche Reinstoffe rot und Gemische blau.

Aluminium, Apfelsaft, Eisen, Iod, Kochsalz, Kaffee, Limonade,

Meerwasser, Milch, Schwefel, Gartenerde, Zucker, Weißwein

A Entscheide, ob es sich um ein homogenes oder heterogenes Gemisch handelt. Streiche die falsche Antwort.

a) Alkohol und Wasser

b) Öl und Wasser

c) Sand und Wasser

d) Mehl und Zucker

e) Wasser und Zucker

f) Wassertröpfchen und Luft

g) Abgase und Luft

homogen / heterogen homogen / heterogen homogen / heterogen homogen / heterogen homogen / heterogen homogen / heterogen homogen / heterogen

A

Ergänze folgende Tabelle mit Hilfe der unten angegebenen Beispiele.

Aktivkohle, Alkohol in Wasser, Bimsstein, Sprudel, Bronze, Granit, Erde, Hautcreme, Luft,

Milch, Mineralwasser, Staub oder Schmutz in Luft, Salzwasser, Schlagsahne, Schmutzwasser,

Schlamm, Schokolade, Seifenschaum, verschiedene Glassorten, Wasserstoff in Platin,

Wassertropfen in Luft, Zuckerwasser.

Einteilung von Stoffgemischen:

Komponenten- Zustandsform

Stoffe / Beispiele Gemischtyp

fest/fest

fest/flüssig

fest/gasförmig

flüssig/flüssig

flüssig/gasförmig

h e t e r o g e n

fest/fest

fest/flüssig

fest/gasförmig

flüssig/flüssig

flüssig/gasförmig

gasförmig/gasförmig

h o m o g e n

A

Trage die Übergänge der Aggregatzustände in das dargestellte Schema ein. Zeichne die Übergänge, bei denen erhitzt wird, rot ein und die, bei denen abgekühlt wird, blau.

A

Beantworte mit Hilfe der Tabelle folgende Fragen.

1. In welchem Aggregatzustand befindet sich Alkohol bei 10°C und bei 90°C?

2. Auf welche Temperatur muss man Sauerstoffgas abkühlen, um es zu verflüssigen?

3. Auf welche Temperatur muss man Eisen erwärmen, um es zu verflüssigen?

4. In welchem Aggregatzustand liegt Schwefel bei 100 °C, 200°C und bei 500°C vor?

Stoff Schmelzpunkt [ °C] Siedepunkt [ °C] Sauerstoff -219 - Butan -138 -0, Alkohol -114 + Benzol +5 + Wasser 0 + Naphthalin +80 + Schwefel +113 + Aluminium +660 + Kochsalz +801 + Eisen +1535 +

6. Durch eine _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ kann man eine Flüssigkeit von einem in ihr unlöslichen Feststoff trennen.
   7. Mit einer einfachen _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ kann man lösliche Feststoffe von einem Lösungsmittel oder Flüssigkeiten mit großen Siedetemperaturunterschieden trennen.
7. _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ist ein Verfahren, das die Auftrennung eines Stoffgemisches durch unterschiedliche Verteilung seiner Einzelbestandteile zwischen einer stationären und einer mobilen Phase erlaubt, z.B. die Auftrennung eines Farbstoffgemisches.
8. Bei dem _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ werden ferromagnetische Stoffe von den nichtmagnetischen Stoffen getrennt .Z.B. Eisen kann man mithilfe eines Magneten von anderen Feststoffen oder Flüssigkeiten abtrennen.
9. Unter _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ versteht man das Herauslösen von Stoffen mithilfe eines Lösungsmittels. Man kann sowohl eine bestimmte Flüssigkeit aus einer anderen Flüssigkeit herauslösen, als auch lösliche Feststoffe aus Flüssigkeiten oder aus anderen Feststoffen herauslösen. Dieses Verfahren beruht auf der unterschiedlichen Löslichkeit der einzelnen Stoffe.
10. Aufgrund der Korngröße kann man lockere Feststoffgemische durch _ _ _ _ _ _ trennen.

Flüssigkeitsgemisch

Thermometer

Destillat

Kühler

Magnet

Eisen

Eisen und Sand

Sieb

Feinkies

Grobkies

A

Luft ist hauptsächlich ein Gemisch aus Sauerstoff (Siedetemperatur = -183°C), Stickstoff (Siedetemperatur = -196°C) und Argon (Siedetemperatur = -186°C). Wie kann man flüssige Luft, welche auf -200°C abgekühlt ist, in ihre Reinstoffe auftrennen?

A

Bei den Trennverfahren werden verschiedene Stoffeigenschaften benutzt. Ergänze die Tabelle.

Trennverfahren zur Trennung ausgenutzte physikalische Eigenschaft trennbarer Gemischtyp

unterschiedliche Dichte

unterschiedliche Partikelgröße Suspension, Rauch

DESTILLATION

unterschiedliche Löslichkeit Emulsion, festes Gemisch

UMKRISTALLISIEREN

unmittelbarer Übergang vom festen Zustand in den gasförmigen Zustand

festes Gemisch mit Jod

A

In welcher Reihenfolge führt man die Trennung eines Stoffgemisches aus Eisenspänen, Sand, Holzkohle und Kochsalz durch?

…….. Die trübe Flüssigkeit wird anschließend in den Stehkolben filtriert. Eventuell muss man nochmals filtern, bis das Filtrat klar ist. …….. Nach dem Umschütten in die Abdampfschale wird vorsichtig eingedampft. …….. Das Eisen wird mit Hilfe des Magneten abgetrennt und in einem bereitgestellten Becherglas gesammelt. …….. Das Stoffgemisch wird in ein 250-ml-Becherglas gegeben. …….. Durch Dekantieren trennt man ihn von der mit Kohle verunreinigten Salzlösung. …….. Nach Zugabe von Wasser zum Restgemisch wird kurz durchgerührt. Nach wenigen Sekunden setzt sich der Sand auf dem Boden des Becherglases ab (Sedimentation).

A

Benenne die Bestandteile folgender Lösungen:

A. Limonade = Wasser + Zucker + Zitronensäure

Wasser = Limonade = Zitronensäure =

B. Jodtinktur = Alkohol + Jod

Iod = Alkohol = Iodtinktur =

C. Essig = Wasser + Essigsäure

Wasser = Essig = Essigsäure =

A

Nenne jeweils zwei mögliche Arten der Herstellung a) einer ungesättigten Lösung aus einer gesättigten Lösung

b) einer gesättigten Lösung aus einer ungesättigten Lösung

A

Wie heißen die bei der Destillation benutzten Laborgeräte?

Destillierkolben (ein Rundkolben) Kühler Kühlwasserausgang Kühlwassereingang Rundkolben für Destillat Thermometer Wärmequelle (hier: ein Bunsenbrenner)

A

Lies den Text und entscheide, ob die Aussagen in der Tabelle stimmen.

DIE KAFFEEMASCHINE ALS CHEMISCHES LABOR

Ohne chemische Prozesse kann morgens kein Kaffee gebrüht und kein Kuchenteig verrührt

werden. Denn auch wer meint, keine Ahnung von Chemie zu haben, nutzt täglich eine Vielzahl

chemischer Techniken und Werkzeuge – in der Küche ganz besonders.

Was in der Chemie kompliziert klingt, ist für die meisten Menschen tägliche Routine: Das

Kaffeekochen zum Beispiel.

Ob mit der Hand oder per Maschine – wer den morgendlichen Wachmacher aufbrüht, wird als Chemiker aktiv. Denn Kaffeekochen ist ein chemischer Trennungsvorgang, wissenschaftlich „Extraktion“ genannt. Dieser Prozess beginnt, sobald heißes Wasser über den Kaffee fließt und dadurch die einzelnen Bestandteile aus der wertvollen Bohne herausgelöst werden.

Also Eiweiße, Gerb- und Mineralstoffe, Koffein, Fette, Kohlenhydrate oder Säure – alle diese

Zutaten fließen durch den Filter in die Kanne und ergeben im Resultat wohlriechenden frischen

Kaffee. Zurück bleibt der Kaffeesatz im Filter – Extraktionsvorgang beendet.

Eine starke Verbindung: Fettkügelchen im Kuchenteig

Wenn zwei Stoffe zusammen bleiben, obwohl es ihnen naturgemäß widerstrebt, spricht die

Chemie von einer „Emulsion“. Dieser Begriff findet sich auch auf vielen Körperpflegeprodukten

und meint dort ebenfalls die Vermischung von Substanzen, die sich andernfalls nicht vertragen

hätten – zum Beispiel Fett und Wasser. Denn Fett schwimmt bekanntlich immer oben. Nur im

Kuchenteig nicht. Warum?

Weil das Verrühren nicht nur vermengt, sondern auch wieder „zerlegt“. Denn alle Zutaten wie

Zucker, Ei, Milch und das Fett Butter werden beim simplen Rühren in ihre kleinen und kleinsten

Bestandteile aufgespaltet.

Einige davon sind in der Lage, sich die Fettkügelchen aus der Butter zu „schnappen“ und

festzuhalten, zum Beispiel Lecithin-Moleküle aus dem Eiweiß sowie Kasein-Moleküle aus der

Milch. Sie umschließen die Fettklümpchen der Butter fest und dauerhaft.

Ohne diesen „emulgierenden“ Prozess aus der Chemie würden die Fettkügelchen aus der Butter

an die Oberfläche streben, um dort mit anderen Fettpartikeln eine Fettschicht zu bilden – und

kein Kuchen würde gelingen.

Multiple-choice Fragen.

1. Was ist, chemisch gesehen, ein Stoff? a) Haschisch b) eine durch bestimmte Eigenschaften gekennzeichnete Substanz c) etwas, das man anfassen kann d) Textilmaterial
2. Was ist ein Aggregatzustand? a) rot b) weich c) hart d) fest
3. Kochsalz ist ... a) ein heterogenes Gemisch b) ein homogenes Gemisch c) eine Verbindung d) ein Element
4. Salatdressing ist ... a) ein heterogenes Gemisch b) ein homogenes Gemisch c) eine Verbindung d) ein Element
5. Luft ist ... a) ein heterogenes Gemisch b) ein homogenes Gemisch c) eine Verbindung d) ein Element
6. Eisen ist ... a) ein heterogenes Gemisch b) ein homogenes Gemisch c) eine Verbindung d) ein Element
7. Was sind die Bläschen im Sprudel? a) Wasserstoff b) Kohlenstoffdioxid c) Sauerstoff d) Schwefelwasserstoff
8. Was ist der Hauptbestandteil der Luft? a) Sauerstoff b) Stickstoff c) Kohlenstoffdioxid d) Wasser

9. Welcher der folgenden Stoffe leitet Wärme am besten? a) Luft b) Holz c) Glas d) Metall
10. Was weist man mit einer Knallgasprobe nach? a) Erdgas b) Helium c) Wasserstoff d) Kohlenstoffdioxid
11. Was versteht man unter Kondensation? a) die Entladung elektrischer Spannung b) die Verdichtung von Stoffen durch Verpressen c) den Übergang vom gas- oder dampfförmigen in den flüssigen Aggregatzustand d) den Gehalt einer Lösung in einer Flüssigkeit
12. Wie nennt man die Trennung von Flüssigkeiten auf Grund von unterschiedlichen Siedetemperaturen? a) Destillation b) Filtration c) Konfirmation d) Substitution
13. Wie heißt der Vorgang, wenn ein Gas in einen Feststoff übergeht? a) Resublimieren b) Sublimieren c) Erstarren d) Kondensieren
14. Mit welchem Trennverfahren trennt man eine Suspension? a) Filtrieren b) Dekantieren c) Destillation d) Sedimentieren
15. Welche Stoffeigenschaft ist eine chemische Eigenschaft? a) Siedepunkt b) Löslichkeit c) Dichte d) Acidität
16. Welcher Stoff ist eine homogene Mischung? a) Rauch b) Salzlösung c) Emulsion d) Eisenerz

25. Ein Liter 25ºC warmes Wasser hat im Vergleich zu 4º C kaltem Wasser a) eine größere Masse, b) eine kleinere Masse oder c) die gleiche Masse. d) 1 Liter Wasser wiegt immer 1 kg.
26. Eine Lösung ist immer a) eine Flüssigkeit, b) ein homogenes Gemenge, c) ein Gemisch aus zwei Komponenten oder d) ein Gemisch von Wasser und gelöstem Stoff.
27. Ein Reinstoff ist a) immer homogen, b) immer heterogen, c) manchmal homogen, manchmal heterogen, d) ein Element
28. Stoffe, die sich durch Trennverfahren nicht zerlegen lassen, nennt man a) Edukte b) Elemente c) Reinstoffe d) Homogene Gemische.
29. Welche der folgenden Stoffe sind im Wasser unlöslich? a) Kochsalz, Essig, Sand b) Zucker, Ethanol, Kochsalz c) Ethanol, Benzin, Sand d) Kohlenstoff, Schwefel, Benzin
30. Man hat zufällig Kreide ins Wasser geschüttet. Um diese Stoffe wieder zu trennen, soll man a) alles erst erwärmen, dann abkühlen; b) gut mischen, dann abkühlen; c) filtrieren. d) Das Gemenge lässt sich nicht trennen.
31. Was passiert mit einer gesättigten Lösung von KNO 3 , wenn sie von 30º C auf 10º C abgekühlt wird? a) Die abgekühlte Lösung wird ungesättigt. b) Ein Teil des Wassers verdampft. c) KNO 3 fängt an zu kristallisieren. d) Es passiert nichts.
32. Einen Stoff, in dem sich andere Stoffe lösen können, nennt man a) homogene Lösung b) Lösungsmittel c) das Lösen d) gelöster Stoff.

33. Welche Komponente ist in Amalgam enthalten? a) Silber b) Quecksilber c) Aluminium d) Essig
34. Nenne das Trennverfahren, bei dem sich ein Sand-Wasser-Gemisch voneinander trennen lässt. a) Destillation b) Sedimentieren dann Dekantieren c) Chromatographie d) Sieben
35. Um welche Gemischart handelt es sich bei Milch? a) Lösung b) Suspension c) Emulsion d) Schaum
36. Nenne die Aggregatzustände der Bestandteile von Legierungen a) flüssig - gasförmig b) fest - fest c) gasförmig - flüssig d) fest - flüssig
37. Um welche Gemischart handelt es sich bei einem heterogenen Gemenge (flüssig – gasförmig) a) echte Lösung b) Suspension c) Aerosol d) Schaum
38. Welche Stoffeigenschaften nutzt man bei der Chromatographie? a) Löslichkeit in der flüssigen Phase, Adsorbtion mit der stationären Phase (Papier) b) Aussehen, Teilchendurchmesser c) unterschiedliche Dichte d) unterschiedliche Siedetemperatur
39. Welchen Aggregatzustand nimmt ein Gas an, wenn man es abkühlt? a) gasförmig b) fest c) flüssig d) flüssig oder fest
40. Wenn ein Stoff erstarren soll, so wird er a) vom flüssigen Zustand in den festen Zustand versetzt b) vom festen Zustand in den flüssigen Zustand versetzt c) vom flüssigen Zustand in den gasförmigen Zustand gebracht d) vom gasförmigen Zustand in den flüssigen Zustand versetzt.

Antworten: