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Treffpunkt Chemie Lösungen 17.12.2003 17:00 Uhr Seite 26 |10| Baustoffe und Werkstoffe 8. Bohrkopf (Zahnarztbohrer) mit Diamantsplittern besetzt. 9. a) Andere Glassorten enthalten Zusatzstoffe wie Boroxid oder Aluminiumoxid, welche die Eigenschaften des Recyclingglases verändern würden. b) Weil Glas ein Gemisch von Stoffen mit unterschiedlichen Schmelztemperaturen ist. 10. a) Weil Rohsilicium aus Sand in aufwändigen Verfahren zum erforderlichen Reinstsilicium umgewandelt wird. b) Es wird durch Kristallisation aus einer Schmelze von Reinstsillicium gewonnen. 11. z.B. Vorderseite: Diamant, Rückseite der Karteikarte: Eigenschaften Aussehen elektrische Leitfähigkeit Diamant durchsichtig, stark lichtbrechend nicht leitend Härte sehr hart (Härte 10) Dichte 3,51 g/cm 3 chemisches Verhalten Verwendung widerstandsfähig gegen alle Chemikalien, verbrennt an der Luft bei etwa 3000 °C Schmuck, Bohrköpfe, Trennscheiben 26
Treffpunkt Chemie Lösungen 17.12.2003 17:00 Uhr Seite 27 |11| Die Weltdes Kohlenstoffs:Organische Chemie Seite 137 1 Fragen zum Text a) Das gemeinsame Element aller organischen Stoffe ist Kohlenstoff. Elementarsymbol: C, Ordnungszahl: 6, 4. Hauptgruppe, also 4 Außenelektronen; der Kern des Kohlenstoff-Atoms 12 C enthält 6Protonen und 6Neutronen (Nukleonenzahl 12 = Massenzahl), die Hülle ent- 6 hält 6 Elektronen. b) Erhitzt man Zucker im Reagenzglas, so wird er schwarz (verkohlt). Kochsalz verkohlt nicht, sondern schmilzt – allerdings nur bei starkem Erhitzen über 800 °C (Schmelztemperatur von NaCl: 801°C). c) Der schwedische Chemiker BERZELIUS prägte den Begriff „Organische Stoffe“. d) Einige einfache Kohlenstoffverbindungen wie Kohlenstoffmonooxid, Kohlenstoffdioxid und die Carbonate zählt man nicht zu den organischen Stoffen. e) Die große Vielfalt der organischen Verbindungen ist darauf zurückzuführen, dass sich die Kohlenstoff-Atome in unverzweigten Ketten sowie in Ringen miteinander zu Molekülen verbinden können. 2 Experiment a) Papier und Watte (Baumwolle) werden sehr schnell braun bis schwarz, bei Holz (vor allem bei feuchtem Hartholz) dauert es etwas länger. b) Plexiglas wird beim Erhitzen schwarz, Fensterglas dagegen nicht: Plexiglas ist ein organischer Stoff, Fensterglas dagegen nicht. c) Der trockene Zucker wird zunächst gelb, später braun und schließlich schwarz (Verkohlung). Dabei kondensiert Wasser an den kalten Stellen des Reagenzglases. Dies ist ein Hinweis darauf, dass in Zucker Wasserstoff und Sauerstoff enthalten ist und sich der Wasserstoff mit dem Sauerstoff zu Wasser umgesetzt hat. 3 Experiment a) Es ist besser, mit dem Brenner als mit einer Kerze zu arbeiten, da Kerzen sehr stark rußen und die Apparatur dadurch verschmutzt wird. b) Die Proteine im Eiklar zersetzten sich beim Erhitzen; dabei entsteht u.a. Ammoniak und Schwefelwasserstoff, da in Ei-Proteinen stets auch schwefelhaltige Aminosäuren (z.B. Cystein) vorhanden sind. Mit Bleiacetat (Indikator für Schwefelwasserstoff) reagiert Schwefelwasserstoff zu dunklem PbS (Bleisulfid). b) In der Abb. 3 ist ein Kreisprozess dargestellt, wie man Biogas gewinnen kann. Abfälle wie Gülle und Mist werden durch Bakterien zersetzt; dabei entsteht Biogas. Das Biogas kann als Heizgas benutzt werden; dabei entsteht Kohlenstoffdioxid und Wasser. Diese Stoffe brauchen die Pflanzen für die Fotosynthese. Die bei der Fotosynthese entstehenden Nährstoffe werden von Tieren gefressen und verdaut. Die Abfälle werden ausgeschieden und der Stoffkreislauf ist geschlossen. c) Vorteile von Biogas: hoher Heizwert, verbrennt zu Kohlenstoffdioxid und Wasser, erneuerbarer Energieträger. Seite 139 Exkurs:Technik 1. Bei der Verbrennung von Erdgas entstehen ein Drittel weniger Stickstoffoxide als bei Erdöl und es bleiben keine Rückstände. Es setzt weniger Kohlenstoffdioxid frei als andere fossile Brennstoffe. Erdgas ist fast schwefelfrei und geruchsfrei. Zum Transportieren werden keine Tankschiffe oder Lastwagen, zur Aufbewahrung keine Behälter benötigt. 2. Das meiste Erdgas erhalten wir aus den Ländern: Russland, Norwegen und den Niederlanden. 3. Es enthält als Rohgas noch verschiedene Verunreinigungen sowie Schwefelwasserstoffgas. 4. Um es bei Gefahr besser erkennen zu können, setzt man ihm einen an Knoblauch erinnernden Geruchstoff bei. Seite 142 1 Fragen zum Text a) Da sich die Siedetemperaturen der einzelnen Ölbestandteile nur geringfügig unterscheiden, erhält man Gemische aus Stoffen mit ähnlichen Siedetemperaturen. b) Gase zum Heizen, Benzine als Kraftstoff, Petroleum/ Kerosin als Treibstoff für Flugzeuge, Diesel/leichtes Heizöl als Kraftstoff und zum Heizen, schweres Heizöl als Treibstoff für Tanker oder in Industrieanlagen, Asphalt im Straßenbau. Seite 145 Seite 138 1 Fragen zum Text a) Steckbrief von Methan: gasförmig, farblos, leichter als Luft, unlöslich in Wasser, löslich in Benzin, brennbar mit bläulicher Flamme, verbrennt zu Kohlenstoffdioxid und Wasser, bildet mit Luft explosive Gemische („schlagende Wetter”), entsteht bei der Zersetzung organischer Stoffe (z.B. in Faultürmen von Kläranlagen), Summenformel CH 4 ; Bestandteil von Erdgas und Biogas. 1 Fragen zum Text a) Ethen fördert die Obstreifung. b) Ethan ist ein gesättigtes Molekül, Ethen dageben ein ungesättigtes (hat eine C=C-Doppelbindung im Molekül). c) Ungesättigte Kohlenwasserstoffe bestehen aus Molekülen, die mindestens eine Mehrfachbindung (Doppeloder Dreifachbindung) zwischen zwei C-Atomen haben. d) Summenformel der Alkene: C n H 2n e) Die sechs einfachsten Alkene heißen: Ethen, Propen, Buten, Penten, Hexen, Hepten. 27
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