Anorganische Chemie für Schüler: Erste Grundlagen: Wesentliche Eigenschaften von Stoffen

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Wesentliche Eigenschaften von Stoffen[Bearbeiten]

Wenn man einzelne Stoffe genau im Experiment untersucht, stellt man fest, dass sie sich oft in mehreren Punkten unterscheiden.

Diese Tabelle beschreibt die Eigenschaften der Stoffe. Im Experiment verändern sie sich allerdings. Z. B. durch Verbrennen oder Auflösen in Wasser können sich die Eigenschaften verändern.

Eigenschaften Kohlenstoff Eisen Schwefel Zucker
Farbe: schwarz silbrig, glänzend zitronengelb weiß
Zustand: Feststoff Feststoff pulvriger Feststoff pulvriger, kristallartiger Feststoff
Geruch: kein Geruch kein Geruch kein Geruch kein Geruch
Sonstiges: nicht magnetisch magnetisch nicht magnetisch nicht magnetisch
Graphit leitet den elektrischen Strom leitet den elektrischen Strom leitet den elektrischen Strom nicht leitet den elektrischen Strom nicht
wasserunlöslich wasserunlöslich wasserunlöslich wasserlöslich
spröder Feststoff dehnbar / biegsam spröder Feststoff spröder Feststoff
Stoffe können wir an ihren Eigenschaften erkennen.

Solche Eigenschaften sind:[Bearbeiten]

Farbe, Geruch, Geschmack, Löslichkeit, Brennbarkeit, Leitfähigkeit, Dichte und viele andere.

Damit die Stoffe voneinander unterschieden werden können, müssen sie durch nachprüfbare Eigenschaften exakt beschrieben werden. Zwei verschiedene Stoffe können nicht in allen Eigenschaften gleich sein.

Einige Eigenschaften scheinen sich auch zu ändern. So kann z. B. Wasser in drei verschiedenen Aggregatzuständen auftreten: Eis, Wasser, Wasserdampf.

Gold und Silber[Bearbeiten]

Die Vorgänger der heutigen Chemiker hießen im Mittelalter Alchimisten. Die Alchimie war von der Idee der künstlichen Umwandlung von unedlen Metallen zu Gold getrieben. Viele Herrscher ließen Alchimisten für sich arbeiten und hofften, durch die Entdeckung des „Steins der Weisen“ Gold herstellen zu können. Abgesehen von ein paar Zaubertricks gelang das allerdings niemandem. Gold kann nicht einfach so hergestellt werden. Mancher Alchimist bezahlte für diesen Misserfolg mit dem Leben.

In diesem Versuch wirst Du lernen, wie man Gold und Silber herstellen und reich werden kann.

Außerdem lernst Du hier, wie man ein Versuchsprotokoll erstellt. Die grün getippten Wörter sollten in jedem Deiner zukünftigen Protokolle auftauchen, die blauen können zusätzlich ein Protokoll bereichern.

Versuch 1 – „Silber“ herstellen[Bearbeiten]

Geräte 2 Bechergläser, Uhrglas, Bunsenbrenner, Stativtischchen

Chemikalien Kupfermünze, Natronlauge, Zinkstaub, Wasser

Versuchsdurchführung Einige blanke Kupfermünzen werden in ein Becherglas gelegt und mit konzentrierter Natronlauge übergossen. Man fügt dann eine winzige Menge Zinkstaub hinzu und schließt das Becherglas mit einem Uhrglas. Dann erhitzt man alles mit kleiner Bunsenbrennerflamme etwa 5 Minuten lang und bringt das Gemisch zum Sieden. (Vorsicht: Lauge spritzt und ätzt ⇒ unbedingt eine Schutzbrille aufsetzen)

Nach einigen Minuten wird die Flamme abgestellt und man gießt die erkaltete Lösung in ein anderes Gefäß ab, so dass die Münzen im ersten Becherglas bleiben. Die Münzen werden nun abgespült und anschließend mit einem Tuch poliert und genau beobachtet.

Zeichnung vom Versuchsaufbau:

Versuchsaufbau Herstellung Verzinken
Beobachtung Schlussfolgerung
die Lauge kocht und brodelt Nicht nur Wasser kann kochen, auch andere Flüssigkeiten kochen. Chemiker nennen diesen Vorgang auch „sieden“.
die Münze färbt sich silbrig Das Zinkpulver setzt sich auf der Münze fest und färbt sie silbrig. Die Natronlauge hat dabei die Aufgabe, Schmutz und Fett auf der Münze zu lösen, damit sich möglichst überall das Zinkpulver festsetzen kann.

Zusatzinfo zur Verzinkung[Bearbeiten]

Das Verzinken wird fast überall eingesetzt, wo mit reinem Eisen gearbeitet wird. Da Eisen rostet, möchte man es vor Wasser und Sauerstoff schützen, so dass es nicht rosten kann. Diesen Schutz bietet z. B. eine Zinkschicht. Mögliche Einsatzbereiche sind z. B. das Verzinken von Autoblechen, Brückenpfeilern, Geländern, Zäunen, Werkzeugen usw.

Versuch 2 – „Gold“ herstellen[Bearbeiten]

Geräte: Tiegelzange und Bunsenbrenner

Durchführung

Die Münzen aus V1 werden sehr kurz in die rauschende Brennerflamme gehalten und gewendet, bis sich ihre Farbe ändert.

Versuchsaufbau

Versuchsaufbau der Herstellung von Messing


Beobachtung Schlussfolgerung
Die Münze wird „vergoldet“ Zink und Kupfer verschmelzen miteinander. Es ist ein neuer Stoff entstanden. Es hat sich Messing gebildet.


Zusatzinformationen[Bearbeiten]

 Messing ist eine Legierung (Metallmischung) aus Kupfer und Zink. Es ist schon seit dem dritten Jahrtausend v. Chr. bekannt. Seither wurden daraus hauptsächlich Gefäße, Schmuck und Kunstgegenstände hergestellt.

Auch heute wird Messing wegen seiner goldähnlichen Farbe für Verzierungen und Beschläge verwendet. Viele Blechblasinstrumente und Teile von Holzblasinstrumenten werden aus Messing gefertigt. Man nutzt auch seine gute elektrische Leitfähigkeit und seine Stabilität aus. So sind z. B. oft Antennen und Hohlleiter aus Messing gefertigt. Häufig wird es auch wegen seiner guten Beständigkeit gegen Rost für Badezimmerarmaturen eingesetzt.

Eigenschaften

  • rötlich glänzendes Metall (je nach Mischungsverhältnis variiert die Farbe von goldorange (bei hohem Kupferanteil) bis hellgelb)
  • härter als reines Kupfer
  • schmilzt bei ca. 900–925 Grad Celsius (hängt von der Mischung ab)
  • Dichte: ca. 8,3 g/cm³
  • unmagnetisch

Messing weist Ähnlichkeiten mit  Bronze auf. Bronze ist eine Kupfer-Zinn-Legierung.