Was ist Chemie und warum ist sie wichtig?
Chemie ist eine Naturwissenschaft, die sich mit Stoffen beschäftigt - also mit allem, woraus Gegenstände bestehen. Während sich Physik mit Körpern und Biologie mit Lebewesen befasst, untersucht die Chemie den Aufbau, die Eigenschaften und Umwandlungen von Stoffen.
Die Chemie verbessert dein Leben in fast jedem Bereich! In der Ernährung sorgt sie für Düngemittel und Nahrungsergänzungsmittel. Für deine Gesundheit entwickelt sie Medikamente und Desinfektionsmittel. Sogar deine Kleidung wird durch chemische Entwicklungen atmungsaktiver und pflegeleichter.
Von Feuerwerk über Autotreibstoffe bis hin zu neuen Energieträgern - Chemie macht unser Leben bunter, sicherer und praktischer. Auch beim Wohnen und in der Freizeit begegnet dir Chemie täglich, ohne dass du es merkst.
Merke dir: Chemie ist nicht nur im Labor - sie steckt in deinem Smartphone, deiner Zahnpasta und sogar in deinem Lieblings-T-Shirt!
Stoffe charakterisieren - So erkennst du sie!
Stoffe sind die Materialien, aus denen Gegenstände gemacht werden. Jeder Stoff hat typische Eigenschaften, die ihn eindeutig charakterisieren. Wichtig: Form und Größe eines Gegenstandes gehören NICHT zu den charakteristischen Eigenschaften!
Du kannst Stoffeigenschaften auf zwei Arten ermitteln. Mit deinen Sinnesorganen erkennst du Farbe, Aggregatzustand, Geruch, Festigkeit und Glanz. Mit Hilfsmitteln misst du Löslichkeit, Magnetismus, Siede- und Schmelztemperatur oder die elektrische Leitfähigkeit.
Diese Eigenschaften helfen dir dabei, unbekannte Stoffe zu identifizieren. So kannst du beispielsweise Metalle von Kunststoffen unterscheiden oder herausfinden, ob sich ein Stoff in Wasser löst.
Der Gasbrenner - Dein wichtigstes Werkzeug
Der Kartuschenbrenne r erreicht Temperaturen bis zu 1500°C und ist dein wichtigstes Werkzeug im Chemieunterricht. Er besteht aus mehreren Teilen: Mantel, Brennerrohr, Luftregelung und Kartusche.
So zündest du ihn richtig an: Stelle den Brenner sicher auf und prüfe, ob Gashahn und Luftöffnung geschlossen sind. Öffne den Gashahn und entzünde das Gas mit einem Streichholz - du siehst eine gelbe Flamme. Öffne dann die Luftzufuhr komplett für eine blaue Flamme.
Die blaue Flamme ist heißer und wird zum Erhitzen verwendet, während die gelbe Flamme weniger heiß ist. Mit der richtigen Handhabung des Brenners kannst du sicher experimentieren und spannende chemische Reaktionen beobachten.
Teilchenmodell und Aggregatzustände
Das Teilchenmodell erklärt dir, warum Stoffe fest, flüssig oder gasförmig sein können. Es ist eine Vereinfachung der Realität, macht aber komplizierte Vorgänge leicht verständlich. Alle Stoffe bestehen aus winzig kleinen Teilchen, die sich unterschiedlich verhalten.
Bei festen Stoffen sind die Teilchen dicht gepackt und regelmäßig angeordnet - sie können sich kaum bewegen. Flüssige Stoffe haben beweglichere Teilchen mit weniger starken Anziehungskräften. Bei Gasen bewegen sich die Teilchen völlig frei und nehmen jeden verfügbaren Raum ein.
Stoffe können zwischen den Aggregatzuständen wechseln: Schmelzen (fest → flüssig), Verdampfen (flüssig → gasförmig), Kondensieren (gasförmig → flüssig) und Erstarren (flüssig → fest). Sublimieren bedeutet den direkten Übergang von fest zu gasförmig.
Tipp: Denk an Eiswürfel, die schmelzen, oder an Wasserdampf, der an kalten Fenstern kondensiert - so siehst du Aggregatzustandsänderungen täglich!
Gemenge und Trennverfahren
Gemenge entstehen, wenn sich verschiedene Stoffe vermischen, ohne chemisch zu reagieren. Man unterscheidet homogene Gemenge (einheitliches Aussehen, wie Salzwasser) von heterogenen Gemenge (verschiedene Bereiche erkennbar, wie Öl in Wasser).
Es gibt verschiedene Arten von Gemengen: Legierungen fest−fest, Lösungen fest−flu¨ssigodergasfo¨rmig−gasfo¨rmig, Suspensionen fest−flu¨ssigmitsichtbarenTeilchen und Emulsionen flu¨ssig−flu¨ssig. Auch Rauch und Schaum sind spezielle Gemenge-Arten.
Die Destillation ist ein wichtiges Trennverfahren für Flüssigkeitsgemische. Dabei wird das Gemenge erhitzt, verdampft und wieder abgekühlt. Das Destillat (das Ergebnis) enthält dann den Stoff mit der niedrigeren Siedetemperatur in reiner Form.