Arbeitsblatt: Dossier Chemische Reaktionen erforschen

Lernziele: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. Ich kann erklären, was eine chemische Reaktion ist. Ich kann den Ablauf einer Verbrennung in eigenen Worten wiedergeben. Ich kann die drei nötigen Bestandteile für eine Verbrennung aufzählen. *Ich kann erklären, weshalb chem. Reaktionen mit Sauerstoffaufnahme unterschiedlich schnell ablaufen und dass dabei Oxide entstehen. Ich kann erklären, wie man sich im Brandfall korrekt verhält und Feuer richtig löscht. *Ich kann erklären, wie man Wasserstoff und Sauerstoff aus Wasser gewinnen kann. Ich kann erklären, mit welchen Proben Wasserstoff und Sauerstoff nachgewiesen werden können. Ich kann erklären, weshalb abgespaltener Sauerstoff zwischen zwei Stoffen wechseln kann. *Ich kann Reaktionsgleichungen in Worten und im Teilchenmodell aufstellen. 4.1 Eine chemische Reaktion, was ist das? Bild Beschreibung Chemische Reaktion? Energie abgeben oder benötigen? 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 4.1.a. Neue Stoffe entstehen 1. Wenn man mehrere Stoffe zusammenbringt und diese schüttelt, erhitzt oder in Wasser löst, können neue Stoffe entstehen. Wenn neue Stoffe entstehen, nennt man den Vorgang . Sie ist häufig erkennbar durch Lichtentstehung, Farbänderung, Geruchsänderung, Rauchentwicklung, Wärmeentwicklung oder Formänderung. 2. Definiere den Begriff «chemische Reaktion». 3. Im Text nachfolgenden verbergen sich physikalische Vorgänge und chemische Vorgänge. Markiere die physikalischen Vorgänge blau und die chemischen Vorgänge rot. Die Geschichte eines Jungen nennen wir ihn Max Max wurde schon früh am vergangenen Montag geweckt. Er stand auf und ging ins Bad. Dort wusch er sich, indem er Seife in ein Waschbecken mit Wasser fallen liess und das Wasser umrührte, bis es schäumte. Dann zog er sich an. Bevor er losfuhr, frühstückte er. Es gab Müesli mit Milch und Honig, welches er umrührte. Dazu mischte er sich 100%igen Orangensaft mit Mineralwasser in einem grossen Glas zurecht. Für die Schulzeit mischte er sich ein «Kraftgetränk». Er gab eine Tablette Powerdrink mit Zitronengeschmack in eine Flasche mit Wasser und schüttelte ein wenig, bis sich die Tablette sprudelnd aufgelöst hatte. Dann packte er seine Sachen und ging zum Schulbus an die Haltestelle. Er hatte Glück: Gerade als er an die Haltestelle kam, liess der Bus den Motor an, dicke Russwolken kamen aus dem Auspuff. Max wurde gerade noch hereingelassen und kam kurz darauf in der Schule an. 4. Einer der Vorgänge passt nicht in die folgende Aufzählung. Unterstreiche ihn und begründe deine Antwort. Kuchen backen Salz in Wasser auflösen Holz verbrennen Kerze abbrennen Rosten von Eisen Fleisch braten 2 4.1.b Feuer genau untersuchen Ein Feuer braucht drei Dinge, damit es brennen kann. Untersucht zu dritt, wie sich die drei Rahmenbedingungen oder deren Veränderung auf das Feuer auswirken. Experiment 1: Kerze unter dem Becherglas Findet heraus, wie lange eine Kerze unter einem Becherglas brennen kann. Dafür werdet ihr zwei Teelichter anzünden und ein grosses und ein kleines Becherglas darüberstülpen (Bild 1). Materialien: 1 feuerfeste Unterlage 2 Teelichter 1 grosses Becherglas 1 kleines Becherglas 1 Stoppuhr a.) Was könnte passieren? Notiere für dich deine eigene Vermutung. b.) Entzündet beide Teelichter und stülpt die Bechergläser darüber (Bild 1). Stoppt die Zeit, bis jeweils das Teelicht erstickt. Schreibt die gestoppte Zeit auf. Grosses Becherglas Kleines Becherglas c.) Notiert eure Beobachtung. d.) Interpretiert eure Erkenntnisse. e.) Was könnten die drei Dinge sein, die für das Entzünden eines Feuert benötigt werden? 3 Experiment 2: Wann brennt Papier? Findet heraus, ob Papier immer brennt. a.) Befestigt den Papierbecher am Stativ (Bild 2), füllt ihn mit 2 cm hoch mit Wasser und stellt das brennende Teelicht darunter. Materialien: 1 feuerfeste Unterlage 1 Teelicht Streichhölzer 1 Papierbecher 1 Stativ 1 Stativring Wasser b.) Beobachtet, ob der Papierbecher zu brennen beginnt und was sonst noch passiert. c.) Erklärt eure Beobachtungen und diskutiert sie in der Gruppe. d.) Schreibt einen Grund auf, warum der nasse Papierbecher nicht zu brennen beginnt. e.) Schreibt einen Grund auf, warum ein grosses Feuer ausgeht, wenn die Feuerwehr Wasser hineinspritzt. f.) Schreibt eine Vermutung auf, warum eine Kerze ausgeht, wenn man Luft hineinbläst. 4 Experiment 3: Wie brennen Metalle? Findet heraus, wie Metalle brennen. Testet verschiedene Metallpulver in dieser Reihenfolge: Kupfer, Eisen, Magnesium, Aluminium. a.) Füllt etwas Metallpulver in den abgebogenen Teil des Glasrohrs. Materialien: Schutzbrille pro Person Haargummi für lange Haare 1 feuerfeste Unterlage 1 Gasbrenner 1 geborgenes Glasrohr Metallpulver: Kupfer, Eisen, Magnesium, Aluminium b.) Blasst das Metallpulver von unten in die rauschende Brennerflamme (Bild 3). Beobachtet, was bei welchem Metallpulver passiert. Richtet die Öffnung des Glasrohrs nicht auf Personen! c.) Schreibt eure Beobachtungen auf. d.) Schreibt auf, welche Rolle die Feinheiten der Metallpulver spielen könnten. e.) Schreibt auf, wie gut welches Metall brennt. Nice to know: Edelmetalle wie Gold, Silber oder Platin Brennen nicht. 5 4.2 Aufnahme von Sauerstoff In diesem Text dreht sich alles um das Feuer. Nach dem Lesen solltest du beantworten können, ZDV)HXHUªLPFKHPLVFKHQ6LQQEHGHXWHW ZDVHVIUGLH(QWVWHKXQJYRQ)HXHUEUDXFKW ZLH)HXHUJHOVFKWZHUGHQNDQQ 1a.) Wie haben die allerersten Menschen auf der Erde das Feuer kennengelernt? Beschreibe kurz! b.) Nenne mindestens zwei Situationen, in denen Feuer in unserem heutigen Leben eine Rolle spielt. Du darfst auch eine kleine Zeichnung machen. 2.) Arbeitet in der Gruppe. Lest jeden Abschnitt und beantwortet die folgenden Fragen. Menschen nutzen Feuer seit langer Zeit Was stimmt? Menschen lernten, Feuer mit Strom zu entfachen. Durch die Zugaben von Holz konnte das Feuer weiterbrennen. Durch Feuerschlagen und Reibung lernten Menschen selbst Feuer zu entfachen. Mit Feuer konnte man nicht nur Essen kochen, sondern auch Werkzeuge und Keramik herstellen. Feuer ist eine chemische Reaktion mit Sauerstoff Was stimmt? Für ein Feuer braucht es zusätzlich eine Zündquelle. Die Zündquelle produziert mehr Sauerstoff. Die Zündquelle produziert mehr Hitze. Für ein Feuer braucht es nur zwei Dinge: Hitze und einen Brennstoff. Einen dicken Holzbalken kann man besser anzünden als feine Hölzchen. Damit Feuer brennen kann, braucht es drei Dinge: Hitze, Brennstoff und Sauerstoff. 6 Feuer löschen Was stimmt? Mit Wasser kann man ein Feuer entfachen. Das Ziel beim Feuerlöschen ist es, eines von drei Dingen zu entfernen. Mit der Löschdecke kann die Hitze reduziert werden. Mit einer Löschdecke kann verhindert werden, dass mehr Sauerstoff zum Feuer gelangt. Wenn man im Wald eine Schneise schlägt, fehlt dem Feuer neuer Brennstoff und es erlischt schneller. Verhalten im Brandfall Was stimmt? Es ist wichtig, Ruhe zu bewahren. Einen grossen Brand soll man zuerst versuchen, selbst zu löschen. Zuerst soll man bei einem grossen Brand eine Telefonmeldung machen. Auf keinen Fall den Lift benutzen, wenn es im Haus brennt! Doch! Lift benutzen und Fenster und Türen weit öffnen! Chemische Reaktionen mit Sauerstoffaufnahme Was stimmt? Feuer ist keine chemische Reaktion. Es gibt noch andere chemische Reaktionen ausser Feuer. Das Rosten von Eisen ist auch eine chemische Reaktion. Bei Reaktionen mit Sauerstoff entstehen Salze. Oxide sind sauerstoffhaltige Verbindungen. 3.) Arbeitet in der Gruppe. Löst diH$XIJDEHQÅ9HUKDOWHQLP%UDQGIDOO b-f schriftlich. 7 4.) Beschriftet die folgende Darstellung mit den drei Dingen, die es braucht, damit ein Feuer brennen kann. Schreibt danach zu jedem der drei Bereiche, mit welchen Mitteln man diesen Bereich unterdrücken könnte (gemeint ist, um ein Feuer zu löschen). Denkt dabei an die Feuerwehr. 8 4.5 Die Energie von chemischen Reaktionen Die exotherme Reaktion (z.B. Thermit-Reaktion): Die endotherme Reaktion (z.B. Elektrolyse von Wasser): Für beide Diagramme gilt: Auf der x-Achse (2) wird die Zeit angegeben. 9 Ein Katalysator ist ein Stoff, der die Aktivierungsenergie einer Reaktion verkleinert. Das heisst, der Katalysator hilft, dass eine chemische Reaktion mit weniger Energie ablaufen kann. Dazu braucht der Katalysator bei der chemischen Reaktion nur anwesend zu sein. Enzyme in deinem Körper sind auch Katalysatoren. Sie sorgen dafür, dass die Stoffwechselvorgänge bei Körpertemperatur ablaufen können. Zum Beispiel können deine Zellen bei Körpertemperatur Zucker zu Kohlenstoffdioxid und Wasser verbrennen. Auftrag: Merkmale von exothermen und endothermen Reaktionen a) Ordne die Aussagen entweder der exothermen Reaktion (A) oder der endothermen Reaktion (B) zu: b) Schreibe in die leere Klammer die richtige Nummer in den Diagrammen (1 bis 7). Die Aktivierungsenergie ) muss zugeführt werden, um die Ausgangsstoffe in den reaktionsbereiten Zustand ) zu bringen. Bei der Reaktion wird etwas Energie frei, was zur Energiemenge der Produkte ) führt. Die Aktivierungsenergie ) führt die Ausgangsstoffe in den reaktionsbereiten Zustand ). Damit die Reaktion weiter ablaufen kann, wird die Energiemenge ) benötigt, die gleich der Differenz der Energiemenge der Produkte ) und der Ausgangsstoffe ) ist Die frei werdende Energie der Reaktion ist der Energieunterschied zwischen ) und ). Die Energiemenge der Ausgangsstoffe ) ist kleiner als die Energiemenge der Produkte ). Die Differenz ist die Energiemenge ) Die Energiemenge der Ausgangsstoffe ) ist höher als die Energiemenge der Produkte ). c) Korrigiere deine Zuordnung (A oder B). Schreibe die Sätze anschliessend in richtiger Reihenfolge auf die freien Linien neben die Diagramme. 10 4.6 Atome mögen es edel 1. Lies den ersten Abschnitt. Zeichne das Bild 1 ab und beschrifte alles. 2. Lies den Abschnitt «Edelgase verbinden sich nicht.» a) Was sind Edelgase? Erkläre. b) Mache 3 Beispiele. , , 3. Lies weiter bis zum grauen Kasten. a) Was versuchen alle Atome der Gruppen 1-17? b) Was ist der Unterschied zwischen Metall und Nichtmetall? Beschreibe in Stichworten. Metalle: Nichtmetalle:_ c) Was sind Kationen, Anionen und Ionen? 4. Lies weiter ab Abschnitt «Wie verbinden sich Atome?» a) Schreibe bei den Abschnitten 1.-3. Jeweils den Titel und beschreibe dann 2 3 Sätzen worum es geht. b) Zeichne dazu das Bild ab und beschrifte die Bestandteile. 1. 2. 3. c) Was heisst polar? 5. Lies den letzten Abschnitt «Eigenschaften mit diesem Denkmodell erklären» Fasse 2 der 3 Eigenschaften zusammen.