Chemie ... von Anfang an - Stoffe und Stoffeigenschaften

Die Chemie beschäftigt sich mit "Stoffen". Was versteht ein Chemiker unter einem "Stoff"?

Ein "Stoff" ist in der Chemie das, woraus ein Gegenstand besteht, also das Material, aus dem er hergestellt wurde.

Neben dem Begriff "Stoff" verwendet der Chemiker noch einen weiteren, häufig gebrauchten Begriff: "Körper".  Was versteht man in den Naturwissenschaften unter einem "Körper" ?

Wenn zwei Gegenstände genau dieselbe Form und genau dasselbe Volumen haben, dann sagt man in den Naturwissenschaften:

"Das sind zwei gleiche Körper !".  Form und Volumen sind also die Merkmale, an denen man "Körper" erkennen kann.

Welche der folgenden Begriffe bezeichnen "Stoffe"?

Glas - Kugel - Papier - Kalk - Eisen - Rohr - Stange - Blech - Blase - Holz

"Stoffe" sind hier Glas, Papier, Kalk, Eisen und Holz. Daraus kann man Gegenstände machen (Glasscheibe - Glaskugel....  oder   Papierflieger, Papierhut, Papierseite...)

Blech, Kugel, Rohr, Stange, Blase sind "Körper". Sie können aus verschiedenen Stoffen bestehen. Beispiel: Goldblech, Silberblech, Eisenblech....

Das sind zwei Rundkolben aus dem Labor. Was ist hier gleich "Stoff" oder "Körper"

Beide Rundkolben bestehen aus dem Stoff "Glas". Ihr Aussehen ist gleich, ihr Volumen ist aber verschieden. Der "Stoff" ist also derselbe, aber es sind unterschiedliche "Körper"

     Das sind eine Plastiktrichter und ein Glastrichter, wie man sie im Labor häufig verwendet. Was ist hier gleich? "Stoff" oder "Körper"?

Die Form ist völlig identisch, das Volumen auch. Also sind es gleiche "Körper". Sie bestehen aber aus unterschiedlichem Material: Aus Plastik und aus Glas

Ein Rätsel:

Der Stoff ist weiß, hart, zerbrechlich, hitzebeständig, brennt nicht, er ist ungiftig, nicht wasserlöslich, widerstandsfähig gegen ätzende Säuren und Laugen und er leitet den elektrischen Strom nicht.

Welcher Stoff könnte das sein?

Es ist der Stoff "Porzellan"

Diese Schale, die im Labor verwendet wird, besteht daraus

Woran erkennt man "Stoffe" ?

Stoffe erkennt man an ihren Eigenschaften.

Damit man genau sagen kann: Das ist der Stoff ...........    sollte man

ganz viele Eigenschaften kennen

Welche gemeinsame Bezeichnung gibt es für Stoffe, die ...

... alle gut verformbar sind   (oft braucht man allerdings viel Kraft)
... den elektrischen Strom gut leiten
... Wärme gut leiten
... hat man davon ganze Stücke, dann glänzen deren Oberflächen

Solche Stoffe nennt man "Metalle"

Die genannten Eigenschaften sind die "Metalleigenschaften"

Zwei Behauptungen:

a) Mit einem Magneten kann man die Metalle anziehen

b) Mit einem Magneten kann man nur manche Metalle anziehen

Welche Behauptung ist richtig?

b) ist richtig

Man kann also nur manche Metalle durch einen Magneten anziehen

a) Kobalt

b) Eisen

c) Nickel

Man kann Dauermagneten (Magneten, die dauernd magnetisch sind) auch nur aus diesen Metallen herstellen und nicht aus anderen

Welche drei Gruppen von Stoffeigenschaften kann man unterscheiden?

1. Stoffeigenschaften, die man mit den Sinnesorganen direkt feststellen kann

2. Stoffeigenschaften, die man nur mit Hilfsmittel, z.B. besondere Geräte, feststellen kann

3. Stoffeigenschaften, die man nur berechnen kann

Welche Stoffeigenschaften kann man direkt mit den Sinnesorganen feststellen?

1. Farbe

2. Geruch

3. Geschmack

4. Verformbarkeit

5. Härte

Welche Eigenschaften von Stoffen kann man mit der Zunge feststellen?

Das sind die vier Geschmacksrichtungen

süß  - sauer - salzig  - bitter

Achtung! Da viele Stoffe auch in kleinsten Mengen giftig sind, sollte man keine Geschmacksprobe von unbekannten Stoffen vornehmen.  - Der unangenehme Geschmack ist ein "Signal", das "Achtung" bedeutet

Eigenschaften von Stoffen, die man mit den Augen wahrnehmen kann?

a. Farbe

b. Glanz

Welche Stoffeigenschaft prüft man mit der Nase?

Welche Sicherheitsregel für das Arbeiten im Labor ist dabei unbedingt einzuhalten?

Geruch

Niemals mit der Nase direkt über die Öffnung von einem Gefäß, sondern das, was aus dem Gefäß unsichtbar ausströmt mit der Hand "zufächeln". Also die Hand über dem Gefäß hin und her bewegen, damit eine winzige Menge von dem aus dem Gefäß ausströmenden, unsichtbaren Stoff zur Nase kommt

Man hält einen Eisenstab und einen gleich langen und gleich dicken Holzstab gleichzeitig in die Gasflamme. Welche unterschiedlichen Stoffeigenschaften kann man hierbei feststellen?

1. Der Eisenstab wird viel schneller warm als der Holzstab. Eisen ist also ein viel besserer Leiter für Wärme als das Holz.

2. Der Eisenstab wird nur heiß, der Holzstab fängt aber an zu brennen.

Eisen ist also nicht brennbar, Holz ist brennbar.  Die Stoffeigenschaft "Brennbarkeit" ist bei beiden verschieden

Unterscheide Brennpunkt - Flammpunkt - Entzündungstemperatur eines Stoffes !

1. Flammpunkt: Das ist die Temperatur, bei der der Stoff kurz "áufflammt"  (das bedeutet, dass die Flamme gleich wieder weg ist)
2. Brennpunkt: Das ist die Temperatur, bei der die Flamme dauerhaft ist, der Stoff also zu brennen beginnt.
3. Entzündungstemperatur: Das ist die Temperatur, die ein Stoff haben muss, damit er von selbst (also auch ohne dass man eine Flamme dranhält) zu brennen beginnt.

Hält man ein brennendes Streichholz in eine Schale mit Heizöl (bei Zimmertemperatur), so passiert nichts. Die Flamme geht aus. - Warum ist das so? Heizöl ist doch ein brennbarer Stoff.

Bei Zimmertemperatur hat Heizöl nicht die Temperatur, die es braucht um dauerhaft zu brennen. Der Brennpunkt wird nicht erreicht.

Erst wenn man das Heizöl erwärmt, wird es zu brennen beginnen, wenn man ein brennendes Streichholz dranhält

Es gibt einen Stoff mit dem Namen "Weißer Phosphor".

Das sind gelblich - weiße Stücke, die man im Labor findet. Weißer Phosphor ist sehr giftig. Er wird unter Wasser aufbewahrt. Lässt man ihn einfach so auf dem Tisch liegen, dann fängt er nach kurzer Zeit von selbst an zu brennen. Wie ist das möglich?

Die Entzündungstemperatur von  "Weißem Phosphor" wird schon bei Zimmertemperatur erreicht. 

Im "Zweiten Weltkrieg" wurden "Phosphorbrandbomben" auf Häuser abgeworfen.

Diese enthielten "Weißen Phosphor". . Wird dieser Stoff mit Wasser gelöscht, so fängt er sofort wieder von selbst an zu brennen, wenn das Wasser abgeflossen ist

Beispiel für Stoffeigenschaften, die man nur mit bestimmten Geräten feststellen kann?

1. Die elektrische Leitfähigkeit.
Wenn man an einen Gegenstand, durch den Strom fließt, die Hand hält, bekommt man zwar einen "elektrischen Schlag", kann aber nicht sagen, wie stark der Strom ist. Das kann man erst mit einem Messgerät, das "Amperemeter" heißt

2. Magnetische Anziehungskraft
Diese können wir mit unseren Sinnesorganen nicht feststellen. Wir bemerken sie erst, wenn man einen anderen Magneten oder ein Stück Eisen in die Nähe bringt.

Beispiel für Stoffeigenschaften, die man durch Berechnen feststellen kann?

1. Dichte
Das ist die Anzahl Gramm  (oder Kilogramm),die man bei einem bestimmten Volumen des Stoffes  (z.B. einem Kubikzentimeter, einem Kubikdezimeter...) feststellen kann.
Man dividiert dazu die Masse  (Gramm/Kilogramm) durch das Volumen (Kubikzentimeter, Kubikdezimeter....).. So erhält man die Zahl, die man "Dichte" nennt
2. Löslichkeit
Man berechnet, wie viel Gramm eines Stoffes sich in 1 Liter des Lösungsmittels (meist Wasser) auflösen lassen.