Unterrichtsmaterial: Chemie

In der Natur ist Eisen in mineralischen Erzen wie Hämatit und Magnetit gebunden, die beide Oxide sind. Möchte man Eisen aus ihnen gewinnen, müssen sie im industriellen Hochofen verhüttet werden. Man führt eine Reduktion mit Sauerstoff und Kohle durch, um das Eisen aus dem Erz herauszulösen und in Reinform zu erhalten. Der Film erläutert den Aufbau eines industriellen Hochofens und die einzelnen Schritte, mit denen Eisen gewonnen wird. Durch die Beschickungsklappen oben wird Eisenerz mit Koks und Kalkstein eingefüllt. Erreichen die Stoffe die Reaktionszone, reagieren sie miteinander. In den sehr hohen Temperaturen der Schmelzzone schmelzen Gestein un...hier weiterlesen

Produktion: 2013

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VORKENNTNISSE:Bindungsarten, Elektronegativität, polare Bindung, Dipolmoleküle (Sequenz 4)INHALT (Realaufnahmen, Laborversuche, Animationen, Grafik):Sequenz 1: Einführung (Gegenstand der Organischen Chemie - Historische Entwicklungen - Elementaranalyse)Sequenz 2: Kohlenstoff (Kohlenstoff in organischen Verbindungen - Das Kohlenstoff-Atom)Sequenz 3: Alkane 1 (Die ersten vier Alkane - Vorkommen, Eigenschaften - molekularer Aufbau, Strukturformeln - Verwendung)Sequenz 4: Alkane 2 (Weitere Alkane - Allgemeine Eigenschaften - Lösungsverhalten - Van-der-Waals-Kräfte)Sequenz 5: Alkane 3 (Chemische Eigenschaften der Alkane - Substitutionsreaktionen - Verwendung - Homologe...hier weiterlesen

Produktion: 2003

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Der Hauptfilm 'C - Der Kreislauf des Kohlenstoffs' beleuchtet in erster Linie die biologischen Vorgänge des Kohlenstoffkreislaufs, stellt der Fotosynthese die Atmung in allen Stufen der Nahrungskette gegenüber und zeigt so das natürliche Gleichgewicht. Dieses Gleichgewicht geht durch die augenblicklichen Aktivitäten der Menschheit verloren, was dazu führt, dass der im fossilen Speicher in Form von Erdöl, Kohle und Erdgas gebundene Kohlenstoff als Kohlenstoffdioxid in die Atmosphäre verlagert wird. Das hat Folgen, denn Kohlenstoffdioxid wirkt als Treibhausgas.Eine Erhöhung des Kohlenstoffdioxidgehalts der Atmosphäre führt zu höheren Te...hier weiterlesen

Produktion: 2008

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Phosporsäure, Schwefelsäure und Salzsäure sind wichtige Grundstoffe für die Chemieindustrie. Aber auch in unserem Alltag stoßen wir auf diese Säuren, zum Beispiel in Lebensmitteln oder Batterien.Es wird erläutert, welche Ausgangsstoffe für die Darstellung der beschriebenen Säuren verwendet werden. Verschiedene Laborversuche veranschaulichen die für die Herstellung notwendigen Vorgänge. Kapitel:1. Phosphor und Phosphorsäure (04:16)2. Schwefeldioxid in der Atmosphäre (03:42)3. Schwefeldioxid und schweflige Säure (01:29)4. Schwefeltrioxid und Schwefelsäure (02:40)5. Chlorwasserstoff und Salzsäure (04:42)hier weiterlesen

Produktion: 2014

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Das Teilchenmodell ermöglicht es, den Aufbau von Stoffen in einer vereinfachten Form zu erklären. Bei jedem Stoff sehen die unteilbaren, kleinsten Teilchen immer ganz gleich aus. Der Film beschreibt als Beispiel eine Mischung aus Wasser und Alkohol. Die Diffusion und die Eigenbewegung der Moleküle, die die Brownsche Bewegung genannt wird, werden an den unterschiedlichen Aggregatzuständen der Mischung erläutert. Am Teilchenmodell wird verdeutlicht, dass die Teilchen im fetsen Stoff regelmäßig und dicht angeordnet sind. Zwischen ihnen herrschen starke Anziehungskräfte. Wärme versetzt sie in Schwingungen, sodass die Bindungen sich auflösen und der Stoff schmilzt. Am Siedepunkt ist die Teilch...hier weiterlesen

Produktion: 2013

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Die Bausteine für Kunststoffe werden aus den Grundstoffen Erdgas und Erdöl gewonnen. Dabei wird unterschieden zwischen Duroplasten und Thermoplasten. Duroplasten sind auch bei Hitze nur schwer formbar, hart und spröde. Der früheste dieser Kunststoffe war das Bakelit. Thermoplasten können besser gedehnt werden und finden mehr Anwendungsbereiche im Alltag. Der Film zeigt, wie aus Erdgas und Erdöl Monomere gewonnen werden, die sich dann zu Polypeptiden und verschiedenen Stoffen zusammensetzen. Perlon und Nylon sind altbekannt, aber das Polyethylen ist am weitesten verbreitet: Von Verpackungen bis zu Implantaten, von Müllsäcken über Flaschen bis zu Zahnrädern wird aus diesem Stoff fast alles ...hier weiterlesen

Produktion: 2013

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Elektronen, Neutrone und Protonen Diese DVD beinhaltet die menügesteuerten, sequenzierten Filme in deutscher und englischer Version sowie die PC-abrufbaren Textmaterialien (deutsche und englische Texte sowie Lehrerhilfen mit Vorschlägen für Schüleraktivitäten u.a.). Dieser hochinteressant gestaltete und sehr gefragte Animationsfilm beleuchtet die Anordnung der ersten 18 Atome, ihre Elektronen, Neutronen und Protonen sowie ihre Eigenschaften und Beziehungen zueinander. Als Animationen verleihen einzelne Segmente den verschiedenen chemischen Elementen den ihnen zustehenden Charakter. Wir folgen dem unter einem 'Elektronenmangel' leidenden Chlor in die 'Atom-Disko',...hier weiterlesen

Produktion: 2006

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Um Stoffgemische zu trennen, kann man verschiedene Trennverfahren anwenden. Eine Suspension besteht aus einer Flüssigkeit und einem Feststoff. Sie kann durch Abgießen oder Abschöpfen oder durch die Rotation getrennt werden. Sieben, Klauben oder die Filtration sind Verfahren, die bei der Trennung von Mischungen aus Feststoffen angewandt werden. Bei der Destillation werden Gemische eingedampft oder gekühlt, bis sie kondensieren. Sollen Schwebstoffe aus Flüssigkeiten oder Gas entfernt werden, bietet sich die Adsorption an. Man kann Stoffe auch mit dem Verfahren der Extraktion durch ihre Löslichkeit einem Gemisch entziehen. Um das richtige Trennverfahren anzuwenden, muss man zunächst also die...hier weiterlesen

Produktion: 2013

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Kohlenwasserstoffe sind die einfachsten Verbindungen der organischen Chemie. Sie bestehen nur aus Kohlenstoff und Wasserstoff. Gesättigte Kohlenwasserstoffe nennt man Alkane, ungesättigte Alkene. Letztere haben jeweils zwei Wasserstoffatome weniger und eine Doppelbindung zwischen den Kohlenstoffatomen. Der Film stellt die grundlegenden Alkane und Alkene vor, benennt sie und erklärt ihren Aufbau. Einige Eigenschaften der Alkane werden vorgestellt: Die ersten vier sind unter Normalbedingungen gasförmig. Vom Pentan an sind Alkane mit zunehmender Zahl an Kohlenstoffatomen flüssig, ab 17 C-Atomen festförmig. Untereinander sind die hydrophoben Verbindungen mischbar...hier weiterlesen

Produktion: 2014

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Die Erdatmosphäre enthält neben verschiedenen Gasen auch Spurengase, zu denen Kohlenstoffdioxid zählt. Kommt es mit Wasser in Verbindung, reagiert es zu Kohlensäure und wird über den Regen in Seen und Flüsse gebracht. Hier reagiert die Kohlensäure mit Kalzium aus dem Boden zu Kalziumhydrogenkarbonat, das die Wasserhärte steigert. Beim Erhitzen oder Verdunsten lösen sich aus dem Wasser Kohlenstoffdioxid und Kalk. Der Kalk sammelt sich in Ablagerungen, die wunderbare Formen annehmen können, etwa in Tropfsteinhöhlen. Den Kalk, der bis ins Meer gelangt, nutzen die Krustentiere, um ihre Krusten und Schalen aufzubauen. Wenn diese Tiere sterben, sinken sie auf den Meeresgrund. Hier verrutscht de...hier weiterlesen

Produktion: 2013

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Hunderte Millionen Tonnen verschiedenster Metalle werden jährlich weltweit erzeugt. Für die Gewinnung dieser Metalle sind Redoxreaktionen von grundlegender Bedeutung. Die in der didaktischen DVD enthaltenen sequenzierten Filme (deutsch/englisch) zeigen und erklären die sehr unterschiedliche Reaktivität verschiedener Metalle im Zusammenhang mit der Rückgewinnung der reinen Metalle aus ihren Verbindungen. Im Mittelpunkt stehen die Elektronen-Übergangs-Reaktionen Oxidation und Reduktion (Redoxreaktion) und ihre Anwendung bei der Gewinnung von Kupfer, Zink und Aluminium im industriellen Maßstab. Der Film beinhaltet Realaufnahmen, Animationen, Grafiken, Bild...hier weiterlesen

Produktion: 2011

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Viele Dinge des täglichen Lebens bestehen aus Kunststoffen, die auch als Polymere bezeichnet werden. Was sind Monomere? Wie verbinden sie sich zu einer Polymerkette? Die drei weltweit am meisten produzierten Kunststoffe Polyethylen, Polypropylen und Polyvinylchlorid werden vorgestellt. Wie kommt es, dass beim Polyethylen Stoffe mit verschiedenen Dichten produziert werden können? Um die unterschiedlichen Schmelzpunkte von PE, PP und PVC zu erklären, ist ein Blick auf die molekulare Ebene nötig. Es wird anschaulich aufgezeigt, warum sich Autoreifen und Seile für Bungeespringer sehr unterschiedlich verhalten. Welche Kräfte geben den Kunststoffen ihre Eigenschaft...hier weiterlesen

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Für den Stofftransport im Organismus sind Diffusion und Osmose wichtig. In einer Flüssigkeit sind Moleküle dauerhaft in Bewegung, weil sie sich so gleichmäßig wie möglich verteilen möchten. Dieses Streben wird Diffusion genannt. Eine semipermeable Membran in einer Flüssigkeit hindert die Moleküle daran, sich gleichmäßig zu durchmischen. Diese Trennschicht kann für kleinere Teile durchlässig sein, und wegen der Diffusion verteilen sie sich auf beiden Seiten der Membran, während die größeren Moleküle sie nicht passieren können und auf einer Seite bleiben müssen. Dies wird Osmose genannt. Daher spricht man vom 'osmotischen Druck', um den Volumenanstieg auf der Seite der größeren Moleküle anz...hier weiterlesen

Produktion: 2013

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Damit ein Brand entsehen kann, muss das sogenannte Verbrennungsdreieck gegeben sein: Es müssen ein Brennstoff, Sauerstoff und eine ausreichende Anfangstemperatur für die Aktivierungsenergie vorhanden sein. Ein Brand ist ein Oxidationsvorgang einer Flamme mit Sauerstoff. Es handelt sich um eine exotherme Reaktion, daher kann eine kleine Flamme durch eine Kettenreaktion noch mehr Feuer auslösen. Im Film werden drei Strategien vorgestellt, mit denen ein Brand bekämpft werden kann. Man kann den Brennstoff entfernen oder den brennenden Stoff unter die Temperatur bringen, die er zum Brennen benötigt, wie das Wasser es beim Lagerfeuer tut. Dem Brand den Sauerstoff zu entziehen, ist eine weitere ...hier weiterlesen

Produktion: 2013

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Manche chemischen Reaktionen würden ohne Katalysatoren gar nicht oder immerhin deutlich langsamer ablaufen. Besonders an Katalysatoren ist, dass sie selbst nicht mit den Stoffen reagieren, bei deren Reaktion sie helfen. Um einen reaktionsfähigen Zustand zweier Stoffe zu erreichen, muss eine bestimmte Aktivierungsenergie vorhanden sein. Der Katalysator senkt diese, was bedeutend an Energie zu sparen hilft. Benutzt man beispielsweise Platin als Katalysator, kann man ein Gemisch aus Wasserstoff und Sauerstoff anzünden. Die Industrie, vor allem der Fahrzeugbau, nutzt das Phänomen der Katalysatoren seit Langem. Der Film nennt außerdem die Beispiele der Enzyme in menschlichen Körper, die als Bi...hier weiterlesen

Produktion: 2013

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Sind chemische Reaktionen in einem geschlossenen System umkehrbar, handelt es sich um ein chemisches Gleichgewicht. Kalziumhydrogenkarbonat zum Beispiel besteht aus Wasser, Kalk und Kohlendioxid. Erhitzt man es, bleiben Wasser und Kalk zurück, während das Kohlendioxid sich aus der Verbindung löst. Ab einer bestimmten Temperatur setzt die Rückreaktion ein, wenn man das Gemisch wieder erkalten lässt. Die Besonderheiten des chemischen Gleichgewichts zeigt der Film anhand des Beispiels von Ammoniumchlorid respektive Chlorwasserstoff und Ammoniak. Das Gleichgewicht ist dynamisch, nicht statisch: Die Stoffe bewegen sich im geschlossenen System ohne Unterlass. Edukte und Produkte sind in diesem ...hier weiterlesen

Produktion: 2013

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Es gibt edle und unedle Metalle. Zu den edlen zählen beispielsweise Platin, Gold und Silber: Sie rosten nicht. Eisen hingegen ist unedel und rostet. Der Film zeigt anhand von zwei Beispielen, wie unterschiedlich Metalle reagieren. Wird ein Eisenstab in eine Kupfersulfatlösung getaucht, wird er schnell von einer dünnen Kupferschicht überzogen. Ein Kupferstab hingegen, der in eine Eisensulfatlösung getaucht wird, verändert sich nicht. Eisenatome geben schnell Elektronen ab, daher nennt man sie Elektronendonatoren. Die Kupfersulfatlösung hat zu wenige Elektronen und nimmt sie leicht an, daher ist sie ein Elektronenakzeptor. Elektronendonatoren sind unedel, ...hier weiterlesen

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Keine Elementargruppe außer den Alkalimetallen ist reaktionsfreudiger als die Erdalkalimetalle. Zu ihnen gehören Beryllium, Magnesium, Kalzium, Strontium, Barium und Radium. Beryllium kommt in der Natur als Element vor, alle anderen treten nur gebunden auf, vornehmlich in der Erdkruste. In der äußeren Hülle haben Erdalkalimetalle zwei Elektronen. Sie reagieren mit Luft und Wasser sehr schnell. Der Film zeigt, auf wie vielfältige Art die besonderen Eigenschaften von Erdalkalimetallen nutzbar sind: Oxidiert Magnesium mit Luft, bildet es eine luftundurchlässige Schicht. Es bietet sich als Legierung im Flugzeugbau an. Brennendes Magnesium kann man nicht mit Wasser löschen, weshalb Taucher es ...hier weiterlesen

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Je nach Schmelzpunkt werden Lipide unterschiedlich bezeichnet. Solche, die bei Zimmertemperatur fest sind, werden Fette genannt. Bei Zimmertemperatur flüssige Lipide hingegen heißen fette Öle. Fette lösen sich nicht im Wasser auf, sind also hydrophob. Gibt man sie ins Wasser, schwimmen sie an der Oberfläche, da sie eine geringere Dichte haben. Löslich sind sie in N-Heptan und Benzin. Lipide haben höchst unterschiedliche Auswirkungen auf den Körper, je nachdem, ob es sich um gesättigte oder ungesättigte Fettsäuren handelt. Ungesättigte Fettsäuren sind gute Energielieferanten. Der Körper benötigt sie für den St...hier weiterlesen

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Die meisten Elemente, die uns aus dem Periodensystem bekannt sind, kommen in der Natur nicht in Reinform vor. Sie sind enthalten in Gemischen in fester, flüssiger oder gasförmiger Form. Das Gemisch ist homogen, wenn die einzelnen Bestandteile nicht mehr erkennbar sind. In heterogenen Gemischen sind sie unterscheidbar. Als Beispiel für ein homogenes Gasgemisch wird die Erdatmosphäre genannt, als Beispiel für ein festes homogenes Gemisch eines Metalllegierung. Flüssige homogene Mischungen heißen Lösungen. Heterogene Mischungen aus Feststoffen sind Gemenge, aus Feststoffen und Flüssigkeiten Suspensionen und solche aus nicht lösbaren Flüssigkeiten Emulsionen. Enthält Gas kleine Feststoffe, ha...hier weiterlesen

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Iod ist ein Halogen, das nicht in elementarer Form, sondern nur gebunden in der Natur vorkommt. Schon bei leichtem Erwärmen wird es zu lilafarbenem Dampf, sublimiert also von einem Feststoff zu einem Gas. Im festen Zustand glänzt es metallisch. Es bildet Moleküle aus zwei Atomen und hat sieben Elektronen in der Außenhülle. Iod reagiert mit Metallen und bildet Metalliodide. Die für Menschen giftigen Halogengase können je nach Dosis sogar lebensgefährlich sein. Gleichzeitig braucht der menschliche Körper aber Iod, damit die Schilddrüse Steuerungshormone herstellen kann. Wir nehmen es über die Nahrung zu uns, zum Beispiel durch Salz, Krustentiere und Fisch. Es gibt mehrere verschiedene Mögli...hier weiterlesen

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Sogenanntes hartes Wasser erkennt man an weißen Ablagerungen an Wasserhähnen. Mit der Wasserhärte wird die Konzentration von Magnesium- und Kalziumionen im Wasser gemessen. Wenn das Wasser durch den Boden und Gestein fließt, löst es Mineralien. Es enthält Kohlenstoffdioxid, das mit Kalzium zu Kalziumhydrogenkarbonat reagiert. Die Umkehrreaktion erfolgt, wenn das Wasser erhitzt wird, etwa in einem Wasserkocher, in dem dann Kalkrückstände bleiben. Der Boden, durch den das Wasser fließt, bestimmt seine Härte. Der Film demonstriert, wie die Wasserhärte gemessen wird, und erläutert die Tabelle: Als weich gilt der Bereich bis zu 7,3 Grad deutscher Härte, bis 14 Grad erstreckt sich der mittlere ...hier weiterlesen

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Die molekulare Grundlage aller Lebewesen sind Kohlenstoffverbindungen. Kohlenstoff zählt zur vierten Hauptgruppe der Elemente und hat zwei Elektronen in der K-Schale und vier in der Außenschale. Er kann sehr viele chemische Verbindungen eingehen, wie der Film an mehreren Beispielen aufzeigt. Aus Kohlenstoff und Sauerstoff wird Kohlenmonoxid und Kohlendioxid, aus Kohlenstoff und Wasser Kohlensäure. Kohlenstoff bildet mit anderen Stoffen oder sich selbst Ringe und Ketten und kann viele verschieden starke Verbindungen eingehen. Fulleren, Diamant und Grafit sind mineralische Kohlenstoffverbindungen. Grafit ist ziemlich weich, da dir Verbindungen zwischen den Stoffen hier locker angeordnet sin...hier weiterlesen

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Der biologische und der geologische Kohlenstoffkreislauf ergeben zusammen den globalen Kohlenstoffkreislauf. Im biologischen Kohlenstoffkreislauf spielen Pflanzen eine wichtige Rolle. Sie nehmen Kohlenstoffdioxid aus der Luft auf und wandeln es im Zuge der Fotosynthese um in Sauerstoff, Zucker und Wasser. Mennschen und Tiere atmen den Sauerstoff und Kohlendioxid aus. Verrottende Pflanzen geben ebenfalls Kohlenstoff frei. Einiger Kohlenstoff aus der Atmosphäre gelangt durch Regen in die Flüsse und Seen, wo er zu Kalziumhydrogenkarbonat reagiert. Dieser Stoff wird von Krustentieren zur Herstellung ihrer Schalen und Krusten verwendet. Kohlenstoffdioxid gelangt dabei ins Meer und wieder in di...hier weiterlesen

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Überall in der Natur kommen Kristalle vor. Druck, Feuchtigkeit und Temperatur haben Einfluss auf die Form, die die Kristalle annehmen. Sie zeigen wiederkehrende Formen, wie der Film anhand eines Kristalls verdeutlicht, der aus Rhomboedern zusammengesetzt ist. Zerkleinert man die einzelnen Teile, haben auch die kleineren Stücke die Form von Rhomboedern. Es wird erklärt, was das Gesetz der Winkelkonstanz besagt, und das Atommodell eines Kristalls gezeigt. Der Film zeigt, wie Kristalle im Labor und in der Natur entstehen: Kühlt man eine gesättigte Lösung herunter, entsteht eine übersättigte Lösung, aus der die nicht mehr lösbaren Salze herauskristallisieren. Wenn Kristalle selten und kostbar...hier weiterlesen

Produktion: 2013

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