Unterrichtsmaterial: Chemie

Das Periodensystem hilft bei der eindeutigen Namensfindung für chemische Verbindungen: Da Zahlworte mit Buchstaben und einer Nachsilbe verbunden werden, ist die Bezeichnung für jede Verbindung einzigartig. Die Buchstaben, die Elementen mit Kationen zugeordnet sind, werden laut Nomenklatur vor diejenigen der Elemente mit Anionen gesetzt. Der Wasserstoff bricht diese Regel: Er wird immer zuletzt genannt, außer bei Hydrogenchlorid und Hydrogenfluorid. Die Bezeichnungen sind international nutzbar, da sie auf Latein und Griechisch gehalten sind. Griechische Zahlworte zeigen an, dass Atome mehrfach in der Verbindung enthalten sind. Ein weiteres Unterscheidungsmerkmal ist die Endsilbe. Elementig...hier weiterlesen

Produktion: 2013

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Die chemische Reaktion von Sauerstoff mit einem chemischen Element wird Oxidation genannt. Diese chemische Verbindung kommt am häufigsten vor: Man braucht Sauerstoff zum Beispiel für Verbrennungen. Aus Sauerstoff und Metallen werden Metalloxide, aus Sauerstoff und Nichtmetallen Nichtmetalloxide. Zu Letzteren zählt Kohlenstoff, der mit Sauerstoff zu Kohlendioxid wird. Ist viel Sauerstoff vorhanden und liegt das andere Element in einer sehr feinen Form vor, können die exothermen Reaktionen sehr stark ablaufen. Völlig ohne Flammen oder Funken hingegen gehen langsame Oxidationen vonstatten, etwa die von Wasser, Eisen und Sauerstoff: Auch Rosten ist eine Oxidation. Auch der menschliche Körper ...hier weiterlesen

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Sollen Kunststoffe hergestellt werden, müssen Polyreaktionen ablaufen. Bei der Erwärmung ändert das Harz Styrax seine molekulare Struktur und wird zu einer gallertartigen Masse namens Styrol. Dabei handelt es sich um eine organische Verbindung, die ungesättigt ist. Der Vinylrest und der Benzolring der Masse sind instabil, lösen sich leicht auf und verknüpfen sich auch leicht wieder aufs Neue. Es wird gezeigt, wie sich aus den Styrol-Bausteinen Riesenmoleküle bilden, die sogenannten Polymere. Man spricht hier von der Polymerisation. Ist sie abgeschlossen, erhält man das Polysterol. Dieser Kunststoff hält hohe Temperaturen ebenso aus wie Laugen und zahlreiche Säuren. Es wird gezeigt, wie Ny...hier weiterlesen

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Die Reduktion und die Oxidation können gleichzeitig ablaufen. Das wird als Redoxreaktion bezeichnet. Möchte man beispielsweise den Sauerstoff und Eisen trennen, muss eine Reduktion vorgenommen werden, also eine endotherme Reaktion. Kohlenstoff hilft, die Verbindung zu trennen. Wird der Sauerstoff freigesetzt, reagiert er mit dem Kohlenstoff zu Kohlendioxid. Dabei handelt es sich um eine exotherme Reaktion. Der Film beschreibt die Redoxreihe von Metallen, da nicht alle von ihnen Sauerstoff gut annehmen. Unedle Metalle oxidieren, wenn sie mit einem Element zusammengebracht werden, das Sauerstoff abgibt, also einem Oxidationsmittel. Elemente, die Sauerstoff aufnehmen, heißen Reduktionsmittel...hier weiterlesen

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Mittels Säure-Base-Indikatoren kann man feststellen, ob eine Lösung basisch oder sauer ist. Die Skala, auf der die pH-Werte gemessen werden, reicht von Null bis 14. Wasser hat einen neutralen pH-Wert von 7. Die Werte von Säuren liegen darunter, die von Basen darüber. Lackmus-Papier wird in Laboren oft für erste Tests genommen, sonst verwendet man Universalindikatoren. Der Film demonstriert, wie man den ausgekochten Saft eines Rotkohls als Indikator nutzen kann: Einige Tropfen werden in Salzsäure, Essig, Wasser, Natriumhydrogenkarbonat, Natronlauge und Ammoniak gegeben. Je nachdem, welchen pH-Wert die Flüssigkeit hat, ändert sich ihre Farbe verschieden stark. In einem weiteren Versuch wird...hier weiterlesen

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Stickstoff ist ein Baustein der Proteine, aus denen unsere DNS besteht, und damit ein essenzielles Element für alles Leben. Die Erdatmosphäre birgt den Großteil dieses Gases. Wir nehmen es über die Atmung nicht auf. Reagiert der Stickstoff durch die Elektrizität bei Gewittern und wird vom Regen in den Boden gebracht, reduzieren Bakterien seine Verbindungen zu Ammoniumionen und Ammoniak. Erstere werden von Pflanzen aufgenommen oder mittels Nitrifikation in Nitrit- und Nitrationen weiterverwandelt. Nehmen Menschen und Tiere pflanzliche Nahrung zu sich, nehmen sie die Stoffe in ihren Organismus auf. Sie gelangen dann durch tierische Exkremente und verrottende Pflanzen wieder in den Boden. H...hier weiterlesen

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Jeder Stoff hat mehrere charakteristische Eigenschaften, die ihn als einer bestimmten Gruppe zugehörig erkenntlich machen. Es wird betrachtet, welchen Aggregatzustand ein Stoff bei 20 Grad Celsius hat, wo seine Schmelztemperatur und wo seine Siede- und Kondensationstemperatur liegt. Die Löslichkeit des Stoffes bei 20 Grad Celsius in 100 Millilitern Wasser ist ebenfalls ein wichtiger Aspekt. Weitere Charakteristika eines Stoffes sind seine Härte und sein metallischer Glanz. Weiterhin können die Stoffgruppen nach der Leitfähigkeit für Strom und Wärme eingeteilt werden. Anhand verschiedener Beispiele nimmt der Film Einordnungen vor: Er zeigt die verschiedenen charakteristischen Merkmale von ...hier weiterlesen

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Mit dem natürlichen und dem anthropogenen gibt es zwei Arten des Treibhauseffekts. Das Sonnenlicht fällt in Kurzwellen auf die Erde und wird als Langwellenlicht reflektiert, das die Atmosphäre nicht durchdringen kann. Dieser Vorgang wärmt die Atmosphäre und ermöglicht das Leben auf der Erde. Das ist der natürliche Treibhauseffekt. Er wird verstärkt durch den anthropogenen Effekt, der seit dem Beginn der Industrialisierung für einen Temperaturanstieg von 0,74 Grad Celsius gesorgt hat. Wird die Entwicklung nicht gestoppt, wird das Packeis am Nordpol schmelzen. In diesem Fall werden die pazifischen Inseln untergehen und die Meeresströme sich verändern, was sich direkt auf die Fischwanderunge...hier weiterlesen

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Die zwei Wasserstoffatome und das Sauerstoffatom im Wasserstoffmolekül sind in einem Winkel angeordnet, der die elektrische Ladung ungleich verteilt. Das Molekül ist also mit einem Minus- und einem Pluspol dipolar. Daher können sich Wasserstoffmoleküle gut untereinander verketten, was zum Beispiel für die Oberflächenspannung sorgt. Allerdings ist Wasser auch ein guter Reaktionspartner für andere Stoffe. Polare Stoffe lassen sich in Wasser gut lösen, bei unpolaren ist das nicht der Fall. Werden Salze in Wasser aufgelöst, werden ihre Ionen aus dem Kristallgitter herausgebrochen. Damit dies passieren kann, muss die sogenannte Gitterenergie aufgebracht werden. Die Wassermoleküle umgeben die I...hier weiterlesen

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In elementarer Form kommt Zink in der Natur kaum vor, dafür ist es in Erzen wie Zinkspat und Zinkblende gebunden. Es handelt sich um ein unedles Metall, da es Protonen abgibt. Eine der vielen Einsatzmöglichkeiten ist der Korrosionsschutz: Oxidiert Zink, bildet es eine luftundurchlässige Schicht. Erst im 17. Jahrhundert wurde es als eigenständiges Metall verwendet. Vorher war es schon lange ein Bestandteil von Kupfer. Der Film nennt typische Eigenschaften des Metalls und zeigt, in wie vielen Bereichen des Alltags es Verwendung findet, vor allem in der Elektrochemie und in Batterien. Als Spurenelement ist Zink für den menschlichen Körper, vor allem für den Stoffwechsel und die Enzymbildung,...hier weiterlesen

Produktion: 2013

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Das Erdöl, das wir noch verwenden können, wird langsam knapp. Es zu verbrennen, ist umweltschädlich. Daher wird es Zeit, Alternativen zu finden, etwa die Energiegewinnung aus Biomasse und die Biomassevergasung. Dafür werden Pflanzen mit einem hohen Anteil an Holzzellulose benötigt, die teilweise verbrannt werden. So entstehen Gase für die Erzeugung von Wärme und Strom. Der Film erläutert, wie Kraftstoffe aus Biomasse hergestellt werden und erklärt zugleich die Probleme, die damit noch einhergehen: Werden immer mehr Anbauflächen für die Energiegewinnung und nicht für Nahrungsmittel genutzt, verteuern sich die Lebensmittel. Hä...hier weiterlesen

Produktion: 2014

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Aus pflanzlichem Plankton, das vor 600 Millionen Jahren im Meer gestorben und zu Boden gesunken ist, wurde durch Hitze, Bakterien und Druck im Laufe der Jahrmillionen Erdöl. Beinahe 200 Jahre lang zapfen die Menschen diesen nicht nachwachsenden Rohstoff jetzt schon ab und nutzen ihn besonders oft zur Verbrennung, statt die vorhandenen Alternativen zu nutzen. Es wird gezeigt, in wie vielen Alltagsgegenständen Erdöl enthalten ist: Durch Polymerisation können daraus verschiedene Kunststoffe hergestellt werden, die zu zahlreichen Gebrauchsgegenständen verarbeitet werden. Wichtiger ist jedoch, das vier Fünftel aller aktuellen Medikamente nicht ohne Erdöl hergestellt werden können. Da die Resso...hier weiterlesen

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Sauerstoff findet sich überall, nicht nur in der Luft und im Wasser, sondern auch im Gestein und in Mineralien. Das Element kommt auf der Erde am häufigsten von allen vor und ist notwendig für alle Lebewesen. Im Normalzustand ist das Gas geruch- und farblos. Er siedet und wird flüssig bei -183 Grad Celsius und bildet ab -219 Grad blaue Kristalle. Sauerstoff ist ein ausgesprochen guter Reaktionspartner. Man nennt die Reaktionen von Sauerstoff mit anderen Stoffen Oxidation. Die Stoffe, die dabei entstehen, sind die Oxide. Bei Verbrennungen ist Sauerstoff eine der Grundvoraussetzungen, man spricht von Oxidationen mit Aktivierungsenergie. Wenn ein Metall Rost ansetzt, ist ...hier weiterlesen

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Schon um 5000 v. Chr. wurde Schwefel zum Desinfizieren und zum Bleichen benutzt. Er riecht unangenehm und unverwechselbar. Mit Holzkohle und Sprengpulver zusammen kann er zu Sprengstoff gemischt werden. Der Film erklärt den Platz, den Schwefel im Periodensystem hat, und erläutert die Dichte und die Masse des Stoffes. Die Aggregatzustände werden ebenso betrachtet wie seine besonderen Eigenschaften. Schwefel reagiert mit vielen anderen Stoffen zu giftigen Endprodukten, zu denen beispielsweise Schwefelwasserstoff gehört. Verbindet sich Schwefel mit Wasser, entsteht eine ätzende Schwefelsäure. Das Produkt aus Schwefel und Sauerstoff ist ein stinkendes, giftiges G...hier weiterlesen

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Die Forschung nach alternativen Stromquellen muss in den nächsten Jahren stark vorangetrieben werden, da die fossilen Brennstoffe zur Neige gehen. Es ist notwendig, nach besonders umweltfreundlichen Alternativen zu suchen. Strom aus Sonnenlicht wäre eine solche Alternative: Es handelt sich dabei um eine sogenannte erneuerbare Energie, da die Sonne sich im Gegensatz zum Erdöl nicht verbraucht.Der Film stellt zwei Verfahren vor, wie aus Sonnenlicht Energie gewonnen werden kann: Dies funktioniert mittels Sonnenkollektoren und durch Solarzellen. Sonnenkollektoren sind Wärmespeicher, die das Licht aufnehmen und Dampfturbinen antreiben. Solarzellen wandeln das Licht ohne den...hier weiterlesen

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Aluminium ist biegsam und leicht, daher verarbeitet man es oft zu Blechen und Folien. Vor allem in der Luft- und Raumfahrt wird es häufig verwendet. Aluminium leitet sowohl Strom als auch Wärme sehr gut, weshalb es in der Elektrotechnik einerseits und für die Herstellung von Kochgeschirren andererseits benutzt wird. Auch Dosen für Getränke und Konserven werden aus dem leichten Metall gefertigt. In der Erdkruste ist Aluminium das dritthäufigste Element. In elementarer Form kommt es allerdings nicht oft vor. Wird Aluminium der freien Luft ausgesetzt, bildet sich schnell eine Oxidschicht, die es gegen Feuchtigkeit unempfindlich macht. Im Film wird die Atommasse ...hier weiterlesen

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Man unterscheidet die Energie in drei Arten, und zwar die elektrische, die mechanische und die thermische. Die Bezeichnung 'Enregieverbrauch' ist irreführend, denn tatsächlich wird Energie nicht verbraucht, und erzeugt wird sie auch nicht. Mit dem Energieerhaltungssatz wird erklärt, dass man sie nur umwandeln kann und dass sie innerhalb eines geschlossenen Systems konstant bleibt. Sie ist also eine Erhaltungsgröße. Um eine Energie in eine andere umwandeln zu können, benötigt man Hilfsmittel. Um mechanische Energie in elektrische zu verwandeln, braucht man einen Generator. Für die Umwandlung von elektrischer in mechanische Energie ist ein Elektromotor nötig und für die Umwandlung von elekt...hier weiterlesen

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Verschiedene Formen von Energie werden mit dem Begriff 'Energie' bezeichnet. Als chemische Energie wird diejenige Energie bezeichnet, die in einem Energieträger bei chemischen Verbindungen gespeichert ist. Durch eine Verbrennung oder eine andere chemische Reaktion kann sie freigesetzt werden. Brennwert und Heizwert sind weitere chemische Energien. Es wird häufig vom Energieverbrauch oder der Energieerzeugung gesprochen. Dies ist irreführend, denn Energie wird nicht hergestellt oder verbraucht, sondern in andere Formen umgewandelt, wie der Energieerhaltungssatz lehrt. Mit Generatoren kann man mechanische in elektrische Energie umwandeln, während ein Elektromotor den umg...hier weiterlesen

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Exotherme und endotherme Reaktionen unterscheiden sich durch die Reaktionsenthalpie, also die Differenz zwischen zugeführter und freigesetzter Energie. Während endotherme Reaktionen mehr Energie benötigen, als sie freisetzen, ist es bei exothermen Reaktionen umgekehrt: Sie benötigen eine gewisse Aktivierungsenergie, um in Gang zu kommen, verlaufen dann aber selbstständig weiter und geben in der Gesamtbilanz mehr Energie ab, als sie benötigen.Der Film erläutert exotherme Reaktionen an den Beispielen der Verbrennung und der Thermitreaktion. Hier wird thermische Energie freigesetzt. Mechanische Energie hingegen wird freigesetzt, wenn die chemische Reaktion ...hier weiterlesen

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Die thermische und die elektrische Leitfähigkeit sind Stoffeigenschaften. Der Film demonstriert die thermische Leitfähigkeit anhand eines Beispiels und eines Versuchs. Es wird erklärt, dass die Wärme durch die Bewegungen der Teilchen im Stoff weitergegeben wird und dass das bei einigen Stoffen sehr schnell und bei anderen kaum funktioniert. Die Geschwindigkeit definiert die Güte des thermischen Leiters. Die elektrische Leitfähigkeit verschiedener Stoffe kommt unterschiedlich zustande. Liegen in Feststoffen frei bewegliche Elektronen vor, wandern sie bei angelegter Spannung in Richtung des Pluspols. In Lösungen dagegen sind es die Ionen, die zu jeweiligen...hier weiterlesen

Produktion: 2014

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Basen und Laugen sind aus unserem Alltag nicht wegzudenken. Ob in Lebensmitteln, Reinigungsmitteln oder Baumaterialien, sie sind allgegenwärtig. In diesem Lehrfilm werden die grundlegenden Eigenschaften von Basen und Laugen, sowie deren Herstellung anhand der Chloralkalielektrolyse vermittelt. Weiterhin wird ihr Verhalten in Lösungen und in Verbindungen mit Indikatorfarbstoffen erläutert. Vorgänge wie das Kalkbrennen und Kalklöschen werden anhand aunschaulicher Laborversuche im Detail erklärt. Kapitel: 1. Einleitung (1:44 Min) 2. Die Natronlauge (2:00 Min) 3. Phenolphthalein (1:34 Min) 4. Basen und deren Laugen (1:50 Min) 5. Chloralkalielektrolyse (4:05 Mi...hier weiterlesen

Produktion: 2015

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Basen und Laugen sind aus unserem Alltag nicht wegzudenken. Ob in Lebensmitteln, Reinigungsmitteln oder Baumaterialien, sie sind allgegenwärtig. In diesem Lehrfilm werden anhand von Laborversuchen die Herstellung von Soda im Solvay-Verfahren und die Herstellung von Ammoniak im sog. Haber-Bosch-Verfahren gezeigt und erläutert. Weiterhin wird ein tiefere Verständnis zu Basen und Laugen vermittelt und anhand von Modellversuchen erläutert. Kapitel: 1. Basische Reaktion von Natriumcarbonat (1:15 Min) 2. Solvay Verfahren - Modellversuch (3:56 Min) 3. Bildung von Soda - Calcinieren (1:42 Min) 4. Ammoniak - Synthesereaktion (3:54 Min) 5. Löslichkeit von Ammoniak (2:02 ...hier weiterlesen

Produktion: 2015

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VORKENNTNISSE: Körper und Stoff, Stoffeigenschaften, Aggregatzustände, Reinstoffe und Gemische INHALT: Sequenz 1: Einführung in den Teilchen-und Atombegriff Das Arbeitsvideo gibt einen kurzen Einblick in einige historische Versuche, die Naturerscheinungen, insbesondere den Aufbau der Materie zu begreifen und zu erklären. Es wird gezeigt, wie nach anfänglich 'irrationalen' Deutungsversuchen in der rationalen griechischen Philosophie schon frühzeitig der Atomgedanke entwickelt wird. Dessen innere Logik veranschaulicht der Film mit Realaufnahmen und computeranimierten Trickdarstellungen, um dann die Brücke zu schlagen bis hin zur Gegenwart, in der modernste...hier weiterlesen

Produktion: 1998

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VORKENNTNISSE: Atom- und Elementbegriff, Elementsymbole, relative Atommasse, MolmengeSequenz 3: Chemische Verbindungen und Formeln (ca. 16 min) Mit Stoffbeispielen aus der alltäglichen Erfahrungswelt der Schüler wird (in Real- und Trickaufnahmen) der Aufbau einfacher chemischer Verbindungen aus kleinsten Teilchen und deren Zusammensetzung aus unterschiedlichen Atomarten gezeigt. Die Stoffe werden mit den entsprechenden chemischen Formeln verknüpft und verschiedene Bedeutungen erklärt: Die Formel als Zeichen für eine chemische Verbindung, für das kleinste Teilchen (1 Molekül bzw. eine Formeleinheit) dieser Verbindung und (ergänzt durch einen Index) f...hier weiterlesen

Produktion: 1998

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VORKENNTNISSE: Chemische Reaktion, Reaktionsenthalpie,  Verbindungen, Formeln, Reaktionsschemata,  Molekülmasse, MolmasseSequenz 5: Grundformen chemischer Reaktionen ca. 23 min 5.1 Synthese 6:13 Bildung verschiedener Chloride (Na, Fe, Cu, Mg), Sulfide (Fe, Cu, Zn) und Oxide (Mg, P, C, S, Fe, Ca, N2), Reaktionsenthalpien, Begriff der Synthese 5.2 Analyse 3:52 Elektrolyse (Kupfer(II)-chlorid, Thermolyse (Silber(I)-oxid, Quecksilber(II)-oxid) weitere thermische Spaltungen, Reaktionsenthalpien, Begriff der Analyse 5.3 Umsetzungen 4:53 Magnesium Wasser, Diskussion des Reaktionsverlaufs, weitere Reaktionsbeispiele: Kupfer(II)-oxid Wasserstoff, Eisen(III)-oxid Aluminium, Blei(II)-...hier weiterlesen

Produktion: 2001

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