1.3 Atommodelle:
1.3.1 Demokrit (400 vor Chr.; Athen):
- Atome sind die kleinsten, unteilbare Einheiten
1.3.2 Kugelteilchenmodell (KTM), Kugelmodell (John Dalton, 1803)
Jeder Stoff ist aus kleinsten Teilchen aufgebaut, die nicht sichtbar gemacht werden können.
Man benutzt deshalb eine Modellvorstellung: das Kugelteilchenmodell. Für die kleinsten Teilchen gilt:
a) sie sind kugelförmig und unteilbar;
b) jeder Reinstoff besitzt für ihn charakteristische Teilchen mit bestimmter Masse und Größe;
c) zwischen den Teilchen tritt leerer Raum auf;
d) zwischen den Teilchen wirken Anziehungskräfte;
e) die Teilchen sind ständig in Bewegung;
f) mit steigender Temperatur bewegen sich die Teilchen kräftiger.
Experiment:
Beobachtung:
Bei der Mischung von Alkohol und Wasser ist das Gesamtvolumen der Mischung kleiner als die Summe der beiden Teilvolumina.
Hypothese:
Die kleineren kugelförmige Teilchen setzen sich in die Lücken der größeren kugelförmigen Teilchen (Bsp. Senf + Erbsen)
Beachte:
- Das Kugelteilchenmodell soll den Aufbau der Stoffe veranschaulichen.
- Das KTM ist keine Darstellung oder Kopie der Wirklichkeit.
- Das KTM erfasst nur wenige Aspekte der Wirklichkeit.
- Jedes Modell in den Naturwissenschaften hat seine Grenzen; es ist mehr oder weniger brauchbar, je nachdem, wie viele Beobachtungen es vereinigt und Voraussagen es zulässt.
Chemie (vom ägyptischen ch'mi = schwarz) ist eine Naturwissenschaft. Sie ist die Lehre von den Stoffen, ihrem Aufbau, ihren Eigenschaften und ihren Reaktionen.
1.1 Körper und Stoff
Körper: Die Gegenstände unserer Umwelt heißen Körper. Jeder Körper hat eine bestimmte Masse und nimmt einen Raum ein.
Stoff: nennt man das Material, aus dem die Körper bestehen.
1.2 Eigenschaften der Stoffe
Stoffeigenschaften lassen sich auf drei Arten erfassen:
a) Mit den Sinnen wahrnehmbar:
Aussehen (Farbe, Oberflächenglanz, Kristallform) · Geruch · Geschmack
b) Mit Geräten messbar:
Elektrische Leitfähigkeit · Schmelztemperatur · Siedetemperatur · Härte
c) Weitere Eigenschaften:
Löslichkeit · Magnetismus · Wärmeleitfähigkeit · Brennbarkeit · Dichte
1.2.1 Dichte und Dichtebestimmung
Die Dichte (Formelzeichen: ρ, griechisch: Rho) ist eine physikalische Eigenschaft eines Materials. Sie ist eine Stoffkonstante — unabhängig vom Ort, aber abhängig von Temperatur und Druck.
a) Dichtebestimmung von Flüssigkeiten
[Schülerexperiment: Dichtebestimmung von Alkohol und Wasser]
Schritt 1: Volumen mit dem Messzylinder ermitteln.
Schritt 2: Masse durch Wägung bestimmen.
Schritt 3: Dichte berechnen (ρ = m ÷ V)
Ergebnis: Dichte von Wasser ≈ 1,00 g/cm³ · Dichte von Ethanol ≈ 0,79 g/cm³
b) Dichtebestimmung von Feststoffen
[Schülerexperiment: Dichtebestimmung von Kupfer und Eisen]
Schritt 1: Masse der Stoffportion bestimmen (Waage)
Schritt 2: Volumen bestimmen (Wasserverdrängung im Messzylinder)
Schritt 3: Dichte berechnen
Ergebnis: Dichte von Kupfer = 8,93 g/cm³ · Dichte von Eisen = 7,87 g/cm³
c) Dichtebestimmung von Gasen
Eine Gaswägekugel wird mit der Wasserstrahlpumpe luftleer gepumpt und gewogen. Mit einem Kolbenprober wird eine Gasportion bekannten Volumens (100 ml) eingefüllt. Die Kugel wird erneut gewogen — aus Massenzunahme und Volumen ergibt sich die Dichte.
Ergebnis: Dichte von Luft bei 20 °C und 1013 hPa ≈ 0,00129 g/cm³
Übungsaufgaben zur Dichte
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Chemie Klasse 8 · Stoffe und ihre Eigenschaften · Dichte und Dichtebestimmung · Gymnasium Baden-Württemberg · Bildungsplan 2016