Das Basiswissen der Chemie in Frage/Antwort -Einheiten strukturiert einfach erklärt. Grundlegendes Wissen für den weiteren Wissensaufbau Geeignet für Schüler der Sek 1, berufliche Schulen und alle, die grundlegende Kenntnisse in Chemie erwerben wollen
H2CO3 ist eine sauerstoffhaltige Säure, weil O-Atome enthalten sind
Wie heißt die allgemeine Regel für die Herstellung sauerstoffhaltiger Säuren?
Nichtmetalloxid + Wasser
Was geschieht, wenn das Kohlensäuremolekül nur ein Proton abgibt?
in diesem Fall entsteht ein Ion, das Hydrogencarbonation heißt
Formel von Salzsäure?
HCl
Welchen Hinweis gibt die Strukturformel der Essigsäure auf deren mögliche Herstellung aus einem anderen Molekül?
Zwei C-Atome, daneben noch die Elemente O und H.
Dasselbe trifft auch für Ethanol zu.
Dieses Molekül müsste durch ein Sauerstoffatom mit einer Doppelbindung an ein C-Atom ergänzt werden, um Essigsäure zu bilden, außerdem müssten zwei H-Atome entfernt werden
Was geschieht, wenn Salzsäure auf Calciumcarbonat trifft?
Unter heftigem Schäumen wird Kohlendioxid freigesetzt.
Wenn die erhaltene Lösung eingedampft wird, dann bleibt ein kristallines Salz zurück, in dem man Chloridionen nachweisen kann
Nachweis von Cl- Ionen: Klare Silbernitratlösung wird trüb und weiß
Welche Verbindung ist das?
Es ist ebenfalls eine organische Säure, aber anders als die Essigsäure nur mit einem C-Atom.
Es ist die Ameisensäure. Ameisen können diese verspritzen, um sich gegen Feinde zu wehren, bzw. um ihre Ameisenstraßen zu markieren.
Früher hat man sie auch tatsächlich aus Ameisen gewonnen
Wenn man das Gas Schwefeldioxid in Kontakt mit einem Katalysator und Luftsauerstoff bringt, dann entsteht ein weißer Rauch.
Welcher Stoff ist das?
Schwefeltrioxid SO3
Wie heißt der reaktionsbestimmende Teil des Essigsäuremoleküls, also seine funktonelle Gruppe?
Das ist die Carboxylgruppe
Aus welchem chemischen Stoff bestehen Kalkgebirge?
CaCO3 Calciumcarbonat
Wenn man eine Flasche Mineralwasser ("Sprudel") stehen lässt, so entweicht das im Mineralwasser enthaltene Gas. Warum enthält Mineralwasser dieses Gas und wie heißt es? Wie kann man es nachweisen?
Es heißt Kohlendioxid CO2
Man kann es nachweisen, wenn man es in klares Kalkwasser leitet. Dieses wird trüb und weiß
Kohlendioxid ist im Mineralwasser deshalb enthalten, weil es diesem einen frischen, leicht säuerlichen Geschmack verleiht
Die von den Säuren bei der Protolyse abgegebenen Protonen H+ treffen auf die Wassermoleküle. Was entsteht dabei?
Das negativ polarisierte Sauerstoffatom bindet das H+
Es ensteht eine Oxoniumion H3O+
Wie kann man Methansäure (Ameisensäure) im Labor herstellen?
Oxidation des Methanols zu Methanal (z.B. mit Sauerstoff aus Kupferoxid) und dann anschließend die Oxidation des Methanals mit Hilfe eines sauerstoffabgebenden Stoffes zu Methansäure, wobei Wasser abgespalten wird
Formel von Kohlensäure?
H2CO3
Worüber gibt der pH- Wert Auskunft?
Über den Säuregehalt der Lösung. Ist viel Säure darin enthalten, dann ist der pH-Wert klein, ist wenig darin enthalten, ist er größer
Aus welchem chemischen Stoff bestehen Kalkgebirge?
CaCO3 Calciumcarbonat
Wie könnte man aus einem Molekül, z.B. Ethanol, zwei H entfernen?
Durch Reaktion mit einem Sauerstoffatom. Sauerstoffatome verbinden sich jeweils mit 2 H zu Wassermolekülen.
Man verwendet dadurch Sauerstoffatome, die aus bestimmten Verbindungen abgegeben werden, also keinen molekularen Sauerstoff aus der Luft
Was entsteht, wenn man Schwefeltrioxid SO3 in Wasser gibt?
Schwefelsäure H2SO4 entsteht
Woraus besteht Calciumhydrogencarbonat?
Positive Calciumionen Ca2+ und negative Hydrogencarbonationen HCO3-
Was entsteht bei der Reaktion Calciumcarbonat und Schwefelsäure und wo wird diese Reaktion technisch verwendet?
Calciumcarbonat ist das Salz der schwachen Kohlensäure
Schwefelsäure gibt damit das Salz dieser starken Säure, also Calciumsulfat. Kohlensäure wird freigesetzt, zerfällt aber sofort in CO2 und Wasser
Calciumsulfat ist Gips. Damit kann man z.B. Gipsplatten für den Innenausbau herstellen. Die Reaktion wird bei der Rauchgasentschwefelung eingesetzt. Damit entfernt aus dem Abgas von Kraftwerken die Schwefelsäuredämpfe
Was entsteht, wenn Natriumchlorid mit konzentrierter Schwefelsäure reagiert?
Das Salz Natriumsulfat entsteht und Salzsäure (hier ist es die schwächere Säure) wird frei und es entsteht sofort HCl Gas, das entweicht
Formel von Schwefelsäure?
H2SO4
Was ist der pH-Wert von reinem Wasser?
Was ist der pH-Wert einer Lösung, die "sauer" ist?
Reines Wasser hat pH =7
Saure Lösungen haben die pH Werte unter 7
Summenformel von Calciumhydrogencarbonat?
Ca (HCO3)2
Woran erkennt man im Experiment, dass man es mit einer starken Säure zu tun hat?
Diese Säure muss dann mit den Salzen anderer Säuren reagieren.
Klappt diese Reaktion nicht, so ist diese Säure nicht stärker als die Säure, mit deren Salz sie reagieren sollte
Essigsäure ist eine Säure, die jeder von zuhause kennt. Den sauren Geschmack hat jeder schon probiert.
Wozu wird Essigsäure verwendet?
1. Man kann damit Speisen einen säuerlichen Geschmack geben (z.B. Salat)
2. Man kann damit Gemüse, Fleisch oder Fisch haltbar machen (z.B. saure Gurken, saure Heringe....)
3. Essigsäure ist auch in vielen Reinigern enthalten
4. Mit Essigsäure kann man die Kalkablagerungen z.B. in der Kaffeemaschine beseitigen
Formel von Aluminiumsulfat ?
Al2(SO4)3
Kohlendioxid wird in Wasser geleitet. Danach schmeckt es leicht säuerlich und färbt Universalindikator gelb-orange. Was ist geschehen?
Aus dem Kohlendioxid und dem Wasser ist eine Säure mit dem Namen Kohlensäure entstanden
Wie heißen die Salze, die entstehen, wenn man unedle Metalle mit Schwefelsäure reagieren lässt?
a) Zink und Schwefelsäure
b) Natrium und Schwefelsäure
a) Zinksulfat b) Natriumsulfat
Ameisensäure und Essigsäure sind organische Säuren (C-haltige, sie kommen auch in Lebewesen vor)
Wie nennt man die Stoffgruppe, zu der sie gehören, mit dem wissenschaftlichen Namen?
Alkansäuren (weil man sie von den Alkanen ableiten kann). Im Grunde ist ihr Molekül eine C-Kette mit einer Carboxylgruppe am Ende
Verwendung von Schwefelsäure?
1. "Batteriesäure" in der "Autobatterie" (Akku)
2. Reinigung von Roherdöl
3. Rohstoff in der chemischen Industrie (Herstellung Dünger, Baustoffe...)
Welche Formel hat Natriumsulfat?
Na2SO4
auch "Glaubersalz" genannt. Dient als "Abführmittel"
Riecht man einer Flasche, in der Essig enthalten ist, so bemerkt man den typischen Essiggeruch. Warum ist das so?
Aus der Essigflasche entweicht ein Gas. Bei + 118 ° C verdampt die Essigsäure völlig (wird gasförmig) aus dem "Essig" (= Gemisch aus Wasser und Essigsäure). Fängt man den Dampf auf und lässt ihn abkühlen, so erhält man reine, flüssige Essigsäure
Strukturformel der Essigsäure?
Essigsäure
Wie kann man auf ungefährliche Weise herausfinden, ob es sich bei einem unbekannten Stoff um eine Säure handelt oder nicht?
Indikatoren = Farbstoffe, die sich bei Anwesenheit von Säure verfärben. Universalindikator ist eine Mischung solcher Farbstoffe. Er ist in dem Papierstreifen enthalten
Was entsteht, wenn man das stechend riechende, giftige Gas Schwefeldioxid in Wasser einleitet?
Schwefelige Säure wird gebildet
Wie entstehen Höhlen im Kalksteingebirge?
Wasser aus dem Regen gibt mit dem CO2 in der Luft Kohlensäure. Diese gelangt in den Kalkstein und aus dem Calciumcarbonat wird Calciumhydrogencarbonat. im Gegensatz zum Kalk ist dieses aber wasserlöslich und wird durch das Wasser gelöst und abtransportiert. Was zurückbleibt ist ein Hohlraum, der mit der Zeit immer größer wird
Wenn man das unedle Metall Magnesium mit verdünnter Säure reagieren lässt, son entweicht Wasserstoff. Was kann man daraus schließen?
Unedle Metalle geben leicht Elektronen ab. Wenn in der Säure etwas enthalten ist, das diese aufnimmt, so muss dieses positiv geladen sein.
Wenn dann daraus normaler Wasserstoff entsteht, kann dies nur
H+ sein
Wie viele Oxoniumionen bildet die Schwefelsäure bei der Protolyse?
Zwei
2 H3O+
Aus welchem chemischen Stoff bestehen Kalkgebirge?
CaCO3 Calciumcarbonat
Welche Eigenschaften hat konzentrierte Schwefelsäure?
Farblos, geruchlos, eine ölige Flüssigkeit, bei +338°C siedet sie. Schwerer als Wasser (sinkt also unter), beim Mischen mit Wasser kommt es zu sehr starker Erwärmung, pflanzliche Stoffe wie Papier, Watte.. werden durch konzentrierte Schwefelsäure verkohlt. Wasser wird dabei aus den Molekülen dieser Stoffe abgespalten
Welche Formel hat Calciumcarbonat? Wie nennt man es noch und wo kommt es vor?
CaCO3
nennt man auch Kalk. Kalkgebirge bestehen daraus, aber auch unsere Zähne und Knochen
Die Reaktion eines unedlen Metalls mit einer Säure läuft nach einer bestimmten Regel ab. Wie lautet diese?
Unedles Metall + Säure --> ein Salz + Wasserstoffgas
Salze sind Stoffe, die im festen Zustand Kristalle bilden (pos. und neg. Ionen sind darin geregelt angeordnet)
Was geschieht, wenn Salzsäure auf Calciumcarbonat trifft?
Unter heftigem Schäumen wird Kohlendioxid freigesetzt.
Wenn die erhaltene Lösung eingedampft wird, dann bleibt ein kristallines Salz zurück, in dem man Chloridionen nachweisen kann
Nachweis von Cl- Ionen: Klare Silbernitratlösung wird trüb und weiß
Wie kann man erklären, dass Schwefelsäure immer besser den elektrischen Strom leitet (bis zu einem maximalen Wert), wenn immer mehr Wasser zugegeben wird?
Damit eine Lösung den Strom leitet, müssen in der Lösung Ionen enthalten sein. Bei der Zugabe von Wasser zu Säure entstehen also immer mehr Ionen.
In konzentrierte Salzsäure mit vielen H3O+ und Cl- Ionen wirft man ein Stückchen des reaktionsfähigen, unedlen Metalls Natrium.Was geschieht?
Das Natrium reagiert unter heftigem Zischen. Es entsteht Wasserstoffgas, das entweicht.
Wenn man die erhaltene Lösung eindampft, so bleiben weiße Kristalle zurück. Die Geschmacksprobe zeigt: Das ist ganz normales Kochsalz
Formeln von Salpetersäure?
Wie ist die Summenformel dieser Verbindung?
Es ist Essigsäure
Man schreibt CH3COOH
Die Carboxylgruppe -COOH gibt man extra an, da sie für das chemische Verhalten bedeutsam ist und die beiden Sauerstoffatome werden einzeln aufgezählt -COOH, weil sie jedes für sich mit dem C verbunden sind
Was entstehen aus einem Schwefelsäuremolekül Ionen, wenn Wasser dazukommt?
Darstellung in Strukturformelnl
Polarisierte O-H Bindungen spalten H+ ab
Welcher Stoff ist das?
Das ist Butansäure.
Sie wird auch "Buttersäure" genannt, weil sie in ranziger Butter vorkommt. Butansäure hat einen ausgesprochen widerlichen Geruch nach Schweiß
Sie kommt auch tatsächlich im Schweiß vor. Hunde können mit ihrer Nase schon kleinste Mengen davon riechen.
Der Siedepunkt dieser Flüssigkeit ist + 163,7 °C
Die Feststellung des Säuregehalts mit dem Universalindikator ist von der individuellen Farbwahrnehmung abhängig. Was ist rot? Was ist rotorange? Da kann es verschiedene Meinungen geben.
Gibt es auch einen objektiven Wert für den Säuregehalt?
Zum Universalinidkator gibt es eine Farbskala, bei der jedem Farbton eine Zahl zugeordnet ist. Diese Zahl ist der pH-Wert
Man vergleicht also die Färbung mit dieser Farbskala und wenn die Färbung genauso wie bei einem bestimmten pH-Wert ist, dann kann man objektiv sagen: Diese Säurelösung den den pH -Wert ....
Formel von Salpetersäure?
HNO3
Wie heißen die ersten sechs Vertreter der Reihe der Alkansäuren?
Methansäuren H-COOH
Ethansäure CH3COOH
Propansäure (Propionsäure) C2H5COOH
Butansäure (Buttersäure) C3H7COOH
Allgemein CnH2n+1COOH
Strukturformel von Kohlensäure?
Wie entstehen in Höhlen in Kalkgebirgen Tropfsteine?
An der Höhlendecke hängt ein Tropfen, der gelöstes Calciumhyrogencarbonat enthält. Ein Teil des Wassers verdunstet und aus dem Calciumhydrogenkarbonat wird Calciumcarbonat. Dieses ist wasserunlöslich und so bleibt an der Decke ein kleiner Kalkrest, der durch neue Kalkreste an dieser Stelle immer größer wird
Wie nennt man es, wenn ein Säuremolekül H+ abspaltet?
Protolyse
Merke: Ein H+ ist nichts anderes als ein Proton. Es werden also Protonen vom Säuremolekül "gelöst"
Wie viele braucht man von jeden Atomkarten, damit man gleich viele rote und blaue Punkte bekommt?
Die Formel des Salzes ist also Ca3(PO4)2. Man schreibt die Phosphatsäurerestionen in Klammer, das sie aus mehreren Atomen aufgebaut sind.
Sein Name: Calciumphosphat
Aus Calciumsulftalösung entstehen sehr leicht die Kristalle dieses Salzes.
Woran kann man diese erkennen?
An der Nadelform.
Calciumsulfat ist Gips. Wenn Gips hart wird, entstehen diese Kristalle, die alle untereinander verhakt sind, Das macht den Gips so fest
Warum sind Essigsäure und Ameisensäure so gut mit Wasser mischbar?
Die Carboxylgruppe ist polarisiert (negativ geladene und positive geladene Seiten) Folglich werden hier Wasserdipolmoleküle stark angezogen
Wie viele dieser Atomkarten muss man neben-einander legen, um von jeder Farbe gleich viele Punkte zu erhalten?
eine Aluminiumkarte + drei Chlorkarten
also ist die Formel von Aluminiumchlorid Al1Cl3 oder AlCl3
Merke: Auf den "Atomkarten" sind die freien Elektronen bei den Metallen rot dargestellt und bei den Nichtmetallen blau
Welche Ionen, außer H+ Ionen, enthält die Lösung der Schwefelsäure in Wasser?
Sulfation
In konzentrierte Salzsäure mit vielen H3O+ und Cl- Ionen wirft man ein Stückchen des reaktionsfähigen, unedlen Metalls Natrium.Was geschieht?
Das Natrium reagiert unter heftigem Zischen. Es entsteht Wasserstoffgas, das entweicht.
Wenn man die erhaltene Lösung eindampft, so bleiben weiße Kristalle zurück. Die Geschmacksprobe zeigt: Das ist ganz normales Kochsalz
Wie nennt man die Alkansäuren mit sehr vielen C-Atomen?
Fettsäuren
Aus ihnen können Fette entstehen
H2O + CO2 --> ?
Ergänze die Reaktionsgleichung
H2O + CO2 ---> H2CO3
Man muss dazu nur die Atom im Wassermolekül und im Kohlendioxidmolekül zusammenzählen, dann hat man die Summenformel der Säure
Wo kommen Schwefeldioxid und Stickstoffdioxid in der Umwelt vor?
in Abgasen von Heizungsanlagen und in Autoabgasen. Die daraus entstehenden Säuren (mit Regenwasser) haben Einfluss auf die Qualität des Bodens: Er wird "sauer". Manche Pflanzen vertragen das nicht
Formel von Essigsäure?
CH3COOH
Als "Säure" kann man alle Stoffe bezeichnen, die "sauer" schmecken.
Warum ist diese Definition nicht ausreichend?
Viele Säuren sind sehr giftig. Man kann also auf keinen Fall einen unbekannten Stoff durch den Geschmack prüfen, um festzustellen, ob das eine Säure ist.
Wenn man konzentrierte Schwefelsäure immer mehr mit Wasser verdünnt und dabei die Leitfähigkeit misst, dann stellt man etwas fest. Was ist das, was man da feststellt?
Die Leitfähigkeit nimmt zu, bis ein höchster Punkt erreicht ist, dann sinkt sie
Was ist ein Katalysator?
Ein Stoff, der eine chemische Reaktion möglich macht, der aber selbst an dieser Reaktion nicht als Reaktionspartner teilnimmt und am Ende in derselben Form vorliegt wie zu Beginn
Was entsteht, wenn man ein Oxid eines unedlen Metalls in Wasser gibt?
Es entsteht eine ätzende Flüssigkeit, die Lauge heißt
Sie färbt den Universalindikator blau
Ethanol kann man mit Sauerstoffatomen reagieren lassen, die entweder aus einem Stoff stammen, der leicht Sauerstoffatome abgibt (z.B. Kaliumdichromat) oder dies geschieht in den Zellen von bestimmten Bakterien (Essigsäurebakterien), Welche Reaktion läuft da ab?
Die Reaktion läuft in zwei Schritten ab. Im ersten Schritt wird ein O Atom gebunden, wodurch zwei -OH Gruppen an demselben C-Atom entstehen, was dazu führt, dass sofort H2O abgespalten wird. Ethanal entsteht, bei dem im zweiten Schritt ein Sauerstoffatom "eingebaut" wird, und zwar an dem C-Atom, das durch die Bindung mit dem Sauerstoffatom schon etwas reaktionsfähiger als die anderen C-Atome ist (Sauerstoff hat hohe EN)
Welche Salze enstehen, wenn man
a) Magnesium und Salzsäure reagieren lässt
b) Eisen mit Salzsäure
c) Zink mit Salzsäure
Säurerest der Salzsäure ist Cl- Chloridion
a) Magnesiumchlorid
b) Eisenchlorid
c) Zinkchlorid
Name des Metalls + Name des Säurerestions
Salzsäure reagiert heftig mit Calciumcarbonat, aber Kohlensäure reagiert überhaupt nicht mit Natriumchlorid.
Warum ist das so?
Calciumcarbonat ist das Salz der Kohlensäure. Kohlensäure ist eine schwache Säure. Natriumchlorid ist das Salz der Salzsäure. Das ist eine viel stärkere Säure.
Es reagiert immer die stärkere Säure mit dem Salz von der schwächeren Säure. Dabei entsteht dann das Salz der stärkeren Säure
Was entsteht, wenn man das Gas Stickstoffdioxid NO2 in Wasser einleitet?
Die Säuren Salpetersäure HNO3 und Salpetrige Säure HNO2 entstehen
Kohlensäure H2CO3 zerfällt leicht wieder in die Stoffe, aus der sie entstand.
Beispiel: "Saurer Sprudel" steht offen lange auf dem Tisch. Was passiert?
Wasser wird abgespalten. CO2 entsteht, das entweicht
Wie kann man erklären, dass bei Zugabe von Wasser zu Schwefelsäure die Leitfähigkeit immer mehr zunimmt und nach einem maximalen Wert wieder abnimmt?
a) immer mehr Ionen b) alle Säuremoleküle sind zu Ionen geworden c) die vorhandenen Ionen werden auf eine größere Wassermenge verteilt.
Riecht man vorsichtig an einer Flasche, die Salzsäure enthält, so bemerkt man ein daraus entweichendes, stechend riechendes Gas. Ein Universalindikatorpapier wird dadurch rot gefärbt. Was ist das?
Das ist Chlorwasserstoff HCl Strukturformel H - Cl
In Wasser ergibt dieses Gas Salzsäure. Konzentrierte Salzsäure enthält 38 % von diesem Gas
Was entsteht, wenn man ein weißes Pulver mit dem Namen Phosphoroxid P2O5 in Wasser gibt?
Wie heißen die negativen Ionen (= Säurerestionen) in folgenden Säuren
Salzsäure - Salpetersäure - Schwefelige Säure - Schwefelsäure - Phosphorsäure - Kohlensäure - Essigsäure?
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Ameisensäure und Essigsäure vermischen sich hervorragend mit Wasser. Alkansäuren mit vielen C-Atomen sind wasserunlöslich und auch nicht "sauer" . Warum ist das so?
Bei Alkansäuren mit vielen C-Atomen ist für die Eigenschaften des Stoffes die lange C-Kette viel entscheidender als die kleine -COOH Gruppe am Ende dieser langen Kette