Lernbereich 3 Wasser Rebekka Heimann und Bettina Venediger 2018

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Lernbereich 3 Wasser

Rebekka Heimann und Bettina Venediger 2018

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Eigenschaften und Bedeutung von Wasser für Lebewesen

Author: NASA/JPL-Caltech/MSSS and PSI; Source: http://photojournal.jpl.nasa.gov/jpeg/PIA16189.jpg Public domain CC0 by NASA

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Eigenschaften und Bedeutung von Wasser für Lebewesen

Feuerqualle, Brunothg, CC BY-SA 3.0

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Eigenschaften und Bedeutung von Wasser

Lebensnotwendig

Funktionen im Körper: z.B.

- Transportmittel für Nährstoffe und Abfallstoffe - Überhitzungsschutz

- Lösungsmittel für chemische Reaktionen

Bedeutung für Lebewesen

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Weitere Eigenschaften von Wasser

Wasserläufer

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Weitere Eigenschaften von Wasser

- hohe Verdampfungswärme - hohe Oberflächenspannung - hohe Siedetemperatur

- gutes Lösungsmittel für viele Stoffe;

auch Gase löslich

- hohe Wärmeleitfähigkeit - hohe Wärmekapazität

Eigenschaften

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Weitere Eigenschaften von Wasser

Zusammenhang zwischen Bau und Eigenschaften

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Wie sind die Bausteine des Wassers aufgebaut?

Elektrolyse von Wasser

Wasser Wasserstoff + Sauerstoff

+

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Wie sind die Bausteine des Wassers aufgebaut?

Verbrennung von Wasserstoff

Wasserstoff + Sauerstoff Wasser

+

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Reaktionsbeziehungen

Sauerstoff

Kupferoxid Kupfer

Kohlenstoff Kohlenstoffdioxid

Sauerstoff

Magnesiumoxid Magnesium

Sauerstoff

Wasserstoff Wasser

Sauerstoff

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Wasserstoff – ein Produkt der Elektrolyse

Eigenschaften:

• im Wetterballon, als Raketentreibstoff

• brennbar

• bildet mit Luft exp.….

• ………

Verwendung:

• schlecht wasserlöslich Nachweis:

Knallgasprobe (mit der Öffnung nach unten an die Flamme halten)

Beobachtung:

Dumpfer Knall  Wasserstoff-Luft-Gemisch Pfeifendes Geräusch  reiner Wasserstoff Bau:

Molekülsubstanz

Ein Molekül Wasserstoff besteht aus zwei Atomen Sauerstoff.

Chemische Reaktion: Verbrennen von Wasserstoff

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Wasserstoff – ein Produkt der Elektrolyse

Eigenschaften:

• brennbar

• bildet mit Luft explosive Gemische

• schlecht wasserlöslich

• geringere Dichte als Luft

Verwendung:

• im Wetterballon, als Raketentreibstoff

Nachweis:

Knallgasprobe (mit der Öffnung nach unten an die Flamme halten) Beobachtung:

Leichte Verpuffung (dumpfer Knall)  reiner Wasserstoff

Pfeifendes Geräusch  bei explosivem Wasserstoff-Luft-Gemisch

Bau:

Molekülsubstanz

Ein Molekül Wasserstoff besteht aus zwei Atomen Wasserstoff.

Chemische Reaktion: Verbrennen von Wasserstoff Wasserstoff + Sauerstoff → Wasser

+

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Erste Formeln

H ₂ O

- Index: tiefer gesetzte Zahl gibt Anzahl der links davor angegebenen Atome an

- Faktor vor der Formel: gibt Zahl der Moleküle bzw.

Gitterausschnitte an

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Erste Formeln

Reaktionsgleichungen mit Teilchen und mit Formeln

Reaktion von Kohlenstoff mit Sauerstoff + →

C + O

2

→ CO

2

a)

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Erste Formeln

Reaktionsgleichungen mit Teilchen und mit Formeln

Reaktion von Kupferoxid mit Kohlenstoff 2 + → 2 +

2 CuO + C → 2 Cu + CO 2

b)

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Erste Formeln

Reaktionsgleichungen mit Teilchen und mit Formeln

Reaktion von Magnesium mit Sauerstoff 2 + → 2

2 Mg + O 2 → 2 MgO

c)

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Erste Formeln

Reaktionsgleichungen mit Teilchen und mit Formeln

Reaktion von Magnesium mit Kohlenstoffdioxid 2 + → 2 +

2 Mg + CO 2 → 2 MgO + C

d)

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Erste Formeln

Reaktionsgleichungen mit Teilchen und mit Formeln

e) Reaktion von Magnesium mit Wasser + → +

Mg + H 2 O → MgO + H 2

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Erste Formeln

Reaktionsgleichungen mit Teilchen und mit Formeln

Elektrolyse von Wasser.

2 → 2 + 2 H 2 O → 2 H 2 + O 2

f)

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Übung zum Aufstellen von Reaktionsgleichungen

Teilchenbild Formel Name

CO Kohlenstoffmonoxid

NO

₂

Stickstoffdioxid

SO

₃

Schwefeltrioxid

NH

₃

Ammoniak

C

₃

H

₈

Propan (Campinggas)

C

₂

H

₆

O Ethanol (ein Alkohol) C

₄

H

₁₀

O Ether

(genauer:

Diethylether)

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Übung zum Aufstellen von Reaktionsgleichungen

a)

Wortgleichung:

Stickstoff + Sauerstoff Stickstoffdioxid Teilchenbild:

Reaktionsgleichung mit Teilchen:

+ 2 2 Reaktionsgleichung mit Formeln:

N

2

+ 2 O

2

2 NO

2

+

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Übung zum Aufstellen von Reaktionsgleichungen

b)

Wortgleichung:

Stickstoff + Wasserstoff Ammoniak Teilchenbild:

Reaktionsgleichung mit Teilchen:

+ 3 2 Reaktionsgleichung mit Formeln:

N2 + 3 H2 2 NH3

+

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Übung zum Aufstellen von Reaktionsgleichungen

c)

Wortgleichung:

Kohlenstoffdioxid + Kohlenstoff Kohlenstoffmonoxid Reaktionsgleichung mit Teilchen:

+ 2 Reaktionsgleichung mit Formeln:

CO

2

+ C 2 CO

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Übung zum Aufstellen von Reaktionsgleichungen

3. Entwickelt die Reaktionsgleichungen mit Formeln für folgende Reaktionen.

Wortgleichung:

Kohlenstoffdioxid + Wasser → Traubenzucker + Sauerstoff Reaktionsgleichung mit Formeln:

(Hinweis: Notiert erst die fehlenden Formeln. Wählt dann solche Faktoren, dass links und rechts vom Reaktionspfeil gleich viele Kohlenstoffatome vorhanden sind. Gleicht

dann die Wasserstoffatome und zum Schluss die Teilchen die Sauerstoffatome aus.)

6 CO

2

+ 6 H

2

O → C

⁶

H

12

O

6

+ 6 O

2

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Übung zum Aufstellen von Reaktionsgleichungen

3. Entwickelt die Reaktionsgleichungen mit Formeln für folgende Reaktionen.

Wortgleichung:

Eisenoxid + Kohlenstoff → Eisen + Kohlenstoffdioxid Reaktionsgleichung mit Formeln:

2 FeO + C → 2 Fe + CO

2

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Was ist die Dichte eines Stoffes?

Wasser Alkohol

1 ml Wasser wiegt bei 20

^o

C 1,00 g

1 ml Ethanol wiegt bei 20

^o

C 0,79 g

Wasser hat die höhere Dichte, also mehr Masse in 1 ml

Flüssigkeit.

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Zusammenhang zwischen Bau und Eigenschaften von Wasser

Im Wasser liegen die Wassermoleküle dichter nebeneinander und nicht so regelmäßig wie im Eis.

Im Eis ergeben sich auf Grund der Anordnung der Wassermoleküle

sechseckige Hohlräume.

Diese benötigen mehr Platz.

Die Dichte von Wasser bei 4

^o

C beträgt 1,00 g/cm

³

.

Eis hat eine geringere

Dichte als Wasser. Bei 0

^o

C

beträgt sie 0,92 g/cm

³

.

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Zusammenhang zwischen Bau und Eigenschaften von Wasser

Warum hat Wasser eine hohe Siedetemperatur?

Es muss viel Energie aufgewendet werden, um die Wasserstoffbrücken zu überwinden und die

Wassermoleküle voneinander zu trennen.

Deswegen hat Wasser eine hohe Siedetemperatur.

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Kann man Meerwasser auch als Trinkwasser nutzen?

Destillationsapparatur

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Wassergewinnung beim Nebeltrinkerkäfer

Nebeltrinkerkäfer in der Position zum Sammeln von Flüssigkeit, Didier Descouens, CC-BY-SA-4.0

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Wasserverbrauch in Deutschland (in Litern pro Einwohner und Tag)

Quelle: BDEW Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft e.V.

(Stand: 22.7.2013; Wert für 2012 vorläufig)