Beschreiben und Erklären technischer Geräte

Das Beschreiben des Aufbaus und das Erklären der Wirkungsweise technischer Geräte und Anlagen ist eine für die Chemie charakteristische Tätigkeit. Dabei geht es einerseits um die Darstellung der für die Wirkungsweise wesentlichen Teile, andererseits um das Zurückführen der Wirkungsweise auf physikalische Gesetze, deren Wirkungsbedingungen im Aufbau realisiert sind. Dabei sind die Hinweise zu beachten, die zum Beschreiben und zum Erklären gegeben sind. Sie sind unter den betreffenden Stichwörtern zu finden.

Beim Beschreiben des Aufbaus und Erklären der Wirkungsweise eines technischen Gerätes oder einer Anlage sollte man folgendermaßen vorgehen:

• Nenne den Verwendungszweck des Gerätes bzw. der Anlage!
• Beschreibe wesentliche Teile des Gerätes bzw. der Anlage, die für die Anwendung naturwissenschaftlicher Erkenntnisse von besondere Bedeutung sind!
• Führe die Wirkungsweise des Gerätes bzw. der Anlage auf naturwissenschaftliche Erkenntnisse, z. B. über den Aufbau und die Eigenschaften von Stoffen sowie die Umwandlung von Stoffen zurück!

Die Beschreibung für die Wirkungsweise wesentlichen Teile kann in Worten oder auch mithilfe einer Skizze erfolgen.

Beispiel:

Ein Scheidetrichter (scheiden = trennen) ist ein Gerät, mit dem ein Gemisch aus zwei Flüssigkeiten wieder getrennt werden kann. Die Flüssigkeiten dürfen ineinander nicht löslich sein und müssen unterschiedliche Dichten haben. Ein Scheidetrichter kann also zur Trennung eines heterogenen Stoffgemisches zweier Flüssigkeiten dienen. Beispiele dafür sind Gemische aus Wasser und Öl oder Wasser und Benzin.

Der Scheidetrichter ist ein Glaskolben, der sich nach unten verengt und dort in ein dünnes Glasrohr übergeht.

Das Glasrohr ist am unteren Ende des Kolbens mit einem Hahn verschließbar.

In den Glaskolben wird das heterogene Gemisch der Flüssigkeiten, z. B. aus Öl und Wasser, gebracht und längere Zeit ruhig stehen gelassen. Da die Flüssigkeiten ineinander nicht gelöst sind und sie unterschiedliche Dichten haben, entmischen sich die beiden Flüssigkeiten wieder.

Der Stoff mit der größeren Dichte wandert nach unten, der mit der geringen Dichte nach oben. So sammelt sich oben die Flüssigkeit mit der geringeren Dichte und unten im Trichter die mit der größeren Dichte. Bei Flüssigkeiten mit unterschiedlichen Farben kann man dies gut beobachten. Aus dem trüben, undurchsichtigen Gemisch werden zwei klare, durchsichtige Flüssigkeiten. Nach der Entmischung kann die Flüssigkeit mit der größeren Dichte mittels Hahn und Glasrohr unten am Trichter in ein anderes Gefäß abgelassen werden.