Steckbriefe
Stoffe erkennt man an ihren Eigenschaften . Oft reicht eine einzige Eigenschaft jedoch nicht aus, um einen Stoff zweifelsfrei zu identifizieren. So erscheint uns Haushaltszucker weiß, ebenso Kochsalz. Eine Verwechslung wäre aber sehr unangenehm, weil dann die Kartoffeln womöglich süß schmecken und der Pudding bzw. der Kuchen salzig. Im Allgemeinen benötigt man eine Kombination charakteristischer Eigenschaften, um einen Stoff eindeutig zu kennzeichnen. Die Eigenschaften eines Stoffe kann man ermitteln:
- Mit unseren Sinnesorganen prüfen wir Farbe, Form und Oberflächenbeschaffenheit, Aggregatzustand, den Geruch und den Geschmack (Achtung: Im Chemielabor sind Geschmacksproben verboten!)
- Mithilfe von Messgeräten und Experimenten kann man die Schmelz- und Siedetemperatur, die Dichte, magnetische Eigenschaften, Verformbarkeit, elektrische und Wärmeleitfähigkeit, Härte, die Brennbarkeit und die Löslichkeit in Wasser oder anderen Lösungsmitteln bestimmen. Charakteristische Stoffkonstanten wie die Schmelz- und Siedtemperatur kann man auch aus entsprechender Tabellen ablesen.
Aus den charakteristischen Eigenschaften kann man einen Steckbrief für den Stoff erstellen. Oft enthalten solche Steckbriefe auch noch Informationen zum Bau, zum Vorkommen und zu seiner Bedeutung bzw. Verwendung.
Glas
Eigenschaften: durchsichtig, spröde (stoßempfindlich und leicht zerbrechlich, empfindlich gegenüber plötzlichen Temperaturschwankungen), sehr hart (kann mit Stahl nur geritzt werden), Dichte ca. 2,6 (Normalglas), schmilzt bei 1 000 bis 1 200 °C, schlechter Wärmeleiter, nicht elektrisch leitfähig (Isolator), nicht brennbar, nicht löslich in Wasser, widerstandsfähig gegen Chemikalien,
Besonderheit: Glas ist zwar fest, befindet sich aber in einem besonderen Zustand. Durch schnelles Abkühlen erreicht man eine „unterkühlte Flüssigkeit im festen Aggregatzustand“. Dadurch wird Glas erst durchsichtig.
Nutzung: Haushaltsgläser; Baustoff; Laborgefäße; Spezialglas wie Jenaer Glas (sehr hitzebeständig), Bleiglas für besondere Gefäße und Glasschmuck, Glas für Linsen, Glasfaser.
Diamant
Eigenschaften: durchsichtig, stark Licht brechend, Härte 10 nach der mohsschen Härteskala, Dichte 3,51 , schmilzt bei Temperaturen >3550 °C, schlechter elektrischer Leiter, guter Wärmeleiter, nicht löslich in Wasser, verbrennt bei sehr hohen Temperaturen zu Kohlenstoffdioxid
Besonderheit: Diamant ist chemisch gesehen reiner Kohlenstoff.
Vorkommen: abbauwürdige Funde in alten Vulkanschloten
Nutzung: Edelstein (Der größte Diamant, der Cullolinan wog 621,2 g = 3 106 Karat. Das schwerste Bruchstück mit 530 Karat, der sogenannte Stern von Afrika, ist in das englische Königszepter eingefasst.), kleine Diamanten in Bohrköpfen und Gasschneidern, im Motoren- und Getriebebau als Schutzschicht.
Naturkautschuk
Eigenschaften: meist farblos; leichter als Wasser, fast geruchlos, elastisch und sehr dehnbar (kann bis auf das Fünffache seiner Länge gezogen werden); leitet Wärme und Elektrizität schlecht; wird bei 4° spröde, bei 145° klebrig und zerfließt bei 170 -180°C; brennt mit stark rußender Flamme; beständig gegen verdünnte Säuren und Laugen; löslich in Benzol, Leinöl, Ether, Leichtbenzin
Besonderheit: Ritzt man Wolfsmilchgewächse, Maulbeerbaumgewächse (z. B. Gummibaum), bestimmte Korbblütler (Löwenzahn), Lianen, bestimmte Pilze an, geben diese einen weißen Milchsaft (Latex) ab. 100g Latex enthalten etwa 30-35g Naturkautschuk, 4-5g Eiweiße, Fette, Kohlenhydrate; ca. 0,5g Mineralien, Wasser.
Nutzung: Schon die Maya (11Jh.) spielten mit Bällen aus Naturkautschuk. COLUMBUS brachte wahrscheinlich solche Spielbälle von Haiti nach Europa. Erst 1755 beschrieb man die Herstellung aus dem Milchsaft durch Eingeborene vom Amazonasstrom,1759 wurden die ersten Radiergummis in Paris und London verkauft, 1848 gelang dem Amerikaner GOODYEAR die Vulkanisation und 1876 schmuggelte der Engländer WICKHAM 70 000 Samen des Kautschukbaumes nach England, sodass nach dem Anlegen von Plantagen das Monopol des brasilianischen Kautschuks gebrochen war.
Naturkautschuk wird heute u. a. zur Herstellung von Klebebändern und Knetgummi verwendet. Wird der Naturkautschuk chemisch verändert (z. B. vulkanisiert), begegnet er uns in Form von Autoreifen, Luftballons, chirurgischen Handschuhen, Gummistiefeln, Schuhsohlen, Kondomen u. s. w.
Blausäure (Cyanwasserstoff)
Eigenschaften: farblose, äußerst giftige Flüssigkeit mit charakteristischem Geruch, schmilzt bei -14°C und siedet bei 26°C, mit Wasser und Ethanol beliebig mischbar, in Ether wenig löslich, bildet mit Luft explosive Gemische
Bau: Moleküle aus je einem Wasserstoff-, Kohlenstoff- und Stickstoffatom: HCN
Besonderheit: 1mg/kg Körpergewicht wirken bei akuten Vergiftungen tödlich. Es tritt eine rasche Erstickung ein, da Blausäure Bestandteile des Hämoglobins blockiert, sodass kein Sauerstoff mehr übertragen werden kann.
Vorkommen: Blausäure kommt u.a. im Zigarettenrauch und im Abwehrsekret von Tausendfüßlern vor.
Nutzung: Gasförmige Blausäure wird zum Vorratsschutz als Begasungsmittel in Mühlen, Speichern und Schiffen verwendet und dient als Ausgangsstoff der Herstellung von Düngemittel und Ernährungsstoffen in der Tierhaltung.
Schwefelwasserstoff
Eigenschaften: farbloses, brennbares, sehr giftiges Gas, riecht stark nach faulen Eiern, Schmelztemperatur -86°C und Siedetemperatur -62°C, bildet mit Luft explosive Gemische, in 1Liter Alkohol lösen sich11-12 l Schwefelwasserstoffgas (20°C), in 1 Liter Wasser 2,61 l (20°C)
Bau: Moleküle aus je zwei Wasserstoff- und einem Schwefelatom:
Besonderheit: Schwefelwasserstoff ist fast ebenso giftig wie Blausäure. Luft, die nur 0,035% des Gases enthält, wirkt bei längerem Einatmen lebensgefährlich. Geringere Mengen führen zu taumelndem Gang, Schwindel, nervösen Erregungszuständen und Atemnot. Die Geruchsschwelle liegt zum Glück sehr niedrig. Doch erfolgt sehr schnell eine Gewöhnung.
Vorkommen: Schwefelwasserstoff entsteht bei der Zersetzung von schwefelhaltigen Eiweißstoffen unter Einfluss von Bakterien in Sümpfen und Kläranlagen und kommt in Vulkangasen, Erdgasen (Sauergase / Supersauergase) und Schwefelquellen (Tölz, Aachen) vor. Das Gas war schon im Altertum als „stinkende Schwefelluft“ bekannt.
Lachgas (Distickstoffmonoxid)
Eigenschaften: farbloses Gas mit schwach süßlichem Geruch, unterhält die Verbrennung Schmelztemperatur -90,8°C und Siedetemperatur -88,5°C, löst sich in Schwefelsäure, Ether, Alkohol und Wasser
Bau: Moleküle aus je zwei Stickstoff- und einem Sauerstoffatom:
Besonderheit: Wird das Gas eingeatmet, kann es zu lebhaften Träumen, Halluzinationen, rauschartigen Zuständen und erhöhter Lachbereitschaft führen. Es wurde 1844 von dem englischen Zahnarzt WELLS erstmals als Narkosemittel verwendet.
Nutzung: In Kombination mit Sauerstoff ist Lachgas praktisch ungiftig und wird deshalb heute noch zusammen mit Halothan oder Barbituraten als Basisnarkotikum eingesetzt. Des weiteren verwendet man das Gas als Treibmittel für Sprays (z.B. Schlagsahne, Möbelpolituren).
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