Frohe Weihnachten!
Herzlich Willkommen zum Chemie Adventskalender des Otto-Nagel-Gymnasiums! Hier könnt ihr jeden Tag ein Türchen öffnen.
Unser Chemie Leistungskurs hat für euch spannende Informationen und Geschichten rund um das Periodensystem der Elemente und seinen Zusammenhang um das Thema Weihnachten zusamengetragen. Viel Spaß beim Lesen und eine zauberhafte Adventszeit!
Schaut auch gerne im chemischen Fachbereich vorbei, um immer auf dem Laufenden zu bleiben, was gerade für Projekte rund um die Naturwissenschaft umgesetzt werden: https://ong.berlin/chemie/
Der Chemie LK Q1
Hier gibt es alle Geschichten nochmal zum nachlesen:
Wenn man an Weihnachten denkt kommen einem als ersten die vielen, schönen, bunten Lichter in den Sinn.
Aber was steckt eigentlich dahinter? – Unser heutiges Element Neon ist in einigen der schönen Lichtern enthalten.
Mit der Ordnungszahl 10 und zwei vollbesetzten Schalen gehört es zur 8.Hauptgruppe, den Edelgasen. Es ist nicht nur sehr reaktionsträge, sondern kommt auf unserer Erde nur sehr selten vor.
Dennoch kann es zum Beispiel mit Hilfe des Linde Verfahrens (Methode zur Trennung von Gasen) gewonnen werden. Aufgrund seiner Seltenheit ist es sehr teuer. Trotzdem wird es zum Beispiel als Füllgas von Leuchtröhren verwendet. Normalerweise ist das Element Neon ein durchsichtiges Gas, durch den elektrischen Stromfluss einer Lampe kann es allerdings zum Leuchten angeregt werden. Dann erzeugt es rotes Licht. Mit Quecksilber versetzt wird es blau und mit einem farbigem Glas kann man sogar grünes Licht erzeugen.
Das Element des heutigen Tages ist das Element, dessen Atome die kleinste Masse von allen hat,
das Element, das in der Natur nur im molekularen Zustand, gasförmig vorkommt und das
das Element, das in so ziemlich allen organischen Verbindungen enthalten ist.
So finden wir es zur Weihnachtszeit in unseren leckeren Plätzchen, im schön geschmückten Tannenbaum und sogar in den duftenden Kerzen:
Das Element, was uns unter dem Namen Wasserstoff bekannt ist, und mit dem Symbol H dargestellt wird, was von der englischen Variante des Namens: „Hydrogen“ kommt.
Barium ist ein chemisches Element mit dem Elementsymbol Ba und der Ordnungszahl 56. Es liegt in der 2. Hauptgruppe und der 6. Periode und ist somit ein Erdalkalimetall. Zur Weihnachtszeit und zu Silvester wird Barium meistens als Bariumnitrat, also als Nitratsalz, in Wunderkerzen verwendet. Es verursacht in der Brennerflamme die für Barium typische grüne Flammenfärbung, weshalb es auch zu Silvester benutzt wird, um grünes Feuerwerk zu zaubern.
P.S.: In Q1 wird im Chemie LK auch die Flammenfärbung durchgeführt, wobei verschiedene Farben beobachtet werden können, unter anderem Magenta, Grün oder auch das typische Orange. Bleibt also gespannt und wählt Chemie in der Oberstufe, damit ihr auch solche spannenden Experimente durchführen könnt.
Welches Element verbirgt sich in der 6. Periode und der zweiten Nebengruppe im Periodensystem…?
– Richtig, da steht Au (Symbolschreibweise), das steht für Gold.
Dieses Element wird euch heute vorgestellt.
Gold gehört mit zu den Edelmetallen, das heißt, dass es korrosionsbeständig ist in seiner natürlichen Umgebung und somit dauerhaft chemisch stabil ist. Außerdem ist Gold auch sehr säurebeständig, die einzigen zwei Säuren denen es gelingt Gold zu lösen ist Königswasser und Selensäure. Den Halogenen Chlor, Brom und Iod in Lösung gelingt es auch unser Edelmetall zu lösen.
Und wenn du vielleicht noch keine Geschenkideen für Weihnachten hast, sind dir jetzt vielleicht welche eingefallen, da Gold doch ein sehr schönes Metall ist und auch noch so ein stabiles Element.
Zum Element des heutigen Tages existiert ein kleines Märchen.
Es handelt von einem Spielzeug-Soldaten aus ____, der nur ein Bein hatte, da er, wie auch seine Kameraden, gegossen wurde, jedoch nicht genug ____ übrig war. Dieser verliebte sich in eine Tänzerin aus Papier, die eine Rose in der Hand hielt. Jedoch fiel er durch starken Wind aus einem hohen Stockwerk aus dem Fenster, wurde in ein Boot aus Zeitungen einen Kanal entlang geschickt bis das Boot mit dem Soldaten sank, da das Material, aus dem er gegossen worden war, eine höhere Dichte als Wasser hatte. Kurz darauf wurde der standhafte Soldat aus ____ von einem Fisch verschlungen. Als der Soldat das nächste Mal das Licht erblickte, befand er sich in der gleichen Stube und sah seine Tänzerin.
Jedoch wurde er nicht zu ihr oder zu seinen Kameraden gestellt, sondern in den Kamin geworfen.
Ein weiterer Windzug pustete und die Tänzerin flog zu ihm, wo sie in Flammen aufging und er schmolz, da die Schmelztemperatur des Materials, aus dem der Soldat gegossen worden war, erreicht wurde. Als das Feuer erloschen war und das ____, aus dem der Soldat einst gemacht worden war, blieben ein kleines Herz aus ____ und die zierliche Rose der Tänzerin im Kamin liegen.
Habt ihr schon eine Ahnung, welches Element dahinter stecken könnte? – Morgen kommt die Auflösung.
Das Element, welches sich hinter Türchen 7 versteckt ist das Element Blei.
Heute wollen wir uns dem Element Quecksilber widmen.
Quecksilber ist das einzige Metall, welches bei Normalbedingungen flüssig ist. Wegen seiner thermischen Ausdehnung zwischen 0°C und 100°C wurde es in Thermometern verwendet.
Aufgrund seiner hohen Oberflächenspannung benetzt es die Glasoberfläche nicht, folglich kann die Temperatur klar abgelesen werden.
Allerdings ist Quecksilber hoch giftig, weswegen es heutzutage nur in Laboren verwendet wird.
Im Internet kann man vereinzelt mit Quecksilber verspiegelte Weihnachtskugeln kaufen, jedoch sind diese eher selten und werden auch nicht mehr produziert.
E 941 wird in der Europäischen Union in Verpackungen von Lebensmitteln eingebracht, um den dort vorhandenen Sauerstoff zu verdrängen. Somit sollen durch Sauerstoff bedingte Abbauprozesse, z.B. durch Bakterien verhindert werden. Lebensmittel können so länger frisch gehalten werden. Vielleicht habt ihr in eurem Weihnachtsessen ja auch etwas Stickstoff enthalten :)
Heute haben wir ein Rätsel für euch rund um das Element Silber:
Lithium ist das unedelste Element und ist daher sehr reaktionsfreudig. Es ist fest und silberglänzend. Außerdem leitet es elektrischen Strom sehr gut. Zusätzlich ist es in Feuerwerkskörpern in Verbindung mit anderen Elementen vorhanden, welches das rote Licht bei der Verbrennung entstehen lässt. Auch in langanhaltenden Batterien ist Lithium enthalten. Diese werden in manchen Lichterketten, welche wir alle zu Weihnachten aufhängen, genutzt. Die Lithium-Batterien sind auch in genau vielen elektronischen Spielzeugen, welche viele Kinder zu Weihnachten bekommen, eingebaut.
Es glänzt und ist silberfarbig. Wir stechen unsere Plätzchen damit aus. Wir nutzen es zum Schmücken unseres schönen Weihnachtsbaumes. Und falls Essen übrig bleiben sollte, wickeln wir die Reste damit ein. Ach, und außerdem nutzen wir es für unsere Helium-Luftballons.
Das Element Aluminium wird vielfältig benutzt, wie zum Beispiel in Bauteilen in Fahrzeugen und Maschinen, elektrischen Leitungen, Rohren, Dosen und Haushaltsgegenständen. Zusätzlich sieht es schön zur Dekoration aus. Es ist ein Leichtmetall und ist das dritthäufigste Element in der Erdkruste.
Auch wenn heutzutage immer mehr Zeitgenossen 15000-Watt Lichtbogenlampen als weihnachtliche Vorgarten Beleuchtung für alternativlos erachten: Wirklich festlich ist nur das warme, gelbe Licht der Kerzenflamme. Doch deren zur Besinnlichkeit einladende Ruhe trügt. Tatsächlich befindet sich die Flamme in einem prekären Gleichgewicht, aufrechterhalten durch Docht und Brennmaterial. Die Kerzenflamme verflüssigt das Wachs, das durch die Kapillarkräfte über den Docht in die Flamme gezogen wird. Dann wird es richtig spannend: Im Inneren der Flamme ist nahezu kein Sauerstoff verfügbar, so dass der frisch verdampfte Brennstoff sich nicht entzündet. Vielmehr zerfallen die langen Molekülketten der Wachse zuerst in kleine, hochreaktive Bruchstücke – sie erzeugen das blaue Leuchten rund um den Docht. Wirklich verbrannt wird weiter außen. Zuerst allerdings finden sich die Bruchstücke wieder zusammen. In extrem komplizierten Reaktionen bilden sie erst größere, graphitähnliche Moleküle und dann Rußpartikel. Dabei spalten sie Wasserstoff ab, und der reagiert mit Sauerstoff zu Wasser. Die Energie, die dabei frei wird, heizt die Rußpartikel so stark auf, dass sie gelb-orange leuchten. Doch bald darauf ist auch ihr Weg zu Ende: In der heißen äußeren Flammzone verbrennen sie mit weiterem Sauerstoff zu Kohlendioxid.
Welches Element steckt wohl dahinter? – Bleibt gespannt die Auflösung dazu gibt es an Tag 14.
Im 13. Türchen ging es um das Element Kohlenstoff.
Heute wollen wir euch ein weiteres Rätsel um ein Element stellen:
Das gesuchte Element ist nach Wasserstoff ist es das zweithäufigste Element im Universum. Es ist leichter als Luft (179 g/m^3)und kann sich dadurch im Deckenbereich ansammeln. Das Gas hat keine Farbe, keinen Geruch, keinen Geschmack und ist nicht giftig! Auch im Sinne der Gefahrstoffverordnung (GefStoffV) wird es nicht als gefährliches Gas eingestuft. Da es und Wasserstoff die einzigen infrage kommenden Gase sind und Wasserstoff als zu gefährlich, aufgrund seiner hohen Reaktionsfreudigkeit (siehe Knallgasprobe), eingestuft wird, verwendet man für Ballons, das auch in der Luft (5,24 ppm) vorkommende Element.
Im 14. Türchen ging es um das Element Helium.
Heute geht es um Brom.
Brom ist das einzige Nichtmetall, das bei Zimmertemperatur und Normaldruck flüssig ist – wie aufregend! Es sieht auch durchaus einschüchternd aus mit seiner raut-braunen Farbe und dem roten Bromdampf, der bei Zimmertemperatur von dem Element ausgeht. Dieser rotfarbige Dampf, welcher einen stark chlorähnlichen Geruch aufweist, ist übrigens der Grund für den Namen „Brom“, der von dem altgriechischen Wort „bromos“ (=Gestank) stammt. Aufgrund seiner giftigen Wirkung begegnet uns dieses spannende Element jedoch nicht wirklich im Alltag – es wird aber vielseitig in der landwirtschaftlichen Chemie für Insektizide, in Pharmazeutika und zur Herstellung von Farbstoffen verwendet.
So langsam geht es nun auf Silvester zu und dabei spielt unser heutiges Element eine wichtige Rolle.
Strontium (Sr) ist ein chemisches Element in unserem Periodensystem und befindet sich dort in der 5. Periode und der 2. Hauptgruppe und gehört somit zu den Erdalkalimetallen an, d. h. es ist nach Barium und Radium das reaktivste Erdalkalimetall, und gehört auch in die Kategorie der unedeln Metalle. Es reagiert sofort mit Halogenen, Sauerstoff, Stickstoff und Schwefel.
Da Strontium ein sehr unedles Metall ist, reagiert es mit Wasser unter Wasserstoff- und Hydroxidbildung. Strontiumhydroxid bildet sich auch schon beim Kontakt des Metalls mit feuchter Luft. Wenn man Strontium an der Luft erhitzt bzw. verbrennt erhält man die typische kaminrote Flammenfarbe, bei der Strontiumoxid und Strontiumnitrid entstehen. Deshalb wird Strontium häufig für die Pyrotechnik benutzt und jetzt wissen wir wo durch die rote Farbe bei Silvester zustande kommt.
Weihnachten ohne Kupfer? – Das wäre wohl kaum vorstellbar!
Ob im Märchen vom Mädchen, das Kupfer in Gold verwandelte oder in einer schönen Fayenceglasur, welche sich gut zum Aufwerten von Keramik eignet.
Einige Menschen besuchen zu Weihnachten auch die Kirche, besonders häufig sieht man durch die grünlichen massiven Kupfer-Kirchendächer mit Turm, dabei ist Kupfer doch eigentlich bekannt für seine rot-bronze glänzende Farbe, oder? –
Nicht ganz, denn an feuchter Luft bildet sich auf der Oberfläche des Kupfers allmählich eine grünliche Schicht. Diese Schicht schützt das darunter liegende Kupfer vor weiterer Korrosion, daher ist Kupferblech für die Abdeckung von Dächern gut geeignet. Nach dem Dachdecken zeigt das Dach zunächst die hellrote Kupferfarbe. Nach einiger Zeit wechselt die Farbe in ein dunkles Rot, das durch Kupfer-(I)-oxid verursacht wird. Später wird das Dach noch dunkler, und es entsteht schwarzes Kupfer(II)-oxid. Aber erst nach einigen Jahren bildet sich unter Einwirkung von Kohlenstoffdioxid, Luft und Wasser die blaugrüne Schicht.
Weihnachtszeit ist Nusszeit. Und das ist auch gut so, denn z.B Walnüsse sind super gesund.
Sie sehen nicht nur aus wie Gehirne, sondern sind auch wichtig für unsere Ernährung, denn sie können Muskelkrämpfe und Ermüdungszustände vorbeugen.
Sie enthalten Magnesium, ein Element der 2.Hauptgruppe mit der Ordnungszahl 12, welches ein Bestandteil verschiedener Enzymsysteme ist und somit für unseren Köper lebensnotwendig.
Jugendliche sollten 350mg-400mg pro Tag zu sich nehmen. Bei der Aufnahme des Magnesiums sollte man lieber auf Nahrungsergänzungsmittel verzichten, da diese schnell zu einer zu hohen Dosis führen können. Stattdessen wird eine Ernährung mit viel Gemüse, Vollkornprodukten und Walnüssen (diese enthalten ca.129 mg pro 100g) empfohlen.
Na dann – Rann ans Nüsse knacken!
Dieses Element, welches zu den Edelgasen zählt, ist eines der seltensten auf der Erde vorkommenden. Seine Verwendung fand es vor allem in? Richtig, Glühlampen. Wie das bereits geöffnete Türchen Neon, wird Krypton in den Lampen verwendet, die für eine bunte und gemütliche Stimmung an Weihnachten sorgen. Doch das Gas, welches bei uns auf der Erde so unfassbar selten ist, kommt im Weltall verhältnismäßig viel vor. Beim nächsten Blick zum weihnachtlichen Nachthimmel gerne einmal daran denken, wie viel es dort draußen eigentlich gibt.
Na dann – Rann ans Nüsse knacken!
Im Märchen von Hans Christian Andersen kommt eines der bekanntesten Elemente zum Tragen. Das 7. Element, mit dem Elementnamen N, welches meistens mit schlechtem Geruch assoziiert wird, erscheint in der dunklen Jahreszeit in einem neuen Licht. Wie wir finden, noch immer die schönste Variante, seine Kerzen anzuzünden.
Na, habt ihr erraten um welches Element es sich handelt? – Die Auflösung gibt es morgen.
Im Türchen 20 ging es um das Element Schwefel. Daher auch das Märchen vom Mädchen mit den Schwefelhölzchen.
Heute geht es um das Element Chlor:
Chlor ist ein Halogen, welches sich durch seiner Reaktionsfreudigkeit von allen anderen Elementen unterscheidet. In der Natur kommt Chlor fast ausschließlich als Anion Cl− vor. Die wohl bekanntesten Chlorverbindungen sind Salze wie z.B. Natriumchlorid und Kaliumchlorid, welche das Stoffgemisch Kochsalz bilden.
Chlor reagiert mit zahlreichen Elementen und bildet sowohl organische als auch anorganische Verbindungen. Es ist außerdem ein starkes Oxidationsmittel.
Das bei Normalbedingungen gasförmige Chlor ist giftig und wirkt reizend sowohl bei Kontakt mit der Haut als auch beim Einatmen.
In der Weihnachtszeit steigt der Konsum von Süßwaren rapide an. Zu keiner Zeit des Jahres wird sich öfter eine kleine Leckerei genehmigt. Je weiter man dem Ende des Jahres kommt, desto zahlreicher sind süßen Verlockungen. Jedoch besteht bei dem Verzehr von Zucker eine nicht zu unterschätzende Gefahr, denn zuckerhaltige Schlemmereien können sehr schädlich für unsere Zähne sein. Daher ist es in der Weihnachtszeit besonders wichtig das Zähneputzen nicht zu vernachlässigen. Wichtig für den Schutz unserer Zähne ist das Element Fluor, welches von Henri Moissan 1886 entdeckt wurde. Dieses ist in Verbindung mit Metallen als Fluorid in der Zahnpasta enthalten. Es schützt die Zähne, in dem es diese bei der Remineralisation des Zahnschmelzes hilft und so die Widerständigkeit gegen die Säuren aus der Nahrung fördert. So kann man, wenn man ordentlich Zähne putzt, Schlemmern so viel man will und das einzige Problem, was nun noch auf einen Zukommen könnte, wäre die Gewichtszunahme.
„Lass nichts anbrennen!“ Das ist mein Motto, nach dem man Leben sollte. Besonders in der Weihnachtszeit steigt die Anzahl an Bränden aber rapide an. Dies ist durch die starke Nutzung von Kerzen gegeben. Es gibt wohl nicht vieles, was das Gefühl der Weihnacht mehr aufruft als das Brennen einer Kerze. Was ermöglicht der Kerze nun seinen Schein? Es ist der Sauerstoff. Der Sauerstoff oxidiert das Paraffin der Kerze, wodurch die wohlige Flamme entsteht – wie schön Chemie doch sein kann! Um etwaige Brände zu verhindern muss folglich die Sauerstoffzufuhr zum Brand unterbunden werden. Auf diese Weise funktionieren auch Löschdecken und Feuerlöscher. Tannennadeln sind nun besonders starke Brandquellen, da diese sehr trocken sind und sich die Flamme einfach auf diese ausweiten kann.
Dieses wachsweiche, silberglänzende und hochreaktive Metall wird vielfältig verwendet. Auch für unseren Körper, wo es meist in Form von postiv geladenen Natriumionen vorliegt, ist es essenziell. Hier spielt es nämlich eine entscheidende Rolle in der Reizübertragung: ohne diese Natriumionen könnte also unser Herz nicht schlagen, wir könnten nicht atmen, nicht denken und uns generell nicht bewegen – der menschliche Körper wäre funktionsunfähig.
Natrium umgibt uns auch im Alltag als ein Teil der Verbindung Natriumchlorid, besser bekannt als Kochsalz. Damit sorgt das Natrium auch dafür, dass die schöne Weihnachtsgans bloß nicht fad schmeckt.
Guten Appetit!
