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Stoffeigenschaften

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Stoffe haben Eigenschaften

Stoffe haben Eigenschaften

Stoffe besitzen Eigenschaften, mit denen man sie deutlich voneinander unterscheiden und eindeutig beschreiben kann. In den vorliegenden Versuchen werden nur einige Stoffeigenschaften aufgegriffen: die Löslichkeit (in Wasser), die Dichte, der Aggregatzustand und die Siede- und Schmelztemperatur. Weitere Stoffeigenschaften sind z.B. die Farbe, die elektrische und die Wärmeleitfähigkeit und magnetische Eigenschaften.

In der Chemie wird zur Charakterisierung eines Stoffes ein Steckbrief mit vielen Stoffeigenschaften erstellt. Es ist nicht ausreichend, nur eine Eigenschaft zu beobachten, da damit ein Stoff nicht eindeutig beschrieben werden kann. Zum Beispiel ist sowohl Zucker als auch Salz in Wasser löslich. Sie können aufgrund dieser Eigenschaft nicht unterschieden werden. Einige Eigenschaften können mit den Sinnen erfasst werden (z.B. die Farbe), die aber nur ein Hinweis auf einen bestimmten Stoff sind. Glas ist z.B. normalerweise farblos, kann aber leicht farbig gemacht werden und bleibt dabei immer noch Glas. Eindeutiger zur Charakterisierung eines Stoffes sind objektiv feststellbare Eigenschaften wie z.B. die Löslichkeit, die Dichte und die Siede- und Schmelztemperaturen, wozu man meist etwas mit Geräten (z.B. Waage) messen muss.

In der Grundschule ist es nicht unbedingt sinnvoll, einen vollständigen Eigenschaftskatalog eines Stoffes zu erstellen. Es ist aber wichtig, dass die Kinder Stoffeigenschaften kennen lernen und diese einem bestimmten Stoff zuordnen können (z.B. Kochsalz ist in Wasser löslich). Dies ermöglicht den Kindern auch das Ordnen und Sortieren von Stoffen nach bestimmten Kriterien. Außerdem sollte die Bedeutung einer Eigenschaft für die Chemie oder die Umwelt deutlich werden z.B. die Bedeutung der Dichte beim „Schwimmen und Sinken“. In der Chemie spielen Stoffeigenschaften bei der Abschätzung der Verwendungsmöglichkeiten der Stoffe im Alltag eine große Rolle. So werden Kochtöpfe z.B. aus Stahl verwendet und keine aus Kunststoff (z.B. PET), da auf der Herdplatte Kunststofftöpfe schmelzen würden.  Dies ist für uns ein sehr einfaches Beispiel, aber es macht deutlich, dass jeder Stoff im Alltag aufgrund bestimmter Eigenschaften verwendet wird.

Außerdem nutzt man die Kenntnisse der Stoffeigenschaften auch, um Trennverfahren für Stoffe auszuwählen: Unterschiedliche Löslichkeiten nutzt man z.B. bei der Trennung von Sand und Kochsalz: Salz löst sich in Wasser und Sand nicht. Verschiedene Aggregatzustände nutzt man dann z.B. beim Abfiltrieren des Feststoffes „Sand“ aus dem Gemisch: der Feststoff Sand verbleibt im Filter, das (Salz-)wasser läuft hindurch. Die unterschiedliche Siedetemperatur von Wasser und Kochsalz ermöglicht zum Schluss die Trennung dieser beiden Stoffe: das Wasser verdampft und das Kochsalz bleibt zurück.
 


Salzwasser
Herstellung aus Kochsalz und Wasser
(Wie viel Salz kann sich in Wasser lösen?)

Geräte und Stoffe

  • 1 Glas (ca. 200mL) oder Schnapsglas
  • Teelöffel
  • Stab (z.B. Kaffeerührer)
  • Kochsalz (Natriumchlorid)
  • Leitungswasser

Durchführung

Das Glas wird mit ca. 50 mL Wasser gefüllt. Dann gibt man einen gestrichenen Teelöffel Kochsalz dazu. Nach erstem Beobachten wird mit dem Stab gut umgerührt.
Erweiterung:
Man gibt nach und nach jeweils einen gestrichenen Teelöffel Kochsalz in das Wasser und rührt nach jedem Zugeben kräftig um. Dies macht man so lange, bis auf dem Boden Kochsalz übrig bleibt.

Beobachtung

Das Kochsalz sinkt auf den Boden des Glases. Nach dem Umrühren ist das Kochsalz nicht mehr zu sehen.
Nach ca. drei gestrichenen Teelöffeln Kochsalz bleibt Kochsalz am Boden liegen.

Erklärung

Kochsalz löst sich gut in Wasser. Es löst sich durch Umrühren schneller, da die Kochsalzkörner dann mehr Kontakt zum Wasser haben. Wenn man nicht umrührt, dauert der Löseprozess viel länger.
Pro 50 mL Wasser löst sich maximal 18 g (360 g/L bei 25°C) Kochsalz. Daher löst sich nach Zugeben von ca. drei gestrichenen Teelöffeln Kochsalz (je nach Größe des Löffels) nichts mehr. Das am Boden liegende Kochsalz bezeichnet man als Bodensatz. Die überstehende Kochsalzlösung nennt man gesättigte Lösung.

Anmerkung

Im Alltag spricht man allgemein von „Salz“. Es gibt aber sehr viele unterschiedliche Salze. Das in der Küche verwendete Salz ist in der Regel Natriumchlorid. Manchmal sind andere Salze (z.B. Natriumiodat =  iodiertes Salz“; Natriumfluorid = fluoriertes Salz) beigemischt.

Konzepte

Stoffe haben Eigenschaften (Eigenschaft: Löslichkeit).
Stoffe bleiben erhalten.


Geräte und Stoffe

  • 2 Schnapsgläser
  • Leitungswasser
  • Kochsalz
  • Esslöffel
  • Malpinsel
  • schwarze Bastelpappe
  • Föhn
  • Lupe
  • Laminiergerät

Durchführung

Zunächst wird in einem Glas eine gesättigte Kochsalzlösung hergestellt. Nachdem sich der Bodensatz gebildet hat, dekantiert man die überstehende Lösung in das andere Glas (siehe Versuch „Reinigung des Meerwasser – Dekantieren). Der Pinsel wird in die Lösung getaucht, so dass die Borsten mit Salzwasser getränkt sind. Nun kann mit dem Pinsel ein Punkt oder Strich auf die schwarze Pappe gemalt werden. Durch wiederholtes Eintauchen und Malen entsteht ein Wort oder ein Bild, das nach dem Föhnen des Papiers deutlich erkennbar wird. Damit das Wasser auf der Pappe nicht durch den Luftstrom verläuft, muss man den Föhn etwas weiter von der Pappe entfernt halten und möglichst senkrecht von oben föhnen. Außerdem muss man die Pappe festhalten, damit sie nicht wegfliegt. Falls es an der Hand zu heiß wird, kann man dies z.B. mit dem Ende des Löffels machen. Die Salzkristalle auf dem Papier können mit der Lupe mit denen aus der Vorratspackung verglichen werden.

Beobachtung

Auf der Pappe verbleibt ein weißer Rückstand, so dass ein Bild erscheint. Der Föhn erhitzt das Salzwasser bis das Wasser verdunstet ist, und nur das  reine Salz auf der Pappe übrig bleibt. Mit der Lupe erkennt man, dass die „neuen“ Kristalle in der Form – nicht in der Größe - aussehen wie die Salzkristalle aus der Vorratspackung.

Erklärung

Man gewinnt das Salz durch Verdunsten des Wassers zurück. Das Wasser wird gasförmig – das Salz bleibt zurück.

Anmerkung

Wenn man das Dekantieren mit einer gesättigten Salzlösung mit Bodensatz durchführt, haben viele Kinder die Vorstellung, dass in dem zweiten Glas kein Salzwasser mehr ist. Erst beim Nachfragen kommen sie darauf. Daher ist es an dieser Stelle wichtig, dass man das Salz im zweiten Glas erfahrbar macht. Entweder schmeckt man es (ACHTUNG: nicht im Labor) oder man gewinnt das Salz durch Verdampfen des Wassers (vgl. Versuch „Reinigung des Meerwasser – Verdunsten und verdampfen“) zurück.
Die Kinder sind immer wieder erstaunt, dass sich aus dem „Wasserbild“ plötzlich ein kontrastreiches, glitzerndes „Kunstwerk“ entwickelt. Durch Laminieren kann dann z.B. ein schönes Lesezeichen hergestellt werden.

Konzepte

Stoffe können getrennt werden.
Stoffe bleiben erhalten.
Aggregatzustände

Chemie-W27dyxebmast0kydperv/1 (chemie@uol.de) (Stand: 07.11.2019)