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Inhaltsverzeichnis

10 Neugierig auf Chemie?

12 Das war – das ist Chemie

14 Sicheres Experimentieren

16 Verhalten im Fachraum Chemie17 Werkstatt: Umgang mit dem Gasbrenner18 Der Gasbrenner – ein wichtiges Laborgerät19 Werkstatt: Wir erhitzen Stoffe20 Der Umgang mit Chemikalien22 Impulse: Gefährlichen Stoffen auf der Spur24 Das Versuchsprotokoll25 Strategie: Wir erstellen eine Laborordnung26 Schlusspunkt: Sicheres Experimentieren27 Aufgaben

28 Stoffe, Teilchen, Eigenschaften

30 Werkstatt: Wir untersuchen Stoffe31 Stoffeigenschaften – mit den Sinnen wahrnehmen32 Stoffeigenschaften und elektrischer Strom32 Werkstatt: Wir messen die elektrische Leitfähigkeit von Stoffen33 Werkstatt: Temperaturkurven34 Werkstatt: Schmelz- und Siedetemperatur35 Schmelzen – Verdampfen und zurück36 Werkstatt: Löslichkeit37 Die Löslichkeit – eine messbare Stoffeigenschaft38 Werkstatt: Wir bestimmen die Dichte39 Die Dichte – eine messbare Stoffeigenschaft40 Wässrige Lösungen und Indikatoren41 Werkstatt: Tests mit Indikatoren42 Strategie: Wir erstellen einen Steckbrief43 Werkstatt: Steckbrief von Trinkalkohol44 Werkstatt: Den Stoffen auf der Spur45 Werkstatt: Stoffe bestehen aus kleinsten Teilchen46 Impulse: Modell- und Teilchenvorstellung48 Das Kugelteilchen-Modell50 Teilchen bewegen sich50 Zeitpunkt: Die Entdeckung von Robert Brown51 Brennpunkt: Blutwäsche durch Teilchengröße51 Werkstatt: Simulation einer Dialyse52 Aggregatzustände und Teilchenmodell54 Strategie: Lernen in der Gruppe macht Spaß55 Schlusspunkt: Stoffe, Teilchen, Eigenschaften56 Aufgaben

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58 Trennen und Mischen

60 Werkstatt: Je nach Geschmack61 Werkstatt: Soßen selbst gemacht62 Stoffgemische und Reinstoffe64 Werkstatt: Einfache Trennverfahren65 Filtrieren und Eindampfen65 Werkstatt: Wir filtrieren und dampfen ein66 Brennpunkt: Ein lebender Filter67 Werkstatt: Was Filter leisten können68 Werkstatt: Trinkwasser aus Meerwasser69 Trinkwasser durch Destillation70 Stofftrennung durch Chromatografieren71 Lexikon: Trennverfahren von A bis Z72 Impulse: Wertstoff-Trennung74 Schlusspunkt: Trennen und Mischen75 Aufgaben

76 Rund um das Wasser

77 Brennpunkt: Das Weltwasser in Zahlen78 Impulse: Schwimmen, tauchen, schweben, trinken80 Werkstatt: Wasser und Eis81 Wasser verhält sich anders82 Zeitpunkt: Der Untergang der Titanic83 Eigenschaften von Wasser84 Lexikon: Das Wasser-ABC85 Werkstatt: Auf, im und unter Wasser86 Trinkwasser88 Es gibt viel zu klären 90 Strategie: Zum Experten werden91 Schlusspunkt: Rund um das Wasser91 Aufgaben

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92 Chemische Reaktion

94 Werkstatt: Kartoffelpuffer und Apfelmus95 Werkstatt: Kupfer-Rot und Schwefel-Gelb96 Die chemische Reaktion98 Werkstatt: Aktiv machen – womit?99 Zuerst aktivieren ... dann laufen lassen100 Zerlegung und Bildung von Wasser100 Zeitpunkt: Wasser aus Feuer102 Sauerstoff103 Wasserstoff104 Werkstatt: Der elektrische Strom zerlegt Wasser105 Zeitpunkt: Mit Wasserstoff aufsteigen106 Platin wirkt als Katalysator106 Zeitpunkt: Das Platinfeuerzeug von Döbereiner107 Brennpunkt: Schnell und erfolgreich durch Synthese108 Schlusspunkt: Die chemische Reaktion109 Aufgaben

110 Luft und Verbrennung

112 Bedingungen einer Verbrennung114 Werkstatt: Brennmaterial für ein Lagerfeuer115 Brennpunkt: Waldbrand116 Brandbekämpfung118 Strategie: Eine Dokumentation erstellen119 Werkstatt: Versuche mit einer Kerze120 Die Rolle des Sauerstoffs bei der Verbrennung120 Werkstatt: Luft reagiert mit Kupfer121 Die Zusammensetzung der Luft122 Strategie: Ein Kreisdiagramm erstellen123 Strategie: Diagramme am PC124 Brennpunkt: Flüssige Luft125 Werkstatt: Wie verbrennen Stoffe126 Metalle reagieren mit Sauerstoff127 Brennpunkt: Rosten128 Das Bindungsbestreben von Metallen zu Sauerstoff129 Werkstatt: Unterschiedlich starke Oxidation130 Zeitpunkt: Holz verkohlen wie vor 2000 Jahren131 Oxide des Kohlenstoffs132 Nichtmetalle reagieren mit Sauerstoff133 Schwefeldioxid wird aus dem Rauchgas entfernt134 Brennpunkt: Treibhauseffekt135 Brennpunkt: Luftverschmutzung135 Zeitpunkt: Smog136 Brennpunkt: Ozon am Boden137 Schlusspunkt: Luft und Verbrennung138 Aufgaben

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140 Die chemische Zeichensprache

142 Das Gesetz von der Erhaltung der Masse 142 Werkstatt: Werden Stoffe „leichter“ oder „schwerer“?143 Zeitpunkt: Symbole im Wandel der Zeit144 Impulse: Das Spiel mit den Teilchen145 Atomvorstellungen von Dalton146 Die chemische Reaktion als Umgruppierung von Teilchen147 Die Entwicklung der heutigen Symbolschreibweise 148 Das Konzept der Wertigkeiten149 Strategie: Die Bildung chemischer Formeln150 Strategie: Ein Modell für die Reaktionsgleichung151 Die Reaktionsgleichung152 Brennpunkt: Massenverhältnisse von Teilchen in Reaktionen152 Werkstatt: Wie viel Kupfer reagiert mit Schwefel?153 Kann man Atome zählen – der Molbegriff154 Schlusspunkt: Die chemische Zeichensprache154 Aufgaben

156 Reduktion und Redoxreaktion

158 Die Reduktion159 Werkstatt: Die Reduktion von Metalloxiden160 Die Redoxreaktion162 Brennpunkt: Der Hochofenprozess163 Redoxreaktionen in der Technik164 Lexikon: Stahl165 Zeitpunkt: Metallverarbeitung166 Schlusspunkt: Reduktion und Redoxreaktion166 Aufgaben

168 Atombau, Periodensystem und Elementgruppen

170 Alkalimetalle – nicht aus dem Alltag172 Zeitpunkt: Feuerwerk voller Überraschungen173 Werkstatt: Die Flammenfärbung bringt es an den Tag174 Erdalkalimetalle – gebunden im Gestein176 Halogene – Vorsicht!178 Werkstatt: Belichten und Fixieren179 Edelgase – zu edel für die Chemie180 Bleistift und Bleischürze – die Kohlenstoff-Silicium-Gruppe182 Zeitpunkt: Elemente vergleichen, ordnen, suchen184 Das Periodensystem der Elemente185 Werkstatt: Eine Ordnung finden186 Werkstatt: Anziehen und abstoßen187 Zeitpunkt: Rutherford auf Spurensuche188 Das Kern-Hülle-Modell190 Das Schalenmodell192 Impulse: Historie der Atommodelle194 Zeitpunkt: Nobelpreisträger entdecken die Radioaktivität195 Lexikon: Radioaktivität196 Brennpunkt: Einblick in die Welt der Atome197 Schlusspunkt: Atombau, Periodensystem und Elementgruppen198 Aufgaben

CO2

O2

H2OCu

H2

C

Al2O3

CuO

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200 Chemische Bindungen

202 Zeitpunkt: Vom weißen Gold zum Gebrauchsgewürz203 Brennpunkt: Kochsalz, ein Stoff aus dem Alltag204 Kochsalz – aus Sicht der Chemie206 Impulse: Atome wollen so wie Edelgasatome sein208 Die Bildung von Ionen209 Die Ionenbindung210 Werkstatt: Kristall und Modell211 Eigenschaften von Salzen212 Die Atombindung214 Wasser, ein Dipol216 Werkstatt: Ein Wasserstrahl lässt sich dressieren216 Brennpunkt: Die Elektronegativität217 Strategie: Das Aufstellen von Strukturformeln218 Wasser löst Salz219 Die Ionenwanderung220 Werkstatt: Wir untersuchen Metalleigenschaften221 Die Metallbindung222 Brennpunkt: Riesenmoleküle aus gleichen Atomen223 Schlusspunkt: Chemische Bindungen224 Aufgaben

226 Säuren, Laugen, Salze

228 Werkstatt: Alles sauer, oder?229 Was ist eine Säure?230 Werkstatt: Eigenschaften saurer Lösungen231 Saure Lösungen haben Gemeinsamkeiten232 Salzsäure – eine bekannte Säure234 Chloride – Salze der Salzsäure235 Lexikon: Chloride236 Schwefelsäure238 Gips, ein Salz der Schwefelsäure239 Lexikon: Sulfate und Hydrogensulfate240 Strategie: Präsentieren für alle Sinne241 Kohlensäure242 Salze der Kohlensäure243 Werkstatt: Wir untersuchen Salze der Kohlensäure244 Phosphorsäure und ihre Salze245 Salpetersäure und ihre Salze246 Brennpunkt: Waldschäden248 Impulse: Sauer, alkalisch und salzig250 Die Bildung von Laugen252 Werkstatt: Wir stellen Laugen her253 Ammoniak254 Die Neutralisation255 Werkstatt: Umgang mit der Bürette256 Der pH-Wert257 Brennpunkt: Der Säurebegriff hat sich gewandelt258 Werkstatt: Neutralisation in der Spülmaschine258 Brennpunkt: Saures in unserem Körper259 Schlusspunkt: Säuren, Laugen, Salze260 Aufgaben

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Inhaltsverzeichnis

262 Technische Prozesse

264 Schwefelsäure durch Kontaktverfahren266 Zeitpunkt: Justus von Liebig267 Zeitpunkt: „Der Griff in die Luft“268 Die Ammoniaksynthese270 Kalk, Zement, Beton271 Werkstatt: Kalkbrennen und Kalklöschen272 Werkstatt: Wir experimentieren mit Baustoffen273 Strategie: Planspiel: Eine neue Chemiefabrik soll entstehen274 Glas – ein Stoff mit Durchblick275 Lexikon: Für jeden Zweck das richtige Glas276 Ton und Keramik277 Brennpunkt: Vom Sand zum Computerchip278 Brennpunkt: Hartes und weiches Wasser279 Werkstatt: Wie hart ist Wasser?280 Impulse: Vom Laborversuch zur Produktion282 Schlusspunkt: Technische Prozesse282 Aufgaben

284 Elektrische Energie und chemische Prozesse

286 Die Elektrolyse288 Brennpunkt: Aluminiumgewinnung289 Strategie: Fachsprachen-Trainer290 Zeitpunkt: Galvani und Volta291 Werkstatt: Strom ohne Steckdose292 Elektronen fließen293 Strom aus der Zelle294 Mit der Brennstoffzelle unterwegs295 Lexikon: Begriffe aus der Elektrochemie296 Impulse: Galvanisieren297 Werkstatt: Verkupfern und versilbern298 Die Taschenlampen-Batterie299 Lexikon: Batterietypen300 Akkumulatoren301 Brennpunkt: Recycling – aus alt mach neu302 Schlusspunkt: Elektrische Energie und chemische Prozesse303 Aufgaben

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304 Der Weg zur Kohlenstoffchemie

306 Kohlenwasserstoffe – Energieträger und Rohstoffe

308 Kohle, Erdöl, Erdgas309 Werkstatt: Wir untersuchen Erdölbestandteile310 Fraktionierte Destillation des Erdöls312 Brennpunkt: Alternative Energieträger313 Methan – der Hauptbestandteil des Erdgases314 Kohlenwasserstoffe bilden eine Reihe316 Brennpunkt: CFKW und Ozonloch317 Werkstatt: Wir untersuchen Feuerzeuggas318 Kohlenwasserstoffe und ihre Namen319 Rund um die Tankstelle320 Alkene – reaktionsfähige Produkte321 Brennpunkt: Abgasreinigung322 Brennpunkt: Wasserstoff oder Benzin?324 Die Vielfalt der Kohlenwasserstoffe325 Werkstatt: Wir untersuchen Kunststoffe326 Kunststoffe – Erdölprodukte mit vielfältigen Eigenschaften328 Kunststoffe durch Polymerisation329 Kunststoffe – Struktur und Eigenschaften330 Lexikon: Kunststoffe in allen Lebensbereichen331 Wohin mit dem Kunststoffmüll?332 Schlusspunkt: Kohlenwasserstoffe – Energieträger und Rohstoffe333 Aufgaben

334 Alkohole und organische Säuren

336 Impulse: Bier- und Weinherstellung338 Brennpunkt: Promille339 Werkstatt: Vergorenes340 Ethanol342 Die Reihe der Alkanole344 Brennpunkt: Alkohole im Tank345 Strategie: Debattieren, Pro und Contra346 Süße Alkohole347 Die Reihe der Alkanale348 Zeitpunkt: Essigherstellung – eine jahrtausendealte Tradition349 Brennpunkt: Essig – unterschiedlich hergestellt350 Ethansäure352 Alkansäuren354 Strategie: Dominospiel – Chemie spielerisch lernen355 Brennpunkt: Biotechnische Arbeiter – klein, aber fleißig356 Ester358 Werkstatt: Ester selbst gemacht358 Zeitpunkt: Dynamit359 Polyester360 Schlusspunkt: Alkohole und organische Säuren361 Aufgaben

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Inhaltsverzeichnis

362 Ernährung und Pflege

364 Nährstoffe und Wirkstoffe365 Werkstatt: „Fette“ Versuche366 Die Vielfalt der Fette368 Eiweiße – eine Elementaranalyse369 Eiweiße bestehen aus Aminosäuren370 Von den Aminosäuren zum Protein371 Werkstatt: Eiweiße werden verdaut372 Glucose und Maltose374 Werkstatt: Stärke und Zucker375 Stärke und Cellulose376 Was ist Seife?376 Zeitpunkt: Die Geschichte der Seifenherstellung378 Seife, ein Tensid380 Seife und ihre Waschwirkung381 Werkstatt: Seife und Seifenblasen382 Waschmittel werden weiterentwickelt383 Werkstatt: Experimentieren mit Waschmitteln384 Lexikon: Waschmittel – das ist alles drin385 Pflegende Kosmetik für die Haut386 Impulse: Sonnenschutz und Hautpflege388 Werkstatt: Kosmetika für Mädchen und Jungen389 Haare wollen gepflegt sein390 Schlusspunkt: Organische Moleküle391 Aufgaben

392 Anhang

392 Versuchsaufbauten zeichnen 393 Laborgeräte394 Entsorgungsplan395 Tabellen396 Chemische Elemente398 R-Sätze399 S-Sätze400 Liste der Gefahrstoffe402 Kennzeichnung von Gasflaschen403 Musterlösungen408 Stichwortverzeichnis413 Bildnachweis416 Erläuterungen zu den Abbildungen im PSE