Impuls Chemie 4, Schulbuch

Wasser und Luft 6 Beim Lösungsvorgang lagern sich die Dipolmoleküle des Wassers an das Ionengitter an. Die positiv geladenen Ionen richten sich am negativen Pol des Wassermoleküls aus, die negativ geladenen Ionen am positiven Pol des Wasser- moleküls. Na O H Cl Na O H Cl Wasser besteht aus Wasserstoff (H 2 ) und Sauerstoff (O 2 ): H 2 O . Mit dem Hofmann’schen Zersetzungsapparat lässt sich Wasser mithilfe des elektrischen Stromes in seine Bestandteile zerlegen (siehe LV 1 bis LV 3). Die Zerlegung eines Stoffes mit elektrischem Strom nennt man Elektrolyse : 2 H 2 O → 2 H 2 + O 2 Für die Elektrolyse von Wasser ist Energiezufuhr notwendig. Bei der Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff zu Wasser wird dagegen Energie frei. Dieser Vorgang heißt Knallgasreaktion : 2 H 2 + O 2 → 2 H 2 O Die Zerlegung eines Stoffes mit elektrischem Strom nennt man Elektrolyse. Wasser als Lösungsmittel Wasser ist ein sehr wichtiges Lösungsmittel für viele feste, flüssige und gasförmige Stoffe. Die Ursache liegt im besonderen Aufbau des Wassermoleküls. Die gemeinsamen Elektronenpaare sind in Richtung des Sauerstoffs verschoben. Um das Sauerstoffatom besitzt das Wasser- molekül daher einen Überschuss an negativer Ladung und um die Wasserstoffatome einen Überschuss an positiver Ladung. Das Molekül hat eine Polarität mit einem positiven und einem negativen Pol. Es ist ein so genannter Dipol . Durch die ungleiche Ladungsverteilung löst Wasser Feststoffe, vor allem Salze, die aus Ionengittern und somit auch aus elektrisch geladenen Teilchen bestehen. Auch Stoffe wie Zucker und Gase sind wasserlöslich. Aufgrund der Polarität des Wassers lösen sich Öl und Benzin nicht in Wasser. Sie entmischen sich sofort wieder. Aufgrund des Dipolcharakters des Wassermoleküls ist Wasser ein gutes Lösungsmittel. Wie funktioniert eine Kläranlage? Eine Kläranlage ist eine Anlage zur Reinigung von Industrie- und Haushaltsabwässern. Die Abwasserreinigung erfolgt mechanisch , biologisch und chemisch . Mithilfe der mechanischen Reinigung werden möglichst viele Grobstoffe (Hygieneartikel, Speisereste usw.) aus dem Abwasser entfernt. Im Sandfang werden Sand und andere mineralische Stoffe vom Wasser abgetrennt. In den Vorklärbecken setzt sich der im Abwasser enthaltene Schlamm am Beckenboden ab und wird entfernt. Der eigentliche Reinigungsvorgang findet im Belebungsbecken statt. Dort bauen Mikroorganismen mithilfe von eingeblasener Luft einen Großteil der gelösten Verunreinigungen ab. Im anschließenden Nachklärbecken werden die Bakterien als Belebtschlammflocken vom gereinigten Abwasser getrennt. Der Klärschlamm wird in den Faulturm gepumpt. Das dort entstehende Methangas wird zur Energiegewinnung genutzt. Der vergorene Klär- schlamm wird eingedickt und entwässert, danach in Müllverbrennungs- anlagen verbrannt. Schadstofffreier Klärschlamm kann als Dünger in der Landwirtschaft eingesetzt werden. M M Das Wassermolekül ist ein Dipol. Die Ladungsverschiebungen in Bin- dungen werden mit δ + (Delta plus) und δ – (Delta minus) gekennzeich- net. Sauerstoff Wasserstoff Wasserstoff 59 Knallgasreaktion Das Gasgemisch wird in die Spülmittellösung eingeleitet. Es bilden sich Blasen. Deine Lehrerin/dein Lehrer nähert der „Seifenblasenlösung“ einen brennenden Span. Beobachte den Vorgang. Bewerte das Ergebnis in Bezug auf das Gasgemisch. LV 4 Materialien Gasgemisch aus Wasserstoffgas und Sauerstoffgas (Knallgas) 1 Jogurtbecher gefüllt mit Spülmittellösung Film s6ux6k Nur a a zu Prüfzwecken s s – Eigentum a a des Verlags g g öbv