Chemie begreifen, Schulbuch

Worum geht es? Was lässt sich beobachten? Überlegungen Überlegungen Hier wird es anschaulicher Die Lithosphäre S2 213 Beim Praktikum Nr. 20 hat sich gezeigt, dass Gartenerde in der Lage ist, bestimmte Kationen gegen andere auszutauschen. Hingegen ist bei Anionen dieser Effekt nicht zu beobachten. Erdböden bestehen zu einem großen Teil aus zerkleinerten Gesteinen – hauptsächlich Silicatmineralien. Das Ziel ist, deren besondere Struktur zu verstehen. Aus welchen Stoffteilchen besteht Na 4 SiO 4 ? Wie können diese mit einer Säure reagieren? Welche Gitter sind hitzebeständig und wasser- unlöslich? Welche Stoffteilchen müssen abge- spaltet werden, damit sich H 4 SiO 4 (Kieselsäure) in SiO 2 (Siliciumdioxid) umwandelt? Welche Art von Reaktion findet bei Versuch (b) statt? Manche Ionengitter besitzen so große Poren, dass sich zB Wasser-Moleküle hindurch- bewegen können. Wie kann diese Eigenschaft zu einem »stoßartigen« Wachstum führen? Wird eine wässrige Lösung von Natriumsilicat (Na 4 SiO 4 ) mit einer Säure versetzt, so bildet sich ein wasserunlöslicher, hitzebeständiger Festkörper (a). In der Natriumsilicat-Lösung scheinen manche Salzkristalle (FeCl 3 , MgCl 2 , NiCl 2 ua.) ähnlich wie Pflanzen zu wachsen (b). Es entsteht eine Art »chemischer Garten«. Welcher Bindungswinkel ist im SiO 4 -Tetraeder anzutreffen? Warum kann die Bindung zwi- schen einem Silicium- und Sauerstoffatom durch zwei verschiedene Modelle erklärt wer- den? Welche Formeln geben die durchschnitt- liche Zusammensetzung und Ladung der Ketten, Schichten und Gerüste aus SiO 4 - Tetraedern an? Warum sinkt in der gleichen Reihenfolge die Dichte? Warum können manche Schicht- und Gerüstsilicate kleine Moleküle – zB Wasser – aufnehmen und Kationen austauschen? Der feste Teil des Erdmantels wird als Lithosphäre bezeichnet. Die äußerste Schale der Lithosphäre wird von der dickeren kontinentalen Erdkruste (30–60 km) und der dünneren ozeanischen (ca. 5 km) gebildet. Wo werden die ver- schiedenen Silicate bevorzugt zu finden sein? a) b) = = = Kieselsäure-Moleküle können sich unter Wasserabspaltung zusammenschließen. H 4 SiO 4 + H 4 SiO 4 H 6 Si 2 O 7 + H 2 O H 6 Si 2 O 7 + H 4 SiO 4 H 8 Si 3 O 10 + H 2 O usw. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv