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BET 2.1 101. Frage Welche Stoffarten kennen Sie?. Antwort. Reine Stoffe Elemente Metalle Natürliche Stoffe Verbindungen Gemische, Gemenge Nichtmetalle Halbmetalle Kunststoffe Isolierstoffe Leiter Magnetwerkstoffe. BET 2.1 102. Frage

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Presentation Transcript

BET

2.1

101

Frage

Welche Stoffarten kennen Sie?

Antwort

Reine Stoffe

Elemente

Metalle

Natürliche Stoffe

Verbindungen

Gemische, Gemenge

Nichtmetalle

Halbmetalle

Kunststoffe

Isolierstoffe

Leiter

Magnetwerkstoffe


BET

2.1

102

Frage

Wie viele chemische Elemente kennt man bis heute?

(Aufteilung angeben)

Im Periodensystem sind die verschiedenen Elemente mit unterschiedlichen Farben ge- kennzeichnet!

Antwort

  • Metalle (88)

  • - Leichtmetalle 15 < 5 g/cm³

  • Li, Be, Na, Mg, Al, K, Ca

  • Sc, Ti, Rb, Sr, Y, Cs, Ba, Fr

  • - Schwermetalle 33 < 10 g/cm³

  • LanthanoidenV, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn,

  • Ga, Zr, Nb, Cd, In, Sn, Sb,

  • La, Bi, Po, Ra, Ce, Pr, Nd, Pm,

  • Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er,

  • Tm, Yb, Lu

  • - Schwermetalle 40 > 10 g/cm³

  • Actinoiden Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Hf ,Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Tl,

  • Pb, Ac, Rf, Db, Sg, Bh, Hs, Mt,

  • Ds, Rg, Th, Pa, U, Np, Pu, Am, Cm, Bk, Cf, Es, Fm, Md, No, Lr

  • Halbmetalle (7)

  • - Halbleiter 5 B, Si, Ge, Se, Te

  • - Halbmetalle 2 As, Sb

  • Nichtmetalle (17)

  • Nichtmetalle 6 H, C, N, P, O, S

  • - Halogene 5 F, Cl, Br, I, At

  • - Edelgase 6 He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn

Animation

Periodensystem


BET

2.1

103

Frage

Geben Sie wichtige Metalle an, welche für den Elektro-bereich von Bedeutung sind!

Antwort

  • Eisen

  • Kupfer

  • Aluminium

  • Nickel

  • Blei

  • Chrom

  • Wolfram

  • Zink

  • Zinn

  • Uran

  • Magnesium

  • Silber

  • Gold

  • Mangan


BET

2.1

103

Frage

Geben Sie wichtige Metalle an, welche für den Elektro-bereich von Bedeutung sind!

Antwort

Stromkompensierte Drossel mit 2 x 47 mH auf einteiligem Ferritkern (D-Kern)

1 Eisen, Fe

Innenpol-Generator mit Dauer-

Magnet-Anker

Dynamoblech

Eisen-Silizium-Legierung mit weichmagnetischen Eigenschaften

Animation

Borsches Atommodel

Innenpol-Generator mit Elektro-

Magnet-Anker

Dauer-

magnete

Animation

Material Periodensystem

Lautsprecher

Motoren-bleche

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BET

2.1

103

Frage

Geben Sie wichtige Metalle an, welche für den Elektro-bereich von Bedeutung sind!

Antwort

2 Kupfer, Cu

Kupfer in

gedigener Form

Drahtrolle

Animation

Borsches Atommodel

Kupfer-Wicklungen

Animation

Material Periodensystem

Drähte von Kabeln

Rotor

Wicklungen von Drehstromtrafos

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BET

2.1

103

Frage

Geben Sie wichtige Metalle an, welche für den Elektro-bereich von Bedeutung sind!

Antwort

Aluminium

Drahtrolle

für Kabel

3 Aluminium, Al

Moderne Aluminium

Wandleuchte

Aluminium

Rohre für die Installation

Animation

Borsches Atommodel

Aluminium

Abdeckungen

Animation

Material Periodensystem

Bauxit

Aluminium-Erz

Aluminium

Kaffee-Kanne aus

Italien

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BET

2.1

103

Frage

Geben Sie wichtige Metalle an, welche für den Elektro-bereich von Bedeutung sind!

Antwort

4 Nickel, Ni

Nickel(II)-hydroxid Ni(OH)2 und Nickel(III)-oxidhydroxid NiO(OH) werden zur Stromerzeugung in Nickel-Cadmium- und anderen Nickelakkumulatoren verwendet.

Nickel-Erz sieht aus wie Kupfererz

von Berggeistern („Nickeln“) verhext.

Animation

Borsches Atommodel

Animation

Material Periodensystem

AlNiCo Magnete (Aluminium-Nickel-Kobalt Magnete)

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BET

2.1

103

Frage

Geben Sie wichtige Metalle an, welche für den Elektro-bereich von Bedeutung sind!

Antwort

5 Blei, Pb

Gediegenes Blei - Fundort: Langban, Schweden

Eine Autobatterie besteht aus einer Blei- und einer Blei(IV)-oxid-Elektrode sowie verdünnter Schwefelsäure (37 % Schwefelsäure) als Elektrolyt

Animation

Borsches Atommodel

Animation

Material Periodensystem

Bleimantel-

Kabel

PPb-Kabel

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BET

2.1

103

Frage

Geben Sie wichtige Metalle an, welche für den Elektro-bereich von Bedeutung sind!

Antwort

6 Chrom, Cr

Reines aluminiumthermisch gewonnenes Chromstück

Halogen-Einbaustrahler, schwenkbar, Farbe Chrom , Material Aluminium-Druckguss.

Deckenausschnitt: 68 mm.

Animation

Borsches Atommodel

Animation

Material Periodensystem

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BET

2.1

103

Frage

Geben Sie wichtige Metalle an, welche für den Elektro-bereich von Bedeutung sind!

Antwort

Wolfram in

Glühlampen

(Glühwendel)

7 Wolfram, W

Wolframit aus Portugal

Animation

Borsches Atommodel

Das bedeutendste bekannte Vorkommen von Wolfram in Europa befindet sich im Felbertal in den Hohen Tauern (Bundesland Salzburg in Österreich).

Animation

Material Periodensystem

Werkzeug aus Wolfram-Stahl, wegen seiner hohen Festigkeit und Korrosions-beständigkeit.

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BET

2.1

103

Frage

Geben Sie wichtige Metalle an, welche für den Elektro-bereich von Bedeutung sind!

Antwort

Prinzip bzw. Aufbau einen Kohle-Zink-Batterie (Primärelement)

8 Zink, Zn

Zinkerz

Animation

Borsches Atommodel

Verzinke

Rohrbefestigungen

Animation

Material Periodensystem

Verzinke

Biegefeder

Zink-Nickel

Carbon-Zink

Silber-Zink-Akku

Verzinke

Befestigungsplatten

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BET

2.1

103

Frage

Geben Sie wichtige Metalle an, welche für den Elektro-bereich von Bedeutung sind!

Antwort

Auf primären Zinnlagerstätten kommt das Element oft mit Arsen, Wolfram, Bismut, Silber, Zink, Kupfer und Lithium vergesellschaftet vor.

9 Zinn, Sn

Das wirtschaftlich bedeutendste Zinnmineral Kassiterit (auch Zinnstein genannt, SnO2)

Lebensmitteldosen aus Weißblech oder verzinktem Stahl

Orgelpfeiffen

Animation

Borsches Atommodel

Animation

Material Periodensystem

Lötzinn

Bauelemente werden auf Leiterplatten mit Lötzinn kontaktiert.

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BET

2.1

103

Frage

Geben Sie wichtige Metalle an, welche für den Elektro-bereich von Bedeutung sind!

Antwort

10 Uran

Uranerz, Pechblende

Uranmetall

Animation

Borsches Atommodel

Uranpellets

Animation

Material Periodensystem

Kernkraftwerk

Unter der Kuppel befindet sich der Kernreaktor. Links erkennt man zwei Kühltürme.

Radioaktiv

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BET

2.1

103

Frage

Geben Sie wichtige Metalle an, welche für den Elektro-bereich von Bedeutung sind!

Antwort

Verbrauchte Magnesiumanode aus einem Warmwasserspeicher

11 Magnesium

Animation

Borsches Atommodel

Animation

Material Periodensystem

Opferanode

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BET

2.1

103

Frage

Geben Sie wichtige Metalle an, welche für den Elektro-bereich von Bedeutung sind!

Antwort

Feinsilberdraht

12 Silber

Der Schmelzleiter besteht aus Silber, Kupfer oder einer Legierung aus beiden Metallen.

Animation

Borsches Atommodel

Versilberte

Kontaktstellen

Akku-Verbinder

Animation

Material Periodensystem

Flachsteckhülsen

Flachkabelschuh

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BET

2.1

104

Frage

Geben Sie zwei wichtige Halbmetalle an, welche für den Elektromonteur von Bedeutung sind!

Antwort

  • Silizium

  • Germanium

  • Arsen

  • Bor

  • Tellur

  • Polonium

  • Astadium


BET

2.1

104

Frage

Geben Sie zwei wichtige Halbmetalle an, welche für den Elektromonteur von Bedeutung sind!

Antwort

Die wichtigsten Minerale sind Argyrodit, Canfieldit, Germanit und Reniérit

1 Germanium

Germaniumhaltiges Erz

Reniérit

Elementares Germanium

Animation

Borsches Atommodel

Animation

Material Periodensystem

Als Halbleiter war es das führende Material in der Elektronik, bis es vom Silicium verdrängt wurde. Anwendungen finden sich heute in der Hochfrequenztechnik bzw. Unterhaltungselektronik.

Das Germanium ist für kleine Leistungen und hohe Frequenzen geeignet. Es wird als Basismaterial bzw. Trägermaterial verwendet für:

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BET

2.1

104

Frage

Geben Sie zwei wichtige Halbmetalle an, welche für den Elektromonteur von Bedeutung sind!

Antwort

Die gesamte Erde besteht zu etwa 15 Massenprozent aus Silizium.

2 Silizium

Die Erdkruste besteht zu etwa 25,8 Gewichtsprozent aus Silizium; damit ist es das zweithäufigste chemische Element nach dem Sauerstoff

Bergkristall aus SiO2

Animation

Borsches Atommodel

Polykristallines Solarsilizium

Animation

Material Periodensystem

Heutzutage stellt Silizium das Grundmaterial der meisten Produkte der Halbleiterindustrie dar. So dient es auch als Basismaterial für viele Sensoren und andere mikromechanischen Systeme (z. B. Hebelarm in einem Rasterkraftmikroskop). Silizium ist ebenfalls der elementare Bestandteil der meisten Solarzellen.

Das Silizuim ist für grosse Leistungen und kleine Frequenzen geeignet. Es wird als Basismaterial bzw. Trägermaterial verwendet für:

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BET

2.1

105

Frage

Geben Sie vier wichtige Nichtmetalle an, welche für den Elektromonteur von Bedeutung sind!

Antwort

  • Sauerstoff

  • Wasserstoff

  • Kohlenstoff

  • Phosphor

  • Helium

  • Brom

  • Fluor

  • Schwefel

  • Argon

  • Jod


BET

2.1

105

Frage

Geben Sie vier wichtige Nichtmetalle an, welche für den Elektromonteur von Bedeutung sind!

Antwort

1 Sauerstoff

In elementarem Zustand befindet sich Sauerstoff in Form von O2 gasförmig in der Atmosphäre und gelöst in Gewässern. Die Menge des relativ reaktionsfreudigen elementaren Sauerstoffs bleibt auf Dauer nur konstant, weil Sauerstoff produzierende Pflanzen soviel nachliefern, wie von aerob atmenden Lebewesen wieder verbraucht wird. Ohne diesen biologischen Kreislauf würde Sauerstoff nur in Verbindungen vorkommen, elementarer Sauerstoff existiert also in einem Fließgleichgewicht.

Animation

Borsches Atommodel

Animation

Material Periodensystem

Zumeist kommt Sauerstoff in seinen Verbindungen auf und in der Erde vor. In der Erdhülle sind neben Wasser fast alle Minerale und damit Gesteine sauerstoffhaltig. Zu den wichtigsten Mineralen zählen die Silicate, wie Feldspäte, Glimmer und Olivine), die Carbonate, wie das Calciumcarbonat im Kalkstein und Oxide wie Siliciumdioxid als Quarz.

Industriell verwendet wird Sauerstoff hauptsächlich in der Metallurgie zur Herstellung von Roheisen und Stahl, sowie bei der Kupfer-Raffination. Reiner Sauerstoff oder sauerstoffangereicherte Luft dient hier einerseits zum Erreichen hoher Temperaturen, andererseits zum Frischen des Rohstahls, d. h. zum Entfernen unerwünschter Beimengungen aus Kohlenstoff, Silizium, Mangan und Phosphor, die oxidiert und abgetrennt werden.


BET

2

1

1

Frage

Nenne die zwei Gruppen von Naturvorgängen!

Antwort

Chemische Vorgänge

Einen Vorgang, bei dem neue Stoffe entstehen, nennt man chemische Reaktion. Die neu entstandenen Stoffe bezeichnet man als Reaktionsprodukte. Sie unterscheiden sich in ihren Eigenschaften mehr oder weniger deutlich von ihren Ausgangsstoffen.

BET

2

1

2

BET

2

1

3

Ausgangsstoff

Reaktionsprodukt

  • Beispiele zu chemischem

  • Vorgang

  • - Holz verbrennen

  • Magnesiumband abbrennen

  • Galvanisieren (Metallüberzüge)

  • Rösten von Eisen

2 Mg

Magnesium

(silberweisses Metall)

+ O2

Sauerstoff

(farbloses Gas)

2 MgO

Magnesiumoxid

(weisses Pulver)

BET

2

1

4

Physikalische Vorgänge

Vorgänge, bei denen nur die äußere Form eines Stoffes oder sein Aggregatzustand geändert wird, werden als physikalische Vorgänge bezeichnet.

BET

2

1

5

  • Beispiele zu chemischem

  • Vorgang

  • - Holz spalten

  • Magnesiumband abbrechen

  • Zerspannen (Bohren, Fräsen)

  • Lösen von Salz im Wasser


BET

2

1

7

Frage

Welche Stoffarten kennen Sie?

Antwort

Elemente

Beispiele zu chemischen Elementen:

Kupfer, Aluminium, Eisen, Silizium, Germanium, Zinn, Zink, Wolfram, Blei, Nickel, Chrom, Uran

Molekül

H2O

Verbindungen

Molekulare Verbindungen sind bei Raumtemperatur flüssig, gasförmig oder wachs- bis kunststoffartig, z.B.: H2O,

Molekulare Verbindungen (in der Regel aus einem nichtmetallischen Element und einem oder mehreren weiteren Nichtmetallen)

Ionische Verbindungen (Salze) bestehen aus Kationen und Anionen. Sie sind oft salzartig: spröde, von hohem Schmelzpunkt und elektrisch leitfähig nur in Schmelze oder Lösung. Ionische Verbindungen (in der Regel aus einem Metall und einem oder mehreren Nichtmetallen)

Intermetallische Verbindung (umgangssprachlich oft auch als Legierungen bezeichnet) entstehen aus Metall und Metall – sie sind:

elektrisch leitfähig, gut verformbar, glänzend und gute Wärmeleiter

bei Zimmertemperatur meistens fest.

Ionenbindung

Eisensulfid-mineral (Pyrit)

Sulfide (mit Schwefel), Fluoride, Chloride, Bromide, Iodide, Nitride (mit Stickstoff), Carbide (mit Kohlenstoff), Hydride (mit Wasserstoff) usw. Oft kommt Sauerstoff als drittes Element hinzu; man spricht dann von Sulfaten, Chloraten, Nitraten, Carbonaten.


BET

2

1

7

Frage

Welche Stoffarten kennen Sie?

Antwort

Gemische, Gemenge

Unter einem Gemisch (Stoffgemisch) versteht man einen Stoff, der mindestens aus zwei Reinstoffen besteht.

Von einem Gemenge spricht man meist bei granulen (Haufwerk, Schüttgut) oder lebenden Komponenten (Samen), die sich nur miteinander vermengen, aber nicht homogen mischen können, ohne abzusterben oder funktionsunfähig zu werden.


BET

2

1

6

Frage

Welche chemischen Elemente sind in der Erde vorhanden?

(Nenne die Wichtigsten und die entsprechenden Prozentwerte)

Antwort

Eisen Fe 36,90

Sauerstoff O 29,30

Silizium Si 14,90

Magnesium Mg 6,73

Aluminium Al 3,01

Kalzium Ca 3,00

Nickel Ni 2,94

Natrium Na 0,90

Schwefel S 0,73

Titan Ti 0,58

Kalium Ka 0,25

Kobalt Co 0,18

Phosphor Ph 0,15

Mangan Mn 0,14

Chrom Cr 0,11

Wasserstoff H 0,084

Kohlenstoff C 0,060

Chlor Cl 0,022

Barium Ba 0,013

Kupfer Cu 0,011