Chemie im Grundkurs 13 (3 Stunden pro Woche)
1. Halbjahr
Farbmittel, Farbstoffe und Pigmente
|
Farbwahrnehmung und Entstehung von Farbigkeit, biologische, physikalische und chemische Grundlagen |
Sehvorgang, Atombau, Emission , Absorption, Flammenfärbung, Fluoreszenz, Bio- und Chemolumineszenz, Phosphoreszenz, Tageslichtfarben, Grundzustand, angeregte Zustände, additive Farbmischung, farbige Verbindungen von Nebengruppen-Elementen: Edelsteine, Cu-, Mn-, Cr-, Fe-Minerale additive und substraktive Farbmischung, Farben im Alltag, Knicklicht, Glühwürmchen
|
|
Betrachtung von Struktur-Eigenschafts-Relationen von organischen Verbindungen |
Aliphatische und aromatische Verbindungen, Sigma- und Pi-Bindungen, konjugierte Doppelbindungen, Mesomerie, Farbstoffmodell nach Witt,: chromogen, chromophor, auxo- und antiauxochrome Gruppen, hypsochrome und bathochrome Farbverschiebung, Zusammenhang zwischen Farbigkeit und Wellenlänge des absorbierten Lichts
|
|
Wechselwirkung zwischen Farbstoff und Trägersubstanz
|
Naturfarbmittel (Indigo, Krapp, Kermes), |
|
Farbstoffklassen, Azo-Farbstoffe, Carbonyl-Farbstoffe, Triphenylmethanfarbstoffe |
Azo-Gruppe, Diazotierung, Azo-Kupplung, Reaktionsmechanismen, SE, SN, Indigosynthese, Leukoindigo, Küpenfarbstoffe, Phenolphthaleinsynthese, pH-Abhängigkeit, Experimente zu Herstellung und Eigenschaften ausgewählter Farbstoffe Untersuchung von Löslichkeitseigenschaften historische Farben und Färbeverfahren, Farben in Kultur, Religion und im täglichen Leben
|
|
Säure-Base-Indikatoren |
pH-Abhängigkeit ausgewählter Farbstoffe, Experimente zur pH-Abhängigkeit und Löslichkeit pH-abhängige Farbstoffe im Haushalt
|
|
Färbeverfahren |
Direktfärben, Küpenfärben, Beizenfärbung, Struktur von Faserstoffen, Baumwolle, Wolle, Seide, synthetische Fasern, Helix- und Faltblattmodelle Experimente zu Farbtechniken Färbeverfahren früher und heute, Pflanzenfarbstoffe aus Süddeutschland (Waid, Türkischrot, Purpur),
|
|
Lebensmittelfarbstoffe |
Zugelassene Lebensmittelfarbstoffe mit E-Nr., Pro und Contra zum Einsatz, Gewinnung, Struktur, Verwendung von Lebensmittelfarbstoffen, Gewinnung von Lebensmittelfarbstoffen, Chromatographien als geeignete Analyseverfahren, Chromatographien ausgewählter Lebensmittelfarbstoffe und Gemische
|
|
Angewandte Chemie |
Chlorophyll und Häm als komplexe Naturfarbstoffe Experimente, z. B. Trennen von Blattfarbstoffen |
2. Halbjahr
Koordinationsverbindungen - Komplexchemie
|
Überblick über salzartige Stoffe, Molekülsubstanzen, Metalle |
Salzartige Stoffe, Ionenkristall, Vorgänge beim Lösen und Schmelzen, elektrische Leitfähigkeit, Molekülsubstanzen, Molekülgitter, zwischenmolekulare Kräfte, Metalle, Metallgitter, Eigenschaften, Orbitalbesetzungen, Ableiten stabiler Oxidationszahlen aus Atombau Experimente zu Löslichkeit, Schmelzen, Leitfähigkeiten Wichtige Salze, Molekülkristalle, z. B. Zucker, Eis und Metalle und deren Verwendung im Alltag und in der Industrie bzw. Landwirtschaft
|
|
Einführung in die Komplexchemie, Änderung von Eigenschaften durch Komplexbildung |
besondere Eigenschaften von Komplexverbindungen: Ausfallen charakteristischer Reaktionen von Metall-Ionen (z. B. Fällungsreaktionen), Verbesserung bzw. Verschlechterung der Löslichkeit, Änderung der Leitfähigkeit Experimente zur Komplexbildung und zum Ligandenaustausch, Maskierungen, Chelatbildungen
|
|
Aufbau und Struktur von Komplexverbindungen, Nomenklaturen |
Aufbau von Komplexen, einzähnige und mehrzähnige Liganden, Koordinationspolyeder, Bindung in Komplexen, Nomenklatur von Kation- und Anionkomplexen Modell eines Koordinationspolyeders, Kristalle von komplexen Salzen, Experimente zum Ligandenaustausch
|
|
Stabilitätskonstanten |
Komplexbildungsreaktionen, Ligandenaustauschreaktionen, „Edelgasregel“ als Modell zur Erklärung, Bildung von Chelat-Kompexen, Modell von Sidgwick, Pauling-Theorie (VB), experimentelle Bestimmung von Stabilitätskonstanten (exemplarisch), paramagnetisches und diamagnetisches Verhalten
|
|
Nachweisreaktionen, qualitative und quantitative Analyse |
Qualitative Analyse unter Bildung typischer Farbkomplexe, „Maskierung“ störender Ionen, quantitative Analyse mittels Chelatbildung, Komplexbildungsreaktionen bzw. Ligandenaustauschreaktionen Experimenteller Nachweis von Ni2+, Cu2+, Zn2+, Fe3+, Fe2+, Co2+,NO3-, Modelle zu Chelat-Komplexen Wasser- und Abwasseranalytik, Umweltschutz
|
|
Anwendungen und Bedeutung |
Aufschluss von Bauxit, Cyanidlaugerei, andere Verfahren zur Erzaufbereitung, z. B. Flotationen, Hämoglobin, Chlorophyll und andere natürliche Komplexe, Einbeziehung technischer Verfahren, Trennung von Blattfarbstoffen und Identifizierung Proteinkomplexe, z. B. Enzyme, Wasserhärte, Vergleich der komplexometrische Titration mit der Säure-Base-Titration, Farbindikatoren Experimente zu Löslichkeiten, Modelle bzw. Strukturen von Hämoglobin und Chlorophyll Modelle zu technischen Verfahren, Papierchromatografie zur Trennung von Blattfarbstoffen, Fluoreszenz von Chlorophyll, Modelle zur Enzymwirkung, Bestimmung der Wasserhärte, komlexometrische Titration, ; Nachweis von Al3+ in Antitranspiranzien weitere Anwendungen: Fotografie, Maskierung (Entgiftung bei Schwermetallvergiftungen), Wasserenthärter, Katalysatoren, Enzyme, Medizin |