30 Tage kostenlos testen

Überzeugen Sie sich von der Qualität unserer Inhalte.

Bestandteile der Luft

Bewertung

Ø 4.1 / 164 Bewertungen

Die Autor/-innen
Avatar
André Otto
Bestandteile der Luft
lernst du in der 7. Klasse - 8. Klasse

Beschreibung Bestandteile der Luft

Bereits in der Antike kannte man die vier „Elemente“ Erde, Feuer, Wasser und LUFT. Daniel RUTHERFORD fand „verdorbene Luft“, die Stickstoff genannt wurde. SCHEELE und PRIESTLEY entdeckten unabhängig voneinander den Sauerstoff. Das Kohlenstoffdioxid wurde von VAN HELMHOLT gefunden. Schon CAVENDISH entdeckte, dass bei genauer Analyse der Luft noch ein Anteil von 1/120 zurück blieb, der nicht reagierte. RAMSAY und LORD Rayleigh konnten zum Ausgang des 19. Jahrhunderts zeigen, dass es sich dabei um das neue Gas Argon handelt. Mit einem einfachen Kerzenexperiment stellt man fest, dass etwa 4/5 der Luft aus Stickstoff bestehen. 1/5 ist Sauerstoff, etwa 1% sind Edelgase (Der größte Teil davon ist Argon.). Kohlenstoffdioxid kommt nur zu 0,04% in der Luft vor. Alle Bestandteile der Luft sind für die Lebensprozesse auf der Erde von Bedeutung.

Transkript Bestandteile der Luft

Guten Tag und herzlich willkommen, in diesem Video geht es um die Bestandteile der Luft. In der Antike und in der Alchemie hatte man eine klare Vorstellung über den Ursprung der Stoffe. Man glaubte, alle Stoffe bestünden aus vier Elementen. Die vier Elemente waren Luft, Wasser, Erde und Feuer. Schon damals sprach man von Luft und es ist interessant, ihre Geschichte zu betrachten. Im Jahre 1772 fand Daniel Rutherford die "verdorbene Luft". Dieses farblose, geruchslose Gas wurde als Stickstoff bezeichnet. 1771 fand der schwedische Chemiker und Apotheker Carl Wilhelm Scheele ein Gas in der Luft, das die Verbrennung fördert. Das gleiche Gas entdeckte drei Jahre später Joseph Priestley. Bei dem farblosen, geruch- und geschmackslosen Gas handelt es sich um das chemische Element Sauerstoff. Im siebzehnten Jahrhundert fand der flämische Chemiker Jean Bapiste van Helmholt ein farb- und geruchsloses Gas, das die Verbrennung erstickt. 1754 gelang es Joseph Black, dieses Gas näher zu untersuchen und nachzuweisen. Es handelt sich dabei um Kohlenstoffdioxid. Im Jahre 1783 fand der englische Chemiker Henry Cavendish, nachdem er Sauerstoff und Stickstoff sorgfältig aus der Luft entfernt hatte, immer noch einen Restanteil von 1/120. Doch erst mehr als einhundert Jahre später, 1894, konnten William Ramsay und Lord Rayleigh zusammen spektroskopisch aus der Luft eine Komponente bestimmen, die sie später als Argon bezeichneten. Es stellte sich heraus, dass Argon das häufigste Edelgas der Luft ist. Noch andere Edelgase wurden entdeckt. Das heißt also, die Luft besteht aus den chemischen Elementen Sauerstoff, Symbol O, dem chemischen Element Stickstoff, Symbol N und dem Edelgas Argon, Symbol Ar. Die Frage nun ist: Wie groß ist der Anteil jedes dieser chemischen Elemente in der Luft? Eine qualitative Antwort liefert das sogenannte "Kerzenexperiment".

Folgender Versuch, wie dargestellt, wird aufgebaut. Ein Messzylinder befindet sich umgestülpt über einem Wasserbad. Darunter hat man vorher eine schwimmende Kerze entzündet. Die Kerze brennt, und nach einer gewissen Zeit erlischt die Kerze. Dabei steigt der Wasserspiegel des Wasserbades nach oben an. Wir wissen bereits, dass Stickstoff nicht brennt und Sauerstoff die Verbrennung fördert, d. h., Sauerstoff wurde verbraucht. Daraus können wir schließen, dass der Stickstoffanteil der Luft größer ist als der Sauerstoffanteil. Statt der Symbole N und O, schreibe ich die Formeln N2 und O2, da Stickstoff und Sauerstoff nur molekular auftreten. Wie können wir nun nach dem Kerzenexperiment die Elemente Sauerstoff O2, Stickstoff N2 und Argon Ar anordnen? Der größte Bestandteil der Luft ist zweifelsohne Stickstoff N2, aber auch Sauerstoff O2 ist zu einem erheblichen Anteil enthalten. Die Wissenschaftler fanden, dass auch eine gewisse Menge an Argon vorhanden ist. Sie konnten auch ermitteln, wie viel. Stickstoff ist in der Luft mit 78 Volumenprozent enthalten, Sauerstoff mit 21 %, der Argonanteil beträgt etwa 0,9 %. Mit einem Anteil von 0,04 % ist CO2, Kohlenstoffdioxid ein weiterer wichtiger Bestandteil der Luft. Ich möchte die Bedeutung dieser Zahlen veranschaulichen und beginne mit Sauerstoff. Wenn wir von sauberer Luft reden, meinen wir meistens Sauerstoff. Man kann sich richtig vorstellen, wie diese Gesellschaft an frischer Luft, den Sauerstoff, einatmet. Wir benötigen aber auch Stickstoff, N2, denn sonst kann ein Feuerchen wie dieses hier rechts, nicht so ruhig und friedlich vor sich hin brennen. Aus Stickstoff wird durch Blitzschlag Hydratdünger gebildet, den die Pflanzen benötigen. Kohlenstoffdioxid benötigen die Pflanzen für die Atmung. Die Edelgase bräuchten wir nicht ganz unbedingt, um zu leben. Sie machen unser Leben aber schöner. Man braucht sie zum Beispiel bei der Herstellung von hochwertigen Halogenscheinwerfern. Fassen wir noch einmal zusammen: Stickstoff bildet den höchsten Anteil an der Luft mit 78 %. Sauerstoff folgt mit einem Anteil von 21 %. Argon folgt auf dem dritten Platz mit 0,9 %. Kohlenstoffdioxid ist auch wichtig in der Luft mit 0,04 %.

Ich bedanke mich für die Aufmerksamkeit. Alles Gute, auf Wiedersehen!

32 Kommentare

32 Kommentare
  1. Hm, der Versuch im Video wird hier kaum erläutert und ist auch meines Wissens eigentlich gar nicht geeignet, um den Sauerstoffanteil der Luft darzustellen. So kontextualisiert bestärkt er die Annahme, der Sauerstoff werde vernichtet, dabei wird er ja umgewandelt.

    Von Lukas Lamoller, vor 22 Tagen
  2. COOOL weis alles was ich fur den Test muss!!!
    😎😎😎😎😎😘😘😗😅❤❤🧡🧡

    Von Jyothirnidhi 1, vor 24 Tagen
  3. Super und sehr gutes video

    Von Beatrice Eifes 1, vor mehr als einem Jahr
  4. woher weiß man denn so genau, dass in der luft so ein großer Anteil an Stickstoff ist?

    Von Özcan A., vor mehr als einem Jahr
  5. Super

    Von D Knaust, vor fast 2 Jahren
Mehr Kommentare

Bestandteile der Luft Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Bestandteile der Luft kannst du es wiederholen und üben.
  • Gib an, wie hoch der Anteil der einzelnen Gase in der Luft ist.

    Tipps

    Auch wenn Sauerstoff zum Atmen notwendig ist, nimmt er dennoch nicht den größten Anteil in der Luft ein.

    In der Luft liegt mehr Sauerstoff als Kohlenstoffdioxid vor.

    Lösung

    Den größten Anteil in der Luft nimmt der Stickstoff ein, mit circa 78%.

    Erst dann kommt der Sauerstoff mit circa 21% Anteil in der Luft.

    Das Edelgas Argon liegt mit einem Anteil von circa 0,9% in der Luft vor.

    Damit ist es sogar noch häufiger in der Luft vorhanden als Kohlenstoffdioxid mit 0,04%.

  • Bestimme das Entdeckungsjahr der einzelnen Bestandteile der Luft.

    Tipps

    Am frühesten wurde das Gas entdeckt, welches ein Verbrennungsprodukt ist und selbst die Verbrennung erstickt.

    Das Edelgas in der Luft wurde zuletzt entdeckt.

    Der Hauptbestandteil der Luft wurde 1772 entdeckt.

    Lösung

    1754 wurde Kohlenstoffdioxid entdeckt, ein Gas, welches die Verbrennung erstickt.

    Erst danach, 1771 und 1774, wurde das Gas entdeckt, welches die Verbrennung fördert, nämlich Sauerstoff.

    Fast zeitgleich im Jahre 1772 wurde das Gas, welches den größten Anteil in der Luft ausmacht, entdeckt, Stickstoff.

    1783 bemerkte ein Forscher erstmals einen fehlenden Anteil in der Luft, aber erst 1894 waren die technischen Möglichkeiten verfügbar, um diesen Bestandteil zu identifizieren. Es handelte sich um das Edelgas Argon.

  • Beschreibe die Vorgänge bei der Verbrennung von Kohle an der Luft.

    Tipps

    Wenn du atmest, laufen bei dir ähnliche Verbrennungsprozesse ab.

    Welches Atemgas atmest du ein und welches aus?

    Kohle besteht aus Kohlenstoff.

    Lösung

    Um eine Reaktion zu starten, muss meist Energie hinzugegeben werden. Diese Energie wird Aktivierungsenergie genannt. Sie wird in unserem Beispiel in Form von Wärmeenergie durch den Brenner hinzugegeben.

    Wenn die Kohle entzündet ist, brennt sie von alleine weiter und gibt Wärme ab. Es handelt sich um eine exotherme Reaktion. Die Reaktionsgleichung siehst du im nebenstehenden Bild. Es reagiert also der Kohlenstoff in der Kohle mit dem Sauerstoff der Luft, und es bildet sich Kohlenstoffdioxid. Dies ist die Reaktion der vollständigen Verbrennung.

    An manche Stellen der Kohle gelangt nicht genug Sauerstoff, daher ist die Reaktion dort unvollständig. Es entsteht dann Kohlenstoffmonoxid ($CO$) und Ruß ($C$).

    Aufgrund der hohen Wärmeentwicklung dieser Reaktion wurde sie schon sehr früh zu Heizzwecken und zur Metallgewinnung eingesetzt. Auch heute gibt es noch Kohlekraftwerke und auch der moderne Hochofenprozess zur Erzeugung von Eisen, kommt nicht ohne die Verbrennung von Koks (veredelte Kohle) aus.

  • Erkläre das Kerzenexperiment.

    Tipps

    Für eine Verbrennung benötigt man Sauerstoff.

    $CO_2$ ist ein reaktionsträges Gas.

    Lösung

    $CO_2$ (Kohlenstoffdioxid) ist ein reaktionsträges Gas, welches die Verbrennung erstickt. Entscheidend für dieses Experiment ist, dass $CO_2$ schwerer als das Gasgemisch Luft ist. Ausschlaggebend ist dabei die Dichte. $CO_2$ besitzt eine Dichte von 1,98 kg/m³ und Luft eine von ungefähr 1,2 kg/m³. Aus diesem Grund sinkt $CO_2$ zu Boden und reichert sich dort von unten nach oben an.

    Es ist also möglich, ein Gefäß an der Luft mit Kohlenstoffdioxid zu füllen und es nach oben hin offen zu lassen. Das $CO_2$ wird so, aufgrund seiner Dichte, nicht entweichen.

    Dies ist auch bei einem Brand wichtig. Hält man sich sehr nah am Boden, besteht höchste Erstickungsgefahr, da viel $CO_2$ entsteht und sich am Boden sammelt.

  • Bestimme die Summenformeln der Gase der Luft.

    Tipps

    Das Gas Kohlenstoffdioxid enthält Kohlenstoff- und Sauerstoffatome.

    Sauerstoff und Stickstoff sind Bimoleküle. Sie bestehen also aus 2 Atomen.

    Lösung

    Damit du auch in Reaktionsgleichungen mit den Gasen der Luft umgehen kannst, ist es wichtig, ihre chemischen Formeln zu kennen.

    • $N_2$: Stickstoff ist das am stärksten vertretene Gas in unserer Atemluft. Er besitzt drei Bindungen zwischen den Atomen und ist damit sehr stabil. Aus diesem Grund wird er als Inertgas, auch Schutzgas genannt, verwendet. Das bedeutet, es wird benutzt, um andere Reaktionen zu verhindern, die zum Beispiel mit dem Sauerstoff der Luft ablaufen würden.
    • $O_2$: Sauerstoff ist für die meisten Lebewesen überlebensnotwendig. Es ist sehr reaktionsfreudig. Pflanzen produzieren dieses Gas und wir nutzen es zur Energiegewinnung mittels der Atmungskette. Es ist außerdem brandfördernd und für jede Verbrennung unerlässlich.
    • $CO_2$: Kohlenstoffdioxid entsteht, wenn Kohlenwasserstoffe oder Kohle verbrannt werden. Dies geschieht in Kraftwerken sowie in unseren Körpern. Pflanzen nehmen dieses Gas auf und erzeugen daraus Zucker und Sauerstoff. Kohlendioxid ist ein Treibhausgas.
    • $Ar$: Argon ist ein Edelgas. Daher ist es ein einatomiges Gas. Auch Argon kann, aufgrund seiner Stabilität und damit Reaktionsträgheit, als Inertgas eingesetzt werden.
  • Erkläre die Beobachtung in folgendem Experiment.

    Tipps

    Luft kann man nicht sehen, aber sie ist dennoch da.

    Luft hat ein Volumen und nimmt somit Raum ein.

    Lösung

    Die Lösung ist, dass der Wasserpegel im Gefäß nur bis zum Anfang des Trichterhalses steigt.

    Wichtig zu erkennen ist, dass das Gefäß nicht nur mit rotem Wasser, sondern auch mit Luft befüllt ist. Auch wenn du die Luft nicht sehen kannst, ist sie da und sie nimmt folglich auch einen Raum im Gefäß ein.

    Befüllst du im Versuch 1 das Gefäß beispielsweise mit einem Liter Wasser, so muss auch ein Liter Luft aus dem Gefäß entweichen, damit das Wasser im Gefäß Platz hat.

    Im Versuch 2 ist jedoch ein Trichter auf das Gefäß aufgesetzt, der luftdicht mit dem Gefäß abschließt.

    Zu Beginn kannst du noch Wasser in das Gefäß füllen, weil über die Öffnung des Trichterhalses noch Luft aus dem Gefäß entweichen kann. Erreicht jedoch der Wasserpegel im Gefäß die Höhe des Trichterhalses, so wird auch die Möglichkeit zum Entweichen für die Luft verschlossen. Wenn keine Luft aus dem Gefäß entweichen kann, kann auch kein weiteres Wasser in das Gefäß gefüllt werden. Der Wasserpegel bleibt somit am Ansatz des Trichterhalses stehen.

30 Tage kostenlos testen
Mit Spaß Noten verbessern
und vollen Zugriff erhalten auf

10.834

Lernvideos

44.304

Übungen

38.945

Arbeitsblätter

24h

Hilfe von Lehrer/
-innen

running yeti

Inhalte für alle Fächer und Klassenstufen.

Von Expert/-innen erstellt und angepasst an die Lehrpläne der Bundesländer.

30 Tage kostenlos testen

Testphase jederzeit online beenden