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Eigenschaften von Gasen

Erfahre, was Gase sind und welche Eigenschaften sie haben. Entdecke die wichtigsten Gase in der Chemie und ihre chemischen Formeln. Außerdem: Anwendungen von Gasen in unserem Alltag! Interessiert? Das und vieles mehr findest du im folgenden Text.

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Die Autor*innen
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André Otto
Eigenschaften von Gasen
lernst du in der 7. Klasse - 8. Klasse

Eigenschaften von Gasen Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Eigenschaften von Gasen kannst du es wiederholen und üben.
  • Nenne grundlegende Eigenschaften von Gasen.

    Tipps

    Sind Gase grundsätzlich geruchlos?

    In einer Luftpumpe kannst du Luft zusammendrücken, damit sie in den Fahrradreifen gepresst wird.

    Lösung

    Gasförmig ist ein Aggregatzustand von Stoffen. Dabei haben die Teilchen des Stoffes einen relativ großen Abstand zueinander. Aus diesem Grund sind Gase komprimierbar, man kann sie also zusammendrücken. Außerdem besitzen sie aufgrund der großen Abstände kleine Dichten.

    Nicht alle Gase sind geruchlos. Denke einmal an eine Flasche Ammoniak. Wenn du sie öffnest, entweicht gasförmiges Ammoniak. Dieses riecht streng und sticht in der Nase.

    Einige Gase, wie Methan, sind brennbar. Andere Gase sind eher reaktionsträge, wie z.B. Stickstoff, und damit nicht brennbar.

  • Entscheide, auf welchen Eigenschaften von Gasen die folgenden Vorgänge beruhen.

    Tipps

    Damit du Musik hören kannst, müssen die Schallwellen an dein Ohr gelangen.

    Erhitzt man ein Gas, dehnt es sich aus. Damit verringert sich seine Dichte.

    Lösung

    Gase haben viele positive Eigenschaften, die von uns genutzt werden. Besonders wichtig ist die Reaktionsfähigkeit einiger Gase. Sauerstoff zum Beispiel ist überlebenswichtig für viele Tiere der Erde, um im Körper Energie zu gewinnen.

    Der Mensch hat lange vom Fliegen geträumt. Mit der Entdeckung des Auftriebs konnte sich der Mensch endlich in die Lüfte erheben, z.B. mithilfe eines Heißluftballons. In diesem Ballon wird die Luft erwärmt, wodurch sie sich ausdehnt. Die Dichte der Luft im Ballon ist dadurch geringer als die Dichte der umgebenden Luft. Der Ballon hat dadurch Auftrieb und kann fliegen.

    Für die Schallübertragung sind Gase essentiell. Die Schallwellen bringen die Teilchen der Gase in Schwingung. Diese Schwingungen setzen sich fort und gelangen dann an unser Ohr. Im relativen Vakuum des Weltalls ist dagegen kein Ton zu hören. Weltraumschlachten mit großem Getöse und Lärm sind also physikalisch gesehen Unsinn.

  • Erkläre, warum ein Heliumballon nach oben steigt.

    Tipps

    Wo steht Helium im Periodensystem?

    Körper mit einer geringeren Dichte als das umgebende Medium steigen nach oben.

    Lösung

    Helium ist das erste Edelgas. Damit ist es chemisch sehr stabil und nicht brennbar. Es eignet sich daher gut als Füllung für Luftballons und Luftschiffe.

    Archimedes erkannte als erster das Prinzip des Auftriebs. Wenn ein Körper mehr Masse verdrängt, als er selbst wiegt, dann erhält der Körper Auftrieb. Das bedeutet, die Dichte des Körpers muss geringer sein als die des verdrängten Mediums. Dieses Prinzip gilt für Flüssigkeiten, wie Wasser, und auch für Gase, wie Luft.
    Aufgrund des Auftriebs können Schiffe schwimmen. Die Außenhaut aus Metall weist zwar eine hohe Dichte auf, aber die Luft im Inneren des Schiffs besitzt eine deutlich geringere Dichte als Wasser. Daher verdrängt das Schiff mehr Masse als es selbst wiegt und erhält dadurch vom Wasser Auftrieb. Aus diesem Grund schwimmt es und geht nicht unter.

  • Beschreibe die chemischen Vorgänge bei der Atmung.

    Tipps

    Bei der vollständigen Oxidation von Zuckern entstehen Wasser und Kohlenstoffdioxid.

    Achte darauf, dass die Reaktion ausgeglichen ist. Es müssen also gleich viele Atome einer Sorte auf beiden Seiten der Reaktion stehen.

    Lösung

    Die vollständige Verbrennung von Kohlenwasserstoffen ergibt als Produkte immer Kohlenstoffdioxid und Wasser. Dafür muss ausreichend Sauerstoff zur Verfügung stehen. Ist dies nicht der Fall, verläuft die Verbrennung unvollständig. Das bedeutet, es entstehen neben Kohlenstoffdioxid noch Kohlenstoffmonoxid und Kohlenstoff (Ruß).

    Die Umsetzung von Zucker (Abbildung) mit ausreichend Sauerstoff wird als aerobe Glycolyse bezeichnet. Dieser Stoffwechselweg liefert die beste Ausbeute an Energie, allerdings braucht er viel Sauerstoff und benötigt vergleichsweise viel Zeit.

    Die anaerobe Glycose liefert schneller Energie und benötigt keinen Sauerstoff. Allerdings verbraucht sie viel Zucker bei nur kleiner Ausbeute an Energie. Bei diesem Stoffwechselweg wird der Zucker in Milchsäure umgewandelt. Dieser Weg wird bei hoher Belastung und/oder Sauerstoffmangel angewandt. Es kommt auf Dauer zu einer Übersäuerung der Muskulatur wodurch diese nicht mehr optimal arbeiten kann und ermüdet.

  • Nenne Anwendungsmöglichkeiten von Gasen.

    Tipps

    Spraydosen benötigen ein Triebmittel. Dieses wird unter Normaldruck gasförmig, wenn es aus der Dose gelangt.

    Gase übertragen Energie, die man zur Stromerzeugung benutzen kann.

    Lösung

    Wir nutzen Gase in vielfältiger Weise. So dehnt sich ein Gas, das unter hohem Druck stand, schlagartig aus, wenn der Druck nachlässt. Dies nutzt man für Spraydosen.

    Beim Schweißen wird Ethylengas zur Erzeugung der Energie und Stickstoff als Schutzgas benutzt.

    Die Energie der Sonne wird durch Winde über die Erde verteilt. Die Gase der Atmosphäre transportieren diese Energie. Mit Windrädern kann man diese Energie in Strom umwandeln und nutzbar machen.

  • Berechne das Volumen eines Gases mithilfe des idealen Gasgesetzes.

    Tipps

    Achte auf die Einheiten. Am Ende muss das Volumen die Einheit m³ (Kubikmeter) haben.

    Lösung

    Um leicht mit Gasen rechnen zu können, nimmt man Idealbedingungen an. Das bedeutet, man nimmt an, dass die Teilchen eines Gases so weit voneinander entfernt sind, dass sie sich nicht untereinander beeinflussen.

    Durch diese Annahme konnte das ideale Gasgesetz aufgestellt werden.

    $pV = nRT$

    Mit diesem kann nun das Volumen eines Gases unter unterschiedlichen Bedingungen berechnet werden. Der Knackpunkt bei dieser Rechnung sind die Einheiten. Der Druck wird oft in Pascal (Pa) angegeben. Dieser entspricht einem Newton pro Quadratmeter (N/m²). Die Temperatur kann auch in Grad Celsius (°C) angegeben werden. Damit sich die Einheiten aber mit der universellen Gaskonstante wegkürzen, muss die Temperatur in Kelvin (K) gebracht werden. Dafür rechnest du zu der °C-Angabe 273,15 dazu. 0°C entsprechen also 273,15 K.