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Eigenschaften von Gasen 07:06 min

Textversion des Videos

Transkript Eigenschaften von Gasen

Guten Tag und herzlich willkommen! Zunächst möchte ich einmal einen Luftballon aufblasen und dann lasse ich die Luft aus ihm entweichen und drücke in vorne zusammen. Naja ihr kennt das ja. Und nun fliegt der Luftballon ein bisschen in der Gegend umher. Wir haben schon eine ganze Menge zu dem Thema gelernt. Das heißt nämlich: Eigenschaften von Gasen. Es soll uns heute um ganz gewöhnliche Gase gehen, die uns umgeben: Stickstoff N2, Sauerstoff O2, Kohlenstoffdioxid CO2, die Edelgase Argon, Helium, Neon, Xenon und Krypton und schließlich Wasserstoff. Alle diese Gase haben gemeinsame Eigenschaften. Ihr seht es, wenn ich den Ballon zusammendrücke. Alle Gase sind formlos. Wenn es kühl ist, haben sie ein relativ kleines Volumen. Bei Erwärmung vergrößert sich das Volumen. Zunächst möchte ich einmal einen Luftballon aufblasen und dann lasse ich die Luft aus ihm entweichen und drücke in vorne zusammen. Der luftgefüllte Ballon ist ziemlich leicht. Das heißt, Gase haben kleine Dichten. Aber wir haben zu Beginn des Videos gehört, dass Luft austritt. Das heißt: Gase haben bestimmte Massen und das hat man gesehen: Gase sind leicht beweglich. Kommen wir zur ersten Eigenschaft und manche werden vielleicht verwundert sein, wenn ich sie nenne. Gase sind Schallträger. Ohne das Vorhandensein der Luft könnten wir überhaupt nichts hören, uns gar nicht verständigen. Auch dieses Orchester wäre von uns nicht zu hören. Wir hören die Musik, weil die Luft trotz ihrer kleinen Dichte über eine gewisse Masse verfügt. Sie kann den Schall leiten. Die kleine Dichte führt schließlich zweitens dazu, dass die Luft einen gewissen Auftrieb ausübt. Sie kann Körper nach oben anheben. Der statische Auftrieb der Luft ist wichtig für einen Heißluftballon oder ein Luftschiff. Das Flugzeug erhält seinen dynamischen Auftrieb ebenfalls durch die Luft. Drittens die Luft: Die Gase sind für das Klima verantwortlich. Die Luft bestimmt Wind und Wetter. Das ist möglich, weil Gase formlos sind, ein veränderliches Volumen haben, über kleine Dichten und Massen verfügen und schließlich leicht beweglich sind. Ein wichtiges Gas, den Sauerstoff der Luft, benötigen wir viertens für die Atmung: Der Mensch und die Tiere des Landes benötigen den Sauerstoff. Aber auch Fische müssen atmen und brauchen dafür den Sauerstoff der Luft. Daher ist es notwendig, dass Gase auch etwas wasserlöslich sind. Sauerstoff löst sich, wenn auch nur in geringen Mengen, im Wasser. Gase werden fünftens für den Energietransport verwendet. Was ist damit gemeint? Die Gase der Luft bewegen Windkraftmaschinen, Windräder, die aus Bewegungsenergie Elektroenergie erzeugen. Gase sind für gewisse Raketenantriebe unerlässlich. Man verwendet Gase auch als sogenannte Treibmittel, um die Substanz aus der Spraydose herauszupressen. Ein Energietransport findet auch statt, wenn der Ventilator die Gase bewegt und uns Kühlung zufächelt. Der Energietransport der Gase ist nur möglich, da diese über gewisse Massen verfügen. Gase, soweit sie chemische beständig sind, werden sechstens als Schutzgas verwendet. Für Lebensmittel werden Gase als Schutzgas für Fleisch verwendet. Auch Obst wird durch Schutzgase geschützt. Und genauso bewahrt man Gemüse vor dem Verfall. Es gibt aber noch ganz andere Schutzgasanwendungen. Wie zum Beispiel als Schutzgas beim Schweißen oder wenn eine Verbindung chemisch sehr unbeständig ist, so wird sie häufig unter einem Schutzgas aufbewahrt, wie hier beispielsweise Barium unter Argon. Gase werden siebtens als Kältemittel verwendet. Gase sind als Kältemittel geeignet, weil sie eben Gase sind, nämlich niedrige Siedepunkte besitzen. Man verwendet die Gase als Kühlmittel in Kühlschranken, aber auch ein Schneesturm ist viel kälter als die Umgebungstemperatur ist. Sicher habt ihr schon einmal etwas über die gefühlte Temperatur, vor allem im Winter, gehört. Das ist darauf zurückzuführen, weil die Gasteilchen leicht beweglich sind und die Wärme abführen. Gase sind nicht immer unbedingt chemisch inert. Manchmal werden auch chemische Reaktionen ausgenutzt. Bei den chemischen Reaktionen achtens ist vor allem das Feuer und seine Anwendungen zu nennen. Eine weitere chemische Reaktion wird häufig vergessen, nämlich die Reaktion des Stickstoffs mit Sauerstoff bei Blitzschlag. Diese Reaktion ist der Anfangspunkt für die Bildung von Nitratdünger. Schaut euch einmal dieses schön gedüngte Feld an. Als Letztes benötigt man eine Eigenschaft von Gasen, die sehr wichtig ist. Neuntens die Ionisierung: Gase sind in der Lage elektrisch geladene Teilchen, die Ionen, zu bilden. Das wird ausgenutzt bei der sogenannten Nebelkammer. Damit kann man radioaktive Strahlen nachweisen. Zum Ende möchte ich noch eine Übersicht über die Anwendungsmöglichkeiten der Gase zusammenstellen. Als Erstes sind Gase Schallträger. Ohne sie könnte man keine Musik hören. Als Zweites führen Gase zum Auftrieb. Ohne sie wäre der Flug dieser schönen Ballons nicht möglich. Durch ihre Beweglichkeit sind Gase zum großen Teil für das Klima verantwortlich. Ohne Gase wäre ein Wind undenkbar. Man benötigt das Gas Sauerstoff für die Atmung. Der Mensch kann ohne Sauerstoff nicht leben. Gase sind notwenig für den Energietransport. Zum Beispiel bei der Stromerzeugung durch Windräder. Besonders reaktionsträge Gase verwendet man als Schutzgas, wie hier beim Schweißen. Gase werden als Kältemittel in Kühlschränken verwendet. Chemische Reaktionen der Gase benötigt man zum Leben, wie zum Beispiel die Oxidation des Stickstoffs bei Blitzschlag. Die Fähigkeit der Gase Ionen zu bilden, wird ausgenutzt, um mit der Nebelkammer radioaktive Strahlung festzustellen. Ich danke für eure Aufmerksamkeit. Alles Gute! Auf Wiedersehen!

4 Kommentare
  1. Echt gut erklärt!

    Von Heike 11, vor fast 6 Jahren
  2. dat sound:D add me on LoL : Crs Voyboy

    Von Bdeurope, vor mehr als 6 Jahren
  3. cool

    Von Siegfried Strautmann, vor mehr als 6 Jahren
  4. woooooooooooowwwww is ja supi erklärt ;)

    Von Deleted User 32417, vor etwa 7 Jahren

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.