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Übung AFB II

Zehn Aufgaben vom Taschenwärmer bis zum Partyzelt — erst die Beobachtung deuten, dann die Fachsprache.

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Aufgabenblock — AFB II

In jeder Aufgabe musst du zwei Dinge verbinden: Beobachtung und Deutung, Diagramm und Energie, Branddreieck und Löschmaßnahme. Drei gestufte Tipps führen dich zur Lösung.

A1
Die Wunderkerze
AFB II

Eine Wunderkerze wird angezündet. Das Eisenpulver darin verbrennt sprühend mit dem Sauerstoff der Luft zu Eisenoxid. Vervollständige die Wortgleichung mit Energieangabe.

Wort anklicken, dann Lücke anklicken (oder umgekehrt) — mit Tab und Enter geht es genauso. Ein Klick auf eine gefüllte Lücke legt das Wort zurück.

+ → ;

Nur Stoffe in die Gleichung — die Energieangabe steht dahinter.
Suche die Stoffe vorher (Edukte) und den neuen Stoff (Produkt).
Aus der Luft reagiert nur der Sauerstoff. Das Streichholz ist nur der Anstoß.
Eisen + Sauerstoff → Eisenoxid; Energie wird frei.
Vollständige Lösung
Eisen + Sauerstoff → Eisenoxid; Energie wird frei. Die Wunderkerze sprüht nach dem Anzünden von allein weiter — also exotherm. „Luft“ ist falsch, weil nur der Sauerstoff darin reagiert.
A2
Das Teelicht im Einmachglas
AFB II

Ein Teelicht brennt in einem großen Einmachglas. Ordne jeder Beobachtung die passende Deutung zu.

Klicke links einen Eintrag an und dann rechts den passenden — es entsteht eine Verbindungslinie. Mit der Tastatur: Enter zum Auswählen, ↑/↓ zum Wandern.
Die Nachweise kennst du aus Kapitel 1.
Gehe die Nachweise durch: Watesmo-Papier, Kalkwasser.
Schwarzer Rauch ist Ruß — unvollständige Verbrennung. Was fehlt dann?
Wasser, Kohlenstoffdioxid, Sauerstoffmangel, Wachsdampf.
Vollständige Lösung
Beschlag + blaues Watesmo-Papier → Wasser; trübes Kalkwasser → Kohlenstoffdioxid; schwarzer Rauch → Ruß, weil im Glas der Sauerstoff knapp wird; der weiße Rauch ist Wachsdampf, der wieder brennt.
A3
Der Taschenwärmer
AFB II

Ein Taschenwärmer wird geknickt und in 250 mL Wasser gelegt. Das Wasser hat anfangs 18,5 °C, nach 5 Minuten 26,0 °C.

a) Um wie viel Grad ist das Wasser wärmer geworden?
b) Um wie viel Grad pro Minute ist es im Mittel gestiegen?

°C
°C/min
Das Wasser ist die Umgebung. Steigt seine Temperatur, gibt das System Energie ab.
a) nachher − vorher; b) Ergebnis durch 5 Minuten teilen.
a) 7,5 °C; b) 1,5 °C pro Minute; exotherm.
Vollständige Lösung
a) 26,0 °C − 18,5 °C = 7,5 °C. b) 7,5 °C : 5 min = 1,5 °C/min. Die Umgebung wird wärmer, also gibt die Reaktion im Taschenwärmer Energie ab: exotherm.
A4
Diagramm mit Pfeil nach oben
AFB II

In einem Energiediagramm liegen die Edukte bei 3 Kästchen, die Produkte bei 9 Kästchen.

a) Wie lang ist der Energiepfeil? b) Welche Aussagen stimmen?

Kästchen
Mehrere Antworten sind richtig. Markiere alle zutreffenden und klicke dann auf „Prüfen“.
Der Pfeil beginnt immer bei den Edukten.
Differenz der beiden Niveaus bilden.
Produkte höher als Edukte → die Energie muss aus der Umgebung kommen.
6 Kästchen; Pfeil nach oben, endotherm, Rückreaktion Pfeil nach unten.
Vollständige Lösung
a) 9 − 3 = 6 Kästchen. b) Pfeil nach oben, endotherm, Rückreaktion mit 6 Kästchen nach unten. Die Umgebung kühlt ab bzw. muss Energie liefern; die Edukte haben weniger Energie.
A5
Offen, geschlossen, abgeschlossen
AFB II

Entscheide, welches System jeweils vorliegt.

Setze in jeder Zeile das passende Kreuz — hier ist es genau eins pro Zeile. Enter setzt und löscht.
Situationoffenge­schlos­senab­ge­schlos­sen
Eine Kerze brennt frei auf dem Tisch.
Eine Brausetablette sprudelt in einem offenen Glas.
Ein Taschenwärmer steckt in einer fest verschweißten Folie und wärmt die Hand.
Heißer Tee steht in einer sehr gut verschlossenen Thermoskanne.
In einem verschlossenen Reagenzglas reagiert ein Gemisch, das Glas wird warm.
Frage zweimal: Kann Stoff hinaus? Kann Energie hinaus?
Prüfe zuerst den Stoffaustausch, dann den Energieaustausch.
Stoff und Energie → offen; nur Energie → geschlossen; nichts → abgeschlossen.
offen, offen, geschlossen, abgeschlossen, geschlossen.
Vollständige Lösung
Kerze und Brausetablette: offen (Gase entweichen). Taschenwärmer in Folie und verschlossenes Reagenzglas: geschlossen (nur Wärme tritt aus). Thermoskanne: nahezu abgeschlossen.
A6
Vom Klotz zum Staub
AFB II

Gleich viel Holz liegt in vier Formen vor. Ordne von „brennt am langsamsten“ (oben) bis „verbrennt am heftigsten“ (unten).

Ziehe die Karten in die richtige Reihenfolge — mit der Tastatur: ↑/↓ verschiebt, Shift+↑/↓ wechselt nur den Fokus.
1 gespaltene Holzscheite
2 Hobelspäne
3 feiner Holzstaub, in der Luft verwirbelt
4 ein dicker Holzklotz
Je feiner zerteilt, desto größer die Oberfläche.
Das Stichwort heißt Zerteilungsgrad.
Je größer die Oberfläche, desto mehr Sauerstoff kommt gleichzeitig an das Holz.
Klotz → Scheite → Späne → Staub.
Vollständige Lösung
Klotz, Scheite, Späne, Staub. Mit dem Zerteilungsgrad wächst die Oberfläche, an die Sauerstoff gelangt; Staub in der Luft kann sogar explosionsartig verbrennen.
A7
Gas im Partyzelt
AFB II

Erdgas ist mit Luft nur zündfähig, wenn es etwa 4 % bis 17 % des Gemischs ausmacht. In einem Zelt befinden sich insgesamt 50 m³ Gas-Luft-Gemisch.

a) Ab wie viel m³ Erdgas ist das Gemisch zündfähig? b) Bis zu wie viel m³?

m³
m³
Das Stichwort heißt Mischungsverhältnis.
4 % von 50 m³ = 50 · 0,04; 17 % von 50 m³ = 50 · 0,17.
a) 2 m³, b) 8,5 m³.
Vollständige Lösung
a) 50 m³ · 0,04 = 2 m³. b) 50 m³ · 0,17 = 8,5 m³. Darunter ist zu wenig Brennstoff, darüber zu wenig Sauerstoff im Gemisch.
A8
Welche Seite fehlt dem Feuer?
AFB II

Ordne jede Maßnahme der Seite des Branddreiecks zu, die sie entzieht.

Ziehe jede Karte in den passenden Korb — oder wähle sie mit Enter aus und drücke dann die Ziffer des Korbs (0 legt sie zurück).
1Brennstoff entziehen
2Sauerstoff entziehen
3unter Zündtemperatur kühlen
Löschen heißt: mindestens eine Seite des Branddreiecks entziehen.
Frage bei jeder Maßnahme: Was hat das Feuer danach nicht mehr?
Abdecken erstickt, Wasser kühlt, Wegräumen entzieht Brennstoff.
Brennstoff: Erdstreifen, Holzscheite; Sauerstoff: Glocke, Sand; Kühlen: Nachbarhaus, Grillkohle.
Vollständige Lösung
Brennstoff: Erdstreifen und Holz herausnehmen. Sauerstoff: Glocke und Sand. Kühlen: Nachbarhaus nass halten (bleibt unter der Zündtemperatur) und Grillkohle mit Wasser.
A9
Knallgas und Wasserzerlegung
AFB II

Wasserstoff und Sauerstoff reagieren mit einem Knall zu Wasser. Umgekehrt lässt sich Wasser mit elektrischem Strom in Wasserstoff und Sauerstoff zerlegen. Welche Aussagen stimmen?

Mehrere Antworten sind richtig. Markiere alle zutreffenden und klicke dann auf „Prüfen“.
Ist eine Reaktion exotherm, braucht ihre Umkehrung Energie.
Schreibe beide Wortgleichungen auf und bestimme jeweils Edukte und Produkte.
Knall = Energie wird frei. Strom muss dauernd fließen = Energie wird benötigt.
Richtig: die ersten drei Aussagen.
Vollständige Lösung
Wasserstoff + Sauerstoff → Wasser; Energie wird frei (Pfeil nach unten). Wasser → Wasserstoff + Sauerstoff; Energie wird benötigt (Pfeil nach oben). Bei der Zerlegung ist Wasser das Edukt.
A10
Kupfer und Schwefel
AFB II

Kupferblech wird in Schwefeldampf gehalten. Es glüht auf und glüht ohne Brenner weiter. Danach ist das Blech blauschwarz und bricht beim Biegen. Ordne jede Beobachtung einer Deutung zu.

Setze in jeder Zeile das passende Kreuz — hier ist es genau eins pro Zeile. Enter setzt und löscht.
Beobachtungneuer Stoffexo­thermkein neuer Stoff
Das Produkt ist blauschwarz statt kupferrot.
Das Blech glüht ohne Brenner weiter.
Das Produkt ist spröde, Kupfer lässt sich biegen.
Übrig gebliebener Schwefel wird beim Abkühlen wieder gelb und fest.
Steckbrief vorher und nachher vergleichen.
Vergleiche Eigenschaften vorher und nachher.
Neue Eigenschaften → neuer Stoff; weiterglühen → exotherm; Schmelzen und Erstarren → physikalisch.
neuer Stoff, Energie frei, neuer Stoff, kein neuer Stoff.
Vollständige Lösung
Farbe und Sprödigkeit sind neue Eigenschaften: Kupfersulfid ist entstanden. Das Weiterglühen zeigt: Energie wird frei (exotherm). Der Schwefel, der nur geschmolzen und wieder erstarrt ist, ist derselbe Stoff geblieben. Kupfer + Schwefel → Kupfersulfid.