Chemie · Klasse 9a

Operation
Ferienformel

Sechs Rätsel. Sechs Ziffern. Eine verschlossene Kiste.

Freitag, letzter Schultag vor den Sommerferien, 15:42 Uhr.

Im Chemiesaal brennt noch Licht. Auf dem Lehrertisch steht eine Metallkiste, verschlossen mit einem Zahlenschloss. Daneben liegt ein Zettel:

„Liebe 8a, ihr habt ein ganzes Jahr Chemie hinter euch. Kerzen, Kalkwasser, Kupferbriefe, ein Hochofen, ein Periodensystem und ziemlich viele Reaktionsgleichungen. Ich habe euch etwas dagelassen. Aber ich gebe es nicht einfach so heraus.

Sechs Ziffern trennen euch davon. Jede Ziffer steckt in einem Rätsel, und jedes Rätsel steckt in etwas, das ihr längst wisst. Wenn sechs Wochen Ferien nicht alles weggespült haben, schafft ihr das in 45 Minuten.“

Sechs Wochen später. Ihr seid zurück. Die Kiste steht immer noch da.

So läuft es

Die Reihenfolge der sechs Rätsel bestimmt ihr selbst.
Jedes Rätsel endet mit einem Zifferfeld. Die Ziffer wandert erst nach oben in die Codeleiste, wenn alle Teilaufgaben stimmen.
Ihr dürft Heft, Buch und Periodensystem benutzen.
Pro Rätsel gibt es zwei Tipps. Sie werden gezählt.
Ladet die Seite nicht neu — der Fortschritt geht sonst verloren.

Wie heißt euer Team?

Wiederholung des Stoffs aus Klasse 8 · Die Uhr läuft ab dem Start.

Die sechs Rätsel

Tippt ein Rätsel an. Ihr könnt jederzeit zurück und Antworten ändern.

Alle sechs Ziffern freigeschaltet? Dann öffnet die Kiste.

Rätsel 1

Was ist in den Flaschen?

Nachweisreaktionen · Zusammensetzung der Luft · Dichte von Gasen

In der hintersten Ecke der Chemikaliensammlung stehen drei Gasflaschen ohne Etikett: A, B und C. Im alten Laborbuch finden sich nur noch diese drei Notizen:

Flasche A: Ein glimmender Holzspan flammt hell wieder auf.

Flasche B: Leitet man das Gas in Kalkwasser, trübt sich dieses milchig-weiß.

Flasche C: Beim Zünden ertönt ein pfeifender Knall.

a) Welches Gas ist in welcher Flasche?

Flasche A

Flasche B

Flasche C

b) Eines dieser drei Gase hat eine deutlich höhere Dichte als Luft. Deshalb kann man es wie eine Flüssigkeit in ein Becherglas „gießen“ und damit eine Kerzenflamme löschen. Welche Formel hat es?

c) Zählt die Sauerstoff-Atome in der Formel aus b). Diese Zahl ist eure Ziffer.

Eure Ziffer für Feld R1

Luft ist ein Stoffgemisch aus rund 78 % Stickstoff, 21 % Sauerstoff und knapp 1 % Edelgasen — plus etwa 0,04 % des Gases, das ihr in b) sucht.

Tipp 1

Denkt an die drei Proben aus dem September: Glimmspan, Kalkwasser, Knallgas.

Tipp 2

Das gesuchte Gas ist genau das, mit dem ihr im Versuch die Kerze „ertränkt“ habt. Seine Formel besteht aus einem C und zwei O.

Rätsel 2

Die Waage des Monsieur Lavoisier

Gesetz der Erhaltung der Masse · Dalton · Reaktionsgleichungen

Antoine Lavoisier wog Ende des 18. Jahrhunderts alles, was er in seine Kolben füllte — und alles, was hinterher herauskam. Sein Ergebnis hat die Chemie zu einer Rechenwissenschaft gemacht.

a) In einem fest verschlossenen Gefäß reagieren 4,0 g Kupfer vollständig mit 1,0 g Sauerstoff zu Kupferoxid. Welche Masse hat das entstandene Kupferoxid?

Gramm

b) Mit welchem Gesetz begründet ihr das?

c) Gleicht die Reaktionsgleichung aus. Schreibt auch die Eins, wo eine Eins hingehört.

Cu + O₂ → CuO

d) Addiert die drei Koeffizienten aus c). Diese Summe ist eure Ziffer.

Eure Ziffer für Feld R2

Selbstkontrolle: Eure Ziffer aus d) muss denselben Zahlenwert haben wie eure Masse aus a) in Gramm. Wenn nicht, stimmt eines von beiden noch nicht.

Tipp 1

Nichts geht verloren, nichts kommt hinzu — auch nicht in einem geschlossenen Gefäß.

Tipp 2

Links müssen genauso viele Cu- und O-Atome stehen wie rechts. Denkt daran: O₂ bringt immer zwei Sauerstoff-Atome mit.

Rätsel 3

Die Liste aus der Sammlung

Chemische Reaktion oder physikalischer Vorgang?

Auf einem vergilbten Blatt in der Sammlung steht eine Liste von zehn Vorgängen. Nur die chemischen Reaktionen zählen. Sortiert sie.

→ Wie viele der zehn Vorgänge sind chemische Reaktionen? Diese Anzahl ist eure Ziffer.

Eure Ziffer für Feld R3 von zehn Vorgängen

Prüffrage für jeden Punkt: Ist hinterher ein neuer Stoff mit neuen Eigenschaften da — und wird dabei Energie aufgenommen oder abgegeben? Dann ist es eine chemische Reaktion.

Tipp 1

Fragt bei jedem Punkt: Ist hinterher ein neuer Stoff da — oder derselbe Stoff nur in anderer Form?

Tipp 2

Schmelzen, Gefrieren, Verdampfen, Lösen und Zerkleinern sind immer physikalisch. Alles andere lohnt einen zweiten Blick.

Rätsel 4

Steckbrief aus dem Giftschrank

Elementfamilien · Flammenfärbung · Periodensystem · Schalenmodell

Auf einem Standgefäß im Giftschrank klebt nur noch ein handgeschriebener Steckbrief. Das Element selbst liegt darin unter Petroleum.

„Ich stehe in der 1. Hauptgruppe.“

„Ich habe genau ein Außenelektron.“

„Mit Wasser reagiere ich heftig — dabei entsteht Wasserstoff und eine alkalische Lösung.“

„In der Brennerflamme färbe ich intensiv gelb-orange.“

„Ich bin das Alkalimetall der 3. Periode.“

a) Wie heiße ich?

b) Wie lautet meine Ordnungszahl?

c) Wie viele Elektronenschalen sind bei meinem Atom besetzt? Diese Zahl ist eure Ziffer.

Eure Ziffer für Feld R4

Bonus für schnelle Gruppen — wird nicht geprüft: Warum werde ich unter Petroleum aufbewahrt?

Tipp 1

Schaut in die 1. Hauptgruppe des Periodensystems und geht in die dritte Zeile.

Tipp 2

Die Flammenfärbung ist der schnellste Weg: Gelb-orange gehört zu genau einem Alkalimetall. Und die Periodennummer ist zugleich die Zahl der besetzten Schalen.

Rätsel 5

Fahndung nach Atom X

Atombau · Kern-Hülle-Modell · Elementfamilien

Im Laborbuch steht kein Name — nur eine Teilchenbilanz:

Atom X: 17 Protonen · 18 Neutronen · 17 Elektronen

a) Um welches Element handelt es sich?

b) Wie groß ist die Massenzahl von X?

c) Zu welcher Elementfamilie gehört X?

d) Wie viele Außenelektronen hat ein Atom von X? Diese Zahl ist eure Ziffer.

Eure Ziffer für Feld R5

Die Protonenzahl ist die Ordnungszahl. Die Massenzahl ist die Summe aus Protonen und Neutronen.

Tipp 1

Die Protonenzahl ist die Ordnungszahl — sucht sie im Periodensystem.

Tipp 2

Bei Hauptgruppenelementen verrät die Nummer der Hauptgruppe direkt die Zahl der Außenelektronen.

Rätsel 6

Der Hochofen läuft noch

Redoxreaktionen · Metallgewinnung · Reaktionsgleichungen

Ganz unten liegt ein Foto eines Hochofens. Auf der Rückseite stehen zwei Gleichungen — eine aus eurem Schulversuch, eine aus der Industrie.

CuO + Fe → Cu + FeO

a) Welcher Stoff wird oxidiert, welcher reduziert?

oxidiert

reduziert

b) Welcher Stoff ist das Reduktionsmittel?

c) Gleicht die Hochofen-Gleichung aus.

Fe₂O₃ + CO → Fe + CO₂

d) Addiert alle vier Koeffizienten aus c). Diese Summe ist eure Ziffer.

Eure Ziffer für Feld R6

Oxidation ist die Aufnahme von Sauerstoff, Reduktion die Abgabe von Sauerstoff. Beides läuft immer gleichzeitig ab — deshalb: Redoxreaktion.

Tipp 1

Oxidation = Aufnahme von Sauerstoff. Schaut auf die Gleichung oben: Wer hat hinterher den Sauerstoff?

Tipp 2

Fangt beim Eisen an: Ein Fe₂O₃ liefert 2 Fe. Danach gleicht ihr die Sauerstoff-Atome über CO und CO₂ aus.

Die Kiste

Zahlenschloss

Sechs Ziffern, in der Reihenfolge der Rätsel R1 bis R6.

Die Kiste ist offen

Geschafft!

—BENÖTIGTE ZEIT

—TIPPS GENUTZT

—CODE

Beim Klick wird ein Video von YouTube geladen. Dabei werden Daten an YouTube übertragen.

Und jetzt: Heft raus. Klasse 9 fängt an — mit Ionen, Salzen, Säuren und Laugen.

Lehrkraft-Ansicht

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Endcode

OperationFerienformel

So läuft es

Die sechs Rätsel

Was ist in den Flaschen?

Die Waage des Monsieur Lavoisier

Die Liste aus der Sammlung

Steckbrief aus dem Giftschrank

Fahndung nach Atom X

Der Hochofen läuft noch

Zahlenschloss

Lehrkraft-Ansicht

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