Chemielabor

Michael Wächter bildet als Lehrer chemisch-technische Assistenten, Chemielaboranten, Lacklaboranten, Chemikanten und Produktionsfachkräfte Chemie in Münster aus. Zuvor war er als Lacklaborant in Münster-Hiltrup tätig und als Chemielehrer an Gymnasien in Rheda-Wiedenbrück und Datteln.Durch langjährige Lehrtätigkeit im Laborunterricht ist er mit den unterschiedlichen Frage- und Problemstellungen der Lernenden in den Laborberufen bestens vertraut.

• Abbildungsverzeichnis XI 1 Grundlagen der Laborarbeit 11.1 Arbeitsregeln und Laborordnung 11.1.1 Gefahren im Chemielabor 11.1.2 Laborordnung und Betriebsanweisung 21.1.3 Arbeitssicherheit 21.1.3.1 Sicherheitseinrichtungen und -maßnahmen 21.1.3.2 Unfallverhütungsvorschriften (UVV) zur Wahrung der Sicherheit im Umgang mit Chemikalien 31.1.3.3 Weitere Grundsätze der Laborarbeit 41.2 Umgang mit Gefahrstoffen 51.2.1 Gefahrensymbole gemäß GHS und Gefahrstoffverordnung (GefStoffV) 51.2.1.1 Gefahren- und GHS-Gefährdungssymbole 61.2.2 Risiken, Sicherheit, Entsorgung: Die H-, P- und E-Sätze 81.2.3 Kenndaten des Arbeitsschutzes 81.2.4 Entsorgung und Umweltschutz 91.2.5 Allgemeine Regeln für den Umgang mit Chemikalien 101.3 Verhalten in Notfällen, Erste Hilfe bei Unfällen 101.4 Laborgeräte und ihre Handhabung 121.4.1 Geräte zum Heizen 121.4.2 Geräte zum Trocknen 121.4.3 Glasgeräte 131.4.4 Arbeitsplatzerkundung im Labor: erster Praktikumstag 151.4.5 Gefahrstoffe im Chemielabor 172 Grundlegende physikalische Arbeitsmethoden: Mess-, Mischund Trennverfahren 272.1 Physikalische Stoffeigenschaften messen 282.1.1 SI-System 282.1.2 Masse auswiegen 282.1.3 Volumen messen 312.1.4 Dichte bestimmen 352.1.5 Löslichkeit und Viskosität bestimmen 382.1.6 Schmelz- und Siedetemperaturen bestimmen 412.1.7 Messung von Volumen, Masse, Temperatur, Dichte und Viskosität im Labor 422.2 Messwerte auswerten und dokumentieren 472.2.1 Messwerte auswerten: Fehlerbetrachtung, Methodenvalidierung 472.2.2 Arbeitskontrolle und -dokumentation (Protokollführung) 502.2.3 Fällung und Wägung von Niederschlägen im Labor 512.3 Stoffe mischen 552.3.1 Lösungen und andere Stoffgemische 552.3.2 Gehaltsangaben 562.3.3 Lösungen ansetzen, vermessen und Löslichkeiten beeinflussen im Labor 572.4 Stoffe trennen 602.4.1 Mechanische Stofftrennverfahren 612.4.1.1 Trocknen 612.4.1.2 Sedimentation, Dekantation, Zentrifugation 632.4.1.3 Filtration 642.4.1.4 Digerieren und Extrahieren 652.4.1.5 Umfällen und Umkristallisieren 682.4.1.6 Dichtesortieren, Magnetsortieren, Flotation 702.4.1.7 Absorption und Adsorption 702.4.2 Mechanische Stofftrennverfahren im Labor (Digerieren, Filtrieren und Extrahieren) 712.4.3 Thermische Stofftrennverfahren 762.4.3.1 Sublimieren 762.4.3.2 Destillieren und Rektifizieren 762.4.4 Thermische Stofftrennverfahren im Labor (Sublimation, Destillation, Rektifikation) 812.4.5 Chromatographische Trenn- und Analyseverfahren 852.4.5.1 Lauf- und Elutionsmittel 872.4.5.2 Auswertung von Chromatogrammen 882.4.5.3 Säulenchromatographie (SC) 922.4.5.4 Dünnschichtchromatographie (DC, TLC) 932.4.6 Chromatographie im Labor: SC, DC, HPTLC 973 Grundlegende chemische Arbeitsmethoden 1033.1 Chemische Stoffeigenschaften untersuchen 1033.1.1 Stoffe zerlegen: Analyse 1043.1.1.1 Chemische Elemente 1053.1.1.2 Das Periodensystem der chemischen Elemente (PSE) 1053.1.2 Elemente chemisch untersuchen im Labor 1073.1.3 Metallherstellung im Labor 1133.1.4 Stoffe vereinigen: Synthese 1153.1.5 Stoffe einordnen, benennen und formulieren 1173.1.5.1 Benennung chemischer Verbindungen 1183.1.5.2 Chemische Formeln 1213.1.6 Verbindungen herstellen und chemisch untersuchen im Labor: Präparate 1223.2 Reaktionen planen, durchführen und beobachten 1243.2.1 Versuchsansatz, -aufbau und -durchführung 1253.2.2 Versuchsbeobachtung 1263.2.3 Reaktionsschemen erstellen 1263.3 Arten chemischer Reaktionen 1283.3.1 Gleichgewichtsreaktionen qualitativ auswerten und einordnen 1293.3.1.1 Hin- und Rückreaktion: Umkehrbarkeit chemischer Reaktionen 1293.3.1.2 Das Massenwirkungsgesetz (MWG) 1303.3.2 Fällungsreaktionen 1313.3.2.1 Grundbegriffe, Benennung und Formeln bei Fällungsreaktionen 1333.3.3 Fällungsreaktionen im Labor 1343.3.4 Säure-Base-Reaktionen 1383.3.4.1 Säure- und Basestärke, Verdrängungsreaktion 1413.3.4.2 Säure-Base-Titration, Puffer, Amphoterie 1433.3.4.3 Grundbegriffe, Benennung und Formeln bei Säure-Base-Reaktionen 1433.3.5 Säure-Base-Reaktionen im Labor 1453.3.6 Redoxreaktionen 1483.3.6.1 Oxidation und Reduktion 1483.3.6.2 Oxidations- und Reduktionsmittel 1493.3.6.3 Redoxpotenziale 1513.3.6.4 Redoxreaktionen – Grundbegriffe und Reaktionsschemen 1543.3.7 Reaktionen mit Komplexen und Liganden 1553.3.7.1 Reaktionen mit und ohne Liganden: Grundbegriffe und Reaktionsschemen 1563.3.8 Redoxreaktionen und Reaktionen mit Komplexen und Liganden im Labor 1573.3.8.1 Redoxreaktionen 1573.3.8.2 Reaktionen mit Komplexen und Liganden 1603.4 Reaktionen mit Gasen 1633.4.1 Umgang mit Gasen 1633.4.1.1 Technische Gasverflüssigung und Luftzerlegung 1673.4.1.2 Gasproben im Labor 1683.4.1.3 Herstellung von Gasen im Labor 1693.4.2 Gase chemisch erzeugen und im Labor einsetzen 1713.5 Reaktionen in Siedehitze 1733.5.1 Apparaturen für Reaktionen in Siedehitze 1733.5.1.1 Sieden unter Rückfluss 1733.5.1.2 Zufluss bei Siedehitze 1743.5.1.3 Zufluss bei Siedehitze mit Rührvorgang 1743.5.1.4 Abzug von Wasser aus dem Reaktionsgemisch 1763.5.2 Präparatbeispiel für eine Reaktion in Siedehitze 1763.5.3 Reaktionen in Siedehitze durchführen – Präparate synthetisieren im Labor 1774 Physikalische Chemie und Stöchiometrie 1854.1 Stöchiometrie chemischer Reaktionen 1854.1.1 Grundgesetze der Chemie 1854.1.2 Quantitative Auswertung chemischer Reaktionen 1874.1.3 Umsatz- und Ausbeuteberechnungen 1884.1.3.1 Berechnung der Zusammensetzung chemischer Verbindungen 1884.1.3.2 Berechnung der Stoffumsätze bei chemischen Reaktionen 1894.1.4 Quantitative Reaktionsdurchführung und Auswertung im Labor 1914.2 Thermodynamik chemischer Reaktionen 1954.2.1 Energie bei chemischen Reaktionen 1954.2.2 Enthalpie und Entropie 1964.2.3 Thermochemie, Katalyse und Kalorik 1994.2.4 Energieumsetzungen bei Reaktionen im Labor 2014.3 Kinetik chemischer Reaktionen 2034.3.1 Geschwindigkeit chemischer Reaktionen 2044.3.1.1 Definition und Berechnung der Reaktionsgeschwindigkeit vR 2044.3.2 Verlauf chemischer Reaktionen 2064.3.2.1 Reaktionsordnung 2064.3.2.2 Reaktionsmechanismus 2074.3.3 Katalyse und Geschwindigkeit chemischer Reaktionen 2074.3.4 Steuerung von Gleichgewichtsreaktionen 2084.3.5 Kinetische und katalytische Untersuchungen im Labor 2095 Analytische Chemie 2155.1 Qualitative Analyse 2155.1.1 Nachweisreaktionen und Nachweismittel 2155.1.1.1 Nachweisreagenzien und -reaktionen 2165.1.1.2 Selektivität und Stabilität 2185.1.2 Der systematische Gang einer qualitativ-anorganischen Analyse 2205.1.3 Anionennachweise und Sodaauszug 2215.1.4 Anionennachweise und Sodaauszug im Labor 2215.1.5 Vorproben und Aufschlüsse 2255.1.6 Vorproben und Aufschlüsse im Labor 2265.1.7 Kationentrenngang und Trenngangsgruppen 2295.1.8 Kationentrenngang und -nachweise im Labor 2295.2 Quantitative Analyse 2425.2.1 Analytischer Prozess, Gehaltsangaben und Analyseverfahren 2425.2.1.1 Gehalts- und Mengenangaben 2445.2.1.2 Wertigkeit und Äquivalenzzahl z* 2465.2.2 Gravimetrie: Fällungsanalyse 2475.2.2.1 Fehlerquellen und Probleme bei Fällungsanalysen 2495.2.3 Gravimetrie im Labor 2505.2.4 Volumetrie (Maßanalyse, Titration) 2575.2.4.1 Maßlösung und Titer t 2595.2.4.2 Titrimetrische Verfahren und Indikation 2605.2.4.3 Berechnung von Maßlösungen undÄquivalentkonzentrationen c(eq) 2625.2.4.4 Berechnung von Säure-Base-Titration: Acidimetrie 2625.2.4.5 Bestimmung und Berechnung des Titers t einer Maßlösung 2635.2.4.6 Berechnung von Neutralisationstitrationen mit Titer t und aliquoten Teilen 2635.2.4.7 Acidimetrie und Alkalimetrie 2645.2.4.8 Fällungstitration 2655.2.4.9 Oxidimetrie und Reduktometrie 2655.2.4.10 Komplexometrie (Chelatometrie) 2665.2.4.11 Bestimmung maßanalytischer Kennzahlen 2675.2.5 Volumetrie – Titration im Labor 2695.2.6 Konduktometrie und Potenziometrie 2835.2.7 Elektrogravimetrie und Coulometrie 2865.2.8 Elektroanalytische Verfahren im Labor 2875.2.9 Elementar- und Strukturanalyse organischer Verbindungen 2935.2.9.1 Ebullioskopie und Kryoskopie 2945.2.9.2 Osmometrie und Viskosimetrie 2945.2.9.3 Elementaranalyse organischer Verbindungen 2965.2.10 Elementar- und Strukturanalyse im Labor: Molmassenbestimmung 2965.3 Instrumentelle Analytik 2975.3.1 Optische Verfahren 2985.3.1.1 Das Elektromagnetische Spektrum 2985.3.2 Refraktometrie, Diffraktometrie – Brech- und Beugungsanalyse 2995.3.2.1 Lichtbrechung und -beugung 2995.3.3 Polarimetrie – Messung der optischen Aktivität 3005.3.4 Refraktometrie und Polarimetrie im Labor 3015.3.5 Photometrie und Kolorimetrie 3035.3.6 Photometrie und Kolorimetrie im Labor 3095.3.7 IR-Spektroskopie 3125.3.7.1 IR-Strahlung und Spektrometer 3125.3.7.2 Auswertung von IR-Spektren (Spektralanalyse) 3135.3.8 IR-Spektroskopie im Labor 3185.3.9 Atomspektroskopie und Flammenphotometrie – AAS und AES 3215.3.9.1 Atomabsorptionsspektroskopie AAS 3225.3.9.2 Atomemissionsspektroskopie (AES) oder Flammphotometrie 3245.3.10 Atomabsorptionsspektrometrie AAS undFlammphotometrie AES im Labor 325 5.3.11 Massenspektroskopie MS 3275.3.12 NMR-Spektroskopie (Kernresonanz-Spektroskopie) 3305.3.13 Elektrophorese 3315.3.14 Chromatographische Analyseverfahren 3315.3.14.1 Gaschromatographie GC 3325.3.14.2 Hochdruck-Flüssigkeitschromatographie HPLC 3325.3.14.3 Ionenchromatographie IC 3345.3.14.4 Chromatogramm-Auswertung 3355.3.15 GC und HPLC im Labor 3386 Präparative Organische Chemie 3436.1 Synthesetechniken 3436.1.1 Versuchsplanung und Synthesemaßstäbe 3436.1.2 Aufbereitung und Qualitätskontrolle 3446.1.3 Synthese: Methoden, Reaktionen und Apparaturen 3446.1.3.1 Reaktionstypen und Synthesereaktionen in der Organischen Chemie 3456.1.3.2 Syntheseapparaturen und -schritte 3476.2 Präparative Organische Chemie im Labor 3477 Grundlegende mikrobiologische Arbeitsmethoden 3617.1 Zellen und Lebewesen 3617.1.1 Mikroorganismen und die Merkmale des Lebens 3617.1.2 Zellen und ihre Organellen 3627.1.3 Stoffwechsel und Stoffkreisläufe 3637.1.4 Evolution der Arten 3647.1.5 Ökologie 3657.1.6 Biotechnologie 3667.2 Grundlegende mikrobiologische Arbeitsmethoden 3677.2.1 Sterilisieren 3677.2.2 Mikroorganismen kultivieren 3687.2.3 Mikroskopieren und Präparieren 3707.2.4 Mikrobiologie im Labor 372

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