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1 Was haben wir gelernt? - Gesetze chemischer Reaktionen - Atommodell von Dalton - Elementsymbole - Die atomare Masseneinheit u - Die Avogadro-Zahl und deren Umkehrung - Von Massenverhältnissen zu Teilchenverhältnissen - Chemische Formeln: Verhältnisformel, Formeleinheit, Molekülformel

2 Unser Ziel: Reaktionsgleichung 1. Reaktionsschema 2. Ersetzen der Stoffbezeichnungen durch chemische Formeln und Symbole 3. Ausgleichen der Edukt- und Produktseite durch Einfügen von Koeffizienten (Indices müssen gleich bleiben) Aufgabe: Schreibe die Reaktionsgleichung für die Synthese von Kohlenstoffdioxid. Aufgabe: Schreibe die Reaktionsgleichung für die Analyse von Eisenoxid (Fe 2 O 3 ).

3 Eine nützliche Größe - Aus dem Massenverhältnis ist mit Hilfe der Kenntnis der Atommasse das Teilchenverhältnis berechenbar. Aufgabe: 56g Eisen reagieren mit 32g Schwefel vollständig. Wie heißt das Produkt der Reaktion und wie lautet seine chemische Formel? Um welche Art von Formel handelt es sich? - Man kann also eine Reaktion beschreiben indem man angibt, wie viel von Stoff A mit Stoff B reagiert (in g) oder wie viele Teilchen von Stoff A mit wie vielen Teilchen von Stoff B. - Es gibt aber eine einfachere Möglichkeit...

4 Die Stoffmenge n Bei der Reaktion von Kohlenstoff (C) mit Sauerstoff (O) zu CO 2 kann man sagen 1 Teilchen Kohlenstoff reagiert mit zwei Teilchen Sauerstoff (s. Reaktionsgleichung) oder 12g Kohlenstoff reagieren mit 32g Sauerstoff. Berechnet man die Zahl der Teilchen, die in 12g Kohlenstoff und in 32g Sauerstoff enthalten sind, so kommt man beim Kohlenstoff auf die Zahl 6x10 23 und beim Sauerstoff auf 2x 6x10 23, also auf Vielfache der Avogadrozahl. Dies liegt daran, dass die eingesetzten Mengen (in g) denselben Zahlenwert haben (bzw. Vielfache), wie die Atommasse (in u). Diese Masse bzw. die Menge mit der Teilchenzahl 6x10 23 bezeichnet man als 1 mol. Das ist die Stoffmenge.

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6 Die molare Masse M C + O 2 --> CO 2 Es ist also möglich zu sagen: Ein Mol Kohlenstoff reagieren mit zwei Mol Sauerstoff. Da die Massenerhaltung gilt (also auch die Teilchenerhaltung), kann man sagen es entsteht 1 Mol CO 2. Auf die Stoffmenge kommt man, indem man die Teilchenzahl einer Stoffportion berechnet und diese Zahl als Vielfaches der Avogadrozahl angibt. Aufgabe: Wie viel Mol Silber entsprechen 535g? Weiß man, wie viel Gramm eines Stoffes einem Mol entsprechen, so kann man die sogenannte molare Masse oder Molmasse M angeben. Sie berechnet sich folgendermassen: M = m/n, als Molmasse gleich Masse durch Stoffmenge. Aufgabe: Wie ist die Molmasse von Silber?

7 Fülle folgende Tabelle aus! Name Formel Masse m Stoffmenge n Molmasse M Teilchenzahl N Atommasse in u Kohlenstoff 12g NaCl 2 mol 16g/mol 18x10 23 Wasser 6x10 24 Ag 2 S 46g 2,5mol 32g/mol

8 Gase und was an ihnen besonders ist... - Was passiert, wenn man ein Gas (z.b. Luft) in einem Luftballon oder in einer Spritze erhitzt? - Kann man das Volumen, das ein Gas in einer Spritze einnimmt, verringern? - Wenn man das Teilchenmodell benutzt, was meinst du, ist die Veränderung des Gasvolumens bei verschiedenen Gasen gleich groß oder nicht (bei gleicher Temperaturveränderung bzw. Druckveränderung)? - Im vorbereiteten Wasserbad siehst du Spritzen mit zwei Gasen. Ihr Volumen hat sich beim Erhitzen auf ca. 100 C von 30ml ausgedehnt.

9 Satz von Avogadro Bisher: Bei gleicher Temperatur- oder Druckveränderung, verändern sich auch die Volumina verschiedener Gase, allerdings um denselben Betrag. Durch wiegen einer Gasportion und mit Hilfe der Atom- bzw. Molekülmassen, kann die Teilchenzahl bzw. die Stoffmenge der Gase bestimmt werden. Die Gasportionen wiegen folgendes: m(h 2 ) = 2,7mg m(co 2 ) = 59,3mg Berechne die Teilchenzahl! Was fällt dir auf?

10 Satz von Avogadro Gleiche Volumina verschiedener Gase enthalten bei gleicher Temperatur und gleichem Druck, gleich viele Teilchen. Unter Standardbedingungen von T = 0 C und p = 1013mbar beträgt das Volumen eines Mols jedes Gases 22,4 l. Das Molvolumen V m ist gleich 22,4 l/mol

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13 ...zurück zum Wasser

14 ...zurück zum Wasser - Zwei Volumenteile Wasserstoff reagierten mit einem Volumenteil Sauerstoff vollständig. - Nach Avogadro sind in gleichen Volumina gleich viele Teilchen enthalten. Mann kann also sagen, es reagieren zwei Teilchen Wasserstoff mit einem Teilchen Sauerstoff oder 2 mol Wasserstoff mit 1 mol Sauerstoff. - Bei 100 c wurde klar, dass wieder zwei Volumenteile Wasser entstehen, die also ihrerseits gleich viele Teilchen enthalten, wie die Sauerstoffvolumina. Dies geht nur, wenn O 2 -Moleküle vorliegen.

15 Volumengesetz von Gay- Lussac Wenn bei chemischen Reaktionen das Teilchenverhältnis mit kleinen ganzen Zahlen ausgedrückt werden kann 2H 2 + O 2 --> 2 H 2 O N(H 2 )/N(O 2 ) = 2:1 Und für Gase gilt, dass gleich viele Teilchen jedes Gases, bei gleichem Druck und gleicher Temperatur gleiche Volumina einnehmen, dann gilt: Bei chemischen Reaktionen stehen die Volumina der Gasportionen im Verhältnis kleiner ganzer Zahlen.

16 Aufgaben 1. Die Dichte eines Gases wird berechnet aus dem Quotient von Masse und Volumen. Stelle die Gleichung auf, wandle sie nach der Masse um und überlege, wie die molare Masse M eines Gases über dessen Dichte und das Molvolumen berechnet werden kann. 2. Bei der Verbrennung von Schwefel entsteht ein gasförmiges Oxid, dessen Dichte ρ = 2,93 g/l beträgt. Wie groß ist die Masse eines Gasteilchens? Welche Molekülformel besitzt dieses Schwefeloxid? 3. Ein Luftballon enthält bei Normbedingungen 4,8l Helium (Edelgase im Periodensystem ganz rechts; Elementsymbol: He). Welche Stoffmenge hat die Heliumportion? Wie viele Helium-Atom enthält der Luftballon? Welche Masse hat die Heliumportion? Welche Größen (V, n, N, m) ändern sich, wenn der Ballon aufsteigt?

17 Aufgaben II Die Zerlegung eines Gases durch große Hitze (Thermolyse) ergibt Kohlenstoff (C) und Wasserstoff. Die Dichte des untersuchten Gases ist bei Normbedingungen ρ = 0,717g/l. Wie lautet die Molekülformel des Gases? Wasserstoff (H 2 ) reagiert mit rotem Kupferoxid (Cu 2 O) zu Kupfer und Wasser. Welches Volumen an Wasserstoff ist bei Normbedinungen zur vollständigen Umsetzung von 10g dieses Oxids erforderlich? Welches Volumen hat die entstehende flüssige Wasserportion, wenn 1l Wasserstoff mit Sauerstoff reagieren? Das Massenverhältnis der bei der Zerlegung von Quecksilberoxid entstehenden Portionen von Quecksilber und Sauerstoff ist 25:2. Welches Sauerstoffvolumen erhält man aus 5,4g Quecksilberoxid? Die Dichte von Sauerstoff ist ρ = 1,33g/l.

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