Chemische Reaktionen. Wir erzeugen Wasser

Transkript

1 hemische Reaktionen + Natrium + -> hlor -> Natriumchlorid = Kochsalz Wir erzeugen Wasser Die kleinsten Teilchen des Sauerstoffes und des Wasserstoffes waren im roten Ballon bereits gut durchmischt. Daher kann die Reaktion viel schneller ablaufen. Beim grünen Ballon musste sich der Wasserstoff zuerst ein Sauerstoff-Atom suchen.

2 Grundsatz von der Erhaltung der Masse Grundsatz von der Erhaltung der Masse «Bei allen chemischen Vorgängen bleibt die Gesamtmasse der Reaktionsteilnehmer unverändert.» «Bei chemischen Reaktionen ist die Gesamtmasse der Endstoffe genauso gross wie die Gesamtmasse der Anfangsstoffe.»

3 Vertiefungsübung 1 Weshalb eignet sich das KTM nicht, um uns die chemischen Reaktionen zu erklären? Mit dem KTM bilden wir die kleinsten Teilchen eines Stoffes als Kugeln dar. Weil bei einer chemischen Reaktion neue Stoffe entstehen und somit auch neue kleinste Teilchen, werden die Stoffe vor und nach der Reaktion als Kugeln dargestellt und sie unterscheiden sich lediglich in Farbe und Grösse. Weshalb und wie aus einem Stoff (z.b. roten Kugeln) zwei oder mehrere neue Stoffe (z.b. blaue und gelbe Kugeln) gebildet werden, kann das KTM nicht plausibel darstellen. (Theoretisch müssten dann ja halbe Kugeln entstehen.) Vertiefungsübung 2 Wir haben in der letzten Stunde den neuen chemischen Grundsatz von der Erhaltung der Masse kennen gelernt. Warum konnten wir diesen Grundsatz mit dem Experiment Verbrennung von Stahlwolle auf einer Waage nicht belegen?

4 Vertiefungsübung 2 Auf unserer Waage konnten wir vor dem Versuch nur die Masse des Eisens wägen. Die Masse der Luft wurde von der Waage nicht beachtet. Beim Erhitzen hat die Eisenwolle mit dem Sauerstoff aus der Luft reagiert und es entstand Eisenoxid. Dieser Sauerstoff wird nun nach der Reaktion von der Waage ebenfalls mitgewogen und daher ist die Wolle danach schwerer. Der Grundsatz von der Erhaltung der Masse bezieht sich auf ALLE an einer Reaktion beteiligten Stoffe, inklusive dem Sauerstoff! Bei unserem Experiment hat die Eisenwolle mit dem Sauerstoff aus der Luft reagiert und es entstand ein neuer Stoff, nämlich Eisenoxid: Eisen + Sauerstoff -> Eisenoxid. Wie viel wiegt Luft? Könntest du die Luft in diesem Raum mit einer and hochheben? Gewicht = Volumen x Dichte Länge: 10m Breite: 8.5m öhe: 3m Dichte Luft: 1.2 g/l 306 kg 10 x 8.5 x 3 x x 1.2 : =

5 Sir John Dalton Die chemische Synthese [Verbindung] und Analyse [Spaltung] geht nicht weiter, als bis zur Trennung der Atome, und ihrer Wiedervereinigung. Keine Neuschaffung oder Zerstörung des Atoms liegt im Bereich chemischer Wirkung. Alle Änderungen, welche wir hervorbringen können, bestehen in der Trennung von Atomen, welche vorher im Zustande der Verbindung waren, und in der Verbindung solcher, welche vorher getrennt waren. ca 1808 Daltons Atommodell Beschreibung des Atom-Modells von Dalton (AMD)

6 Daltons Atommodell Atome?... sind die kleinsten Bausteine der Elemente. Gleiches Elements = gleiche Grösse = gleiche Masse. Anderes Atom = andere Grösse = andere Masse.... sind mit chemischen Methoden unteilbar.... sie können nicht vernichtet oder erzeugt werden.... werden bei chemischen Reaktionen neu angeordnet. Ag Fe Daltons Atommodell Moleküle?...sind kleinste Teilchen aus zwei oder mehr Atomen. Die Atome müssen nicht unterschiedlich sein. Die meisten Stoffe unserer Umwelt bestehen bei Zimmertemperaturen aus Molekülen. Ag Fe

7 hemische Reaktionen Ag Ag + -> 1 Silberatom 1 Sauerstoffatom 1 Silberoxidmolekül + -> 1 Wasserstoffmolekül 1 Sauerstoffatom 1 Wassermolekül Grundsatz von der Erhaltung der Masse Fe Fe

8 Grundsatz von der Erhaltung der Masse Fe Fe Grundsatz von der Erhaltung der Masse Fe Fe

9 Daltons Atommodell Versuche die Idee von John Dalton in eigenen Worten (3-4 Sätze) zusammenzufassen. Die Anzahl der Atome ist begrenzt. Bei chemischen Reaktionen (Analyse und Synthese) werden keine Atome erschaffen oder zerstört. Es werden lediglich bereits vorhandene Atom- Verbindungen getrennt und / oder neue Atom- Verbindungen erzeugt. Die Atome wurden lediglich umgruppiert. Daltons Atommodell Wieso kann bei einer chemischen Reaktion die Masse der beteiligten Stoffe weder zu noch abnehmen? Weil keine neuen Atome entstehen oder zerstört werden. Es werden nur die beteiligten Atome umgruppiert und diese bleiben in der Masse gleich.

10 Die Analyse von Wasser Mg Die Synthese von Wasser Ausserhalb des RG Mg

11 Die Analyse von Wasser Durch die grosse itze des brennenden Magnesium wird das Wassermolekül (Wasserdampf aus dem Sand) in seine Bestandteile, Wasserstoffatome und Sauerstoffatome, aufgeteilt. Die Magnesiumatome verbinden sich nun mit den Sauerstoffatomen zu Magnesiumoxidmolekülen. Übrig bleiben die Wasserstoffatome. Magnesium + Wasser -> Magnesiumoxid + Wasserstoff Mg + 2 -> Mg + 2 Mg Mg Die Synthese von Wasser Ausserhalb: Sobald die Wasserstoffatome das Reagenzglas verlassen, verbinden sie sich unter Feuer mit den Sauerstoffatomen aus der Luft und es entstehen Wassermoleküle. Wasserstoff + Sauerstoff -> Wasser 2 + -> 2

12 Wie können aus einem Stoff mehrere entstehen Der Ausgangsstoff muss ein Molekül sein. z.b. Silberoxid Silberoxid -> Silber + Sauerstoff 2Ag2 -> 4Ag + 2 Ag Ag Wie können aus einem Stoff mehrere entstehen Jetzt mit Zucker: Zucker -> Kohlenstoff + Wasser > Eure Übung

13 Wie können aus einem Stoff mehrere entstehen Jetzt mit Zucker: Zucker -> Kohlenstoff + Wasser > Wie können aus einem Stoff mehrere entstehen Jetzt mit Zucker: Zucker -> Kohlenstoff + Wasser >

14 Wie kann ein Stoff aus mehrere entstehen? Die Ausgangsstoffe können ein Molekül oder ein Atom sein. Magnesium Mg Sauerstoff Wie kann ein Stoff aus mehrere entstehen? Die Ausgangsstoffe können ein Molekül oder ein Atom sein. Magnesium Magnesiumoxid Sauerstoff Mg

15 Wie kann ein Stoff aus mehrere entstehen? Die Ausgangsstoffe können ein Molekül oder ein Atom sein. Wasser Kohlendioxid Eure Übung Wie kann ein Stoff aus mehrere entstehen? Die Ausgangsstoffe können ein Molekül oder ein Atom sein. Wasser Kohlensäure Kohlendioxid

16 Experiment Stahlwolle Je nach Sauerstoffgehalt im Reagenzglas steigt der Wasserstand im RG, weil sich nur der Sauerstoff mit dem Eisen zu Eisenoxid (Rost) verbindet. Langsame xidation

17 Zucker karamellisieren Synthese von Eisen & Schwefel Beobachtung: Sobald das Gemenge genug erhitzt wird, beginnt es über der Flamme zu glühen. Wenn wir das Reagenzglas von der Flamme entfernen, glüht der Stoff trotzdem weiter.

18 Zucker karamellisieren Beobachtung: Der Zucker begann sich langsam zu verfärben. Sobald wir das Reagenzglas von der Flamme wegnehmen stoppt die Reaktion. Wenn wir den Stoff wieder erwärmen, läuft die Reaktion weiter. Unterschied Die Synthese von Eisen und Schwefel läuft weiter, obwohl wir das Reagenzglas vom Bunsenbrenner weggenommen haben. Die Reaktion des Zuckers wurde hingegen unterbrochen, als wir das Reagenzglas von der Flamme entfernt haben.

19 Unterschied Es gibt Reaktionen, welche weiterlaufen, auch wenn keine neue Energie (in Form von Wärme) hinzugefügt wird. Andere Reaktionen stoppen, wenn keine neue Energie hinzugefügt wird. Exotherme Reaktionen

20 Endotherme Reaktionen Exotherm vs. endotherme Reaktionen

21 Übung 2a) Übung 2a)

22 Übung 2b) Das Zuckermolekül wird durch das Erwärmen in seine Atome aufgespaltet ( + + ). Die Atome gruppieren sich nun neu und verbinden sich zu neuen Molekülen oder Atomen. ier in Kohlenstoffdioxid- (2) und Wasser- Moleküle (2) Übung 3) Weil für diese Reaktion mehr Energie eingesetzt werden muss, als dass während der Reaktion frei wird. Stoppe ich die Energiezufuhr, stoppt auch die Reaktion. Weil man ständig Energie hinzuführen muss, damit die Reaktion weiterläuft.

23 Übung 4) Weil dies eine exotherme Reaktion ist. Während der Reaktion wird so viel Energie abgegeben, dass diese weiterläuft, ohne zusätzliche Energiezufuhr. Es ist nur eine bestimmte Aktivierungsenergie notwendig. Übung 5) xidationen nennt man Reaktionen, welche in Verbindungen mit Sauerstoff stattfinden. (xide sind Verbindungen mit Sauerstoff).

24 Übung 6) Moleküle sind die kleinsten Teilchen einer Verbindung, die aus zwei oder mehr Atomen aufgebaut sind (und die durch eine unbekannte Kraft aneinander gebunden sind.) Die Atome eines Moleküls müssen nicht unterschiedlich sein. Übung 7) 2 2 Die Summenformel 2 bedeutet, dass es sich um 2 Sauerstoff- Atome handelt. Die Summenformel 2 bedeutet, dass es sich um ein Molekül, bestehend aus 2 Sauerstoffatomen handelt.