Benutzer:BirgitLachner/Chemie-Buch I zum Lehrplan in Rheinland-Pfalz/Stoffe können sich verändern/Reaktionen mit dem Atommodell erklären

Aus ZUM-Unterrichten
< Benutzer:BirgitLachner‎ | Chemie-Buch I zum Lehrplan in Rheinland-Pfalz‎ | Stoffe können sich verändern
Version vom 14. März 2019, 21:34 Uhr von BirgitLachner (Diskussion | Beiträge) (Chemische Grundgesetze erklären?: ^)
(Unterschied) ← Nächstältere Version | Aktuelle Version (Unterschied) | Nächstjüngere Version → (Unterschied)
Wechseln zu: Navigation, Suche

Die Elektrolyse von Wasser lässt sich nicht so einfach erklären, indem man sich vorstellt, dass die Teilchen, die miteinander reagieren sozusagen "verknetet" werden.

Bei der Reaktion von Kupfer mit Iod lässt es sich noch erklären ...

Zusammenfassung Kupfer mit Iod.png

Aber wie soll das bei der Elektrolyse von Wasser möglich sein?

Die umgekehrte Reaktion, wenn Wasserstoff mit Sauerstoff reagiert, dass kann man das genauso, wie bei Kupfer mit Iod erklären ...

Synthese von Wasser (1).jpg

... aber wie ist das bei der Elektrolyse? Wie soll das verknetete Wasserteilchen rechts wieder in die Wasserstoff- und die Sauerstoff-Teilchen aufgetrennt werden? Das erscheint nach diesem "Knet"-Modell nicht wirklich möglich, denn wie bekomme ich die weiße Knete aus der Mischung wieder heraus?

Tatsächlich finden die Reaktionen auf Teilchenebene anders statt, denn die Atome sind stabile Objekte, die immer erhalten bleiben.

Und dann lässt dich die Reaktion von Wasser aus Wasserstoff und Sauerstoff so erklären:

Zwei von den Wasserstoff-Atomen treffen auf ein Sauerstoff-Atom. Die bilden zusammen einen Teilchen, bei dem die Atome zusammenhängen, aber nicht so, dass sie vermischt werden. Diese zusammenhängenden Teilchen haben wir schon einmal benannt. Es sind die sogenannten Moleküle.

Synthese von Wasser (2).png

Was die Atome in den Molekülen zusammenhält, wollen wir erst einmal nicht genauer besprechen. Der Zusammenhalt in dem Molekül ist aber so stabil, dass sie auch beim Erhitzen, bis hin zum gasförmigen Zustand, erhalten bleiben.

Bei der Elektrolyse, wird die "Kraft" des elektrischen Stroms genutzt, um damit die Moleküle zu spalten und wieder in einzelne Atome zu zerlegen. Dies ist ja auch kein Problem, denn die Atome sind in dem Molekül ja weiterhin vorhanden.

Analyse von Wasser.png

Aufgrund der Tatsache, dass das Wassermolekül zwei Wasserstoff-Atome enthält, lässt sich unter anderem auch erklären, warum mehr Wasserstoff entsteht.

Allgemein kann man also über chemische Reaktionen sagen:


DEFINITION - Chemische Reaktionen im Atommodell

Es findet bei einer chemischen Reaktion nur eine Umlagerung von Atomen statt. Atome werden bei chemischen Reaktionen weder neu erzeugt noch gehen sie verloren.

Beispiel: Elektrolyse = Zerlegung von Wasser

Analyse von Wasser.png

Ein weiteres Beispiel für eine chemische Reaktion im Atommodell:

Verbrennung von Oktan.png

In diesem Zusammenhang wollen wir nun einige Begriffe neu einführen und genau festlegen:


NEUE BEGRIFFE
  • Atom: Einzelnes Atom/Teilchen, dass in chemischen Reaktionen nicht weiter zerlegt werden kann.
  • Element: ein Reinstoff, der nur eine Sorte von Atomen enthält. Es gibt soviele Atomsorten wie es Elemente gibt.
  • Molekül: Kleinstes Teilchen, dass aus mehreren Atomen besteht, egal ob gleiche oder verschiedene. Es kann in chemischen Reaktionen zerlegt werden.
  • Verbindung: ein Reinstoff, der mindestens zwei Sorten von Atomen enthält.

Wir hatten uns schon einmal, vor einiger Zeit, in einem kleinen Diagramm notiert, wie wir die chemischen Stoffe einteilen können. Dies wollen nun etwas erweitern:

ÜBERSICHT Stoffe mittel.png


AUFGABE 1 - Arbeitsblatt zu den neuen Begriffen
Teilchen und Atome (Vorschaubild klein) (1).png
Es wird ein Arbeitsblatt ausgeteilt, auf dem in jedem Kästchen einige Teilchen von Stoffen zu sehen sind. Je Kästchen haben wir ein Stoff. Gib zu jedem Kästen an:
    • Ist der Stoff im festen, flüssigen oder gasförmigen Zustand? (das kannst du an der Anordnung der Atome/Moleküle erkennen!)
    • Welche Art von kleinsten Teilchen haben wir bei dem Stoff? Sind es Atome, Moleküle oder etwas anderes?
    • Handelt es sich bei dem Stoff um ein Element oder um eine Verbindung.

Wenn du das Arbeitsblatt verloren hast, noch noch einmal herunterladen und ausdrucken willst, dann kannst du das hier machen.

⇒ Download Arbeitsblatt Atome und Teilchen


AUFGABE 2 - Quiz zu Chemische Reaktionen und dem Atommodell dazu

Nachdem du nun gelernt hast, was chemische Reaktionen sind und was dabei auf Teilchenebene mit den Atome geschieht, folgt ein Quiz, mit dem du auch kontrollieren kannst, ob du alles richtig verstanden hast.

⇒ Multiple-Choice-Quiz zu Chemischen Reaktionen und Atommodell

Chemische Grundgesetze erklären?

Die Chemiker, die sich vor über 200 Jahren mit chemischen Reaktionen beschäftigt haben, wussten von Atomen noch nichts. Sie konnten nur wiegen, wie viel von einem Stoff da mit einem anderen reagiert ... damit nichts mehr von den Edukten übrig bleibt!

Daraus ergaben sich einige chemische Grundgesetze, die immer noch gelten. Wir betrachten zunächst nur das erste, von den drei Grundgesetzen.



Das Gesetz von der Erhaltung der Masse
Antoine lavoisier.jpg
...1789  Antoine Laurent de Lavoisier formuliert.


Bei einer chemischen Reaktion im geschlossenen System ist die Summe der Masse der Edukte gleich der Summe der Masse der Produkte

Verstehst du, was damit gemeint ist? Falls nicht ... hier zwei Videos zu Experimenten, bei denen die Edukte vor der Reaktion und anschließend die Produkte gewogen werden:


Beim Erhitzen von Streichhölzern, reagieren diese mit dem Luftsauerstoff.

Kupfer reagiert mit Schwefel zu Kupfersulfid.


AUFGABE 3 - Erklärung für das Gesetz von der Erhaltung der Masse
Erkläre anhand der neuen Definition der chemischen Reaktion, warum klar ist, dass bei chemischen Reaktionen keine Masse verloren geht.


AUFGABE 4 - Beim Erhitzen von Eisenwolle erhöht sich das Gewicht?

Schau dieses Video an, wo Eisenwolle erhitzt wird.

  1. Woran kann man erkennen, dass hier eine chemische Reaktion stattfindet?
  2. Wie kann es sein, dass sich das Gewicht erhöht?

Nutze für die Verdeutlichung deiner Antwort dieses Bild, indem du hier die Teilchen einzeichnest, die bei chemischen Reaktion beteiligt sind. Zeichne die Eisenatome in der Eisenwolle und die Sauerstoff-Moleküle (jeweils aus zwei Sauerstoff-Atomen bestehend) in die Luft, für die Situation vor der Reaktion. Wie sieht es nach der Reaktion aus?