Timm Wilke
Georg-August-Universität Göttingen
Wintersemester 2014 / 2015
K APITEL 2 – D IE CHEMISCHE R EAKTION
Gesetzmäßigkeiten chemischer Reaktionen
Stoffumsatz
Massenerhaltung
Konstante Proportionen
Energieumsatz
Stoffumsatz
Grundlage: Bei allen chemischen Reaktionen werden Ausgangsstoffe (Edukte) zu Produkten umgesetzt
3 Arten chemischer Reaktionen
– A + B C (Synthese) – A B + C (Zerfall)
– A + B C + D (Umwandlung)
Produkte haben andere Eigenschaften als Edukte
Massenerhaltung (Lavoisier 1785)
Bei allen chemischen Reaktionen bleibt die Gesamtmasse der Reaktionspartner erhalten.
Beispiel: Kalkbrennen: CaCO 3 CaO + CO 2
Beispiel: Kalk brennen
Makroskopische Deutung: Beim Erhitzen verliert das Calciumcarbonat an Masse, aber es entsteht CO 2
(Kohlendioxid). Die Gesamtmasse bleibt erhalten.
Mikroskopische Deutung: Die Chemische Reaktion führt zur Umgruppierung der Atome in der beteiligten
Verbindungen, es gehen jedoch keine Atome und somit
keine Masse verloren
Massenerhaltung
Die Gültigkeit des Gesetzes findet sich in der Reaktionsgleichung wieder:
Die Anzahl der Atome eines Elementes ist auf beiden Seiten gleich
CaCO 3 CaO + CO 2 (Edukte) (Produkte)
Weiteres Beispiel: Verbrennung von Propan:
C 3 H 8 + 5 O 2 3 CO 2 + 4 H 2 O
3 C-Atome, 8 H-Atome, 10-Atome
Beispiel: Boyle-Versuch
Durch Erhitzen glüht die Kohle auf und verbrennt
Der Kolben wiegt vor und
nach dem Verbrennen der
Kohle gleich viel
Gesetz der konstanten Proportionen (Proust 1799)
Die am Aufbau einer Verbindung beteiligten Elemente liegen in einem konstanten Massenverhältnis vor
Beispiel: 2 H 2 + O 2 2 H 2 O
Wasser liegt immer im gleichen Wasserstoff-zu-Sauerstoff-Verhältnis vor, egal, wie es synthetisiert wurde.
Beweis durch eine Nachweismethode namens Elementaranalyse:
Zerlegt man eine Verbindung chemisch in ihre Bestandteile so erhält
man für die beteiligten Elemente immer ein gleiches und somit für die
Verbindung charakteristisches Massenverhältnis
Energieumsatz
Alle chemischen Reaktionen sind mit einem Energieumsatz verbunden
Achtung: Energie entsteht oder verschwindet nicht – sie wird nur umgewandelt, d.h. freigesetzt oder verbraucht.
Verschiedene Energieformen sind dabei möglich:
– Wärme, Licht, Strom, Magnetismus
Wie kann man diese Energie beschreiben?
Rechtliches
Abbildungsnachweis:
Folie 1:
- http://madagaskar-blog.malala-madagascar.net/wp-content/uploads/2009/04/reagenzglaeser- chemikalien-gruen-staender-chemielabor-fluessigkeit-labor-versuch.jpg (Stand: 01.10.2012) - http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/fe/Imare_FluoresceineFluorescence.JPG - http://www.freestockimages.org/wp-content/uploads/2009/05/water-drop-stock-photo-03.jpg
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