Chemie, Unterricht, chem. Gleichgewicht




       
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Unterrricht ... chemisches Gleichgewicht


[ⓘ] Sprungreferenz: chem_gw, chemgw oder gw

Experiemente

  • BZ-Reaktion zeigen
  • Verschieben des GW durch Säure-Base Zugabe, sichtbar machen mit Indikator (Methylorange)
  • Beeinflussung durch Konzentration:
    - auflösen einer Muschel durch Salzsäure-Lösungen versch. Konzentration (0.1 M, 1 M )
    - Verbrennen von Stahlwolle an Luft vs Kolben gefüllt mit O2
  • Beeinflussung durch Temperatur:
    - Mineralwasser erwärmen: Bei erhöhter Temperatur zerfällt die Kohlensäure zu Wasser und Kohlendioxid, welches entweicht
    - Zerfall von N2O5
  • Anwesenheit eines Katalysators:
    - Elephantenzahnpasta: In 50 ml BG 2.5 ml Spülmittel, 5 ml dest Wasser sowie 5 g KI geben. In einem zweiten BG 25 ml 30% H2O2 vorbereiten. Beides zeitgleich in einen Standzylinder geben
  • Zerteilungsgrad:
    - Kalkmuschel vs. Kalkpulver, gleiche Säurelösung verwenden
    - Bärlappsporen


Theoretisches

Theorie

  • Skript zum Unterricht: wurde ausgegeben, Lücken gemeinsam ausfüllen. Skript unter Download - Mitschrifen
  • Oberflächenvergrösserung.
    • Oberflächenvergrösserung. Bsp. machen mit Bärlappsporen sowie Video, bitte nicht nachmachen (...), Eine RICHTIG grosser Fettbrand [youtube] , aus der Serie 'Nicht nachmachen'. :-)
      oder einfacher: Mehlstaubexplosion [youtube] oder [offline]
    • Was heisst dies überhaupt? Starten mit Umfang der Kochschen-Schneeflocke, Berechnen lassen Bilder als [pdf]
    • Dann einen Würfel zu je 10 cm Seitenlänge in kleine Würfel zu je 1 cm. Wie verändert sich die Obefläche ? Ebenfalls berechnen lassen
  • Was passiert alles, damit eine Reaktion stattfinden kann ?
    • Richtige Orientierung der Edukte, Ody-Video [hier] ,
      [ⓘ] Sprungmarke: zmk_v1
    • What does a chemical reaction look like at the molecular level: Es wird eine Folgereaktion betrachtet: NO2 + F2 ⇌ NO2 + F sowie Zersetzung von NO2 + F → NO2F. Das ganze auch als Ody-Video: [mp4]
  • Reaktionsprofil ?
    • Reaktionsprofil einer z.B. exothermen Reaktion zeichnen lassen ... was ist eigentlich x-Achse ?
    • Examing a reaction mechanism, Eine Reaktion (COF2 (g) + H2O (g) → CO2 (g) + 2HF(g)) und gleichzeitig wird die relative Energie / Reaktionspfad miteinander verglichen. Mit Slider die Reaktion vorwärtstreiben
      Die ganze Sache als Ody-Video: [mp4]
    • Energiediagramm, 3D etc. Explore the Potential Energy Surface of a Generic Reaction, link auf [youtube] oder [offline]
    • Anischt einer Funtkion im dreidimensionalen Raum, praktisch: rotieren lassen, bei den Parametern a und b varieren, link [hier]
  • Chemisches Gleichgewicht
    • Belousov-Zhabotinsky-Reaktion Kurzfilm (43 s) [youtube] oder [offline] .
      weitere Varianten: kurze Dokumentation [mp4] , 8-facher Speedup der Reaktion [mp4]
    • chem. GW mit Petrischalen, Universalindikator, Hin- und herschieben mit Säure / Base
    • chem. GW ... Experimente und Vorhersagen zum GW mit Glasröhrchen
    • Oder ganz neu:
      • javascript-Animation ( [link] )
      • Aufgaben: A zu B (Bsp: Kalk in HCl auflösen, zeitlichen Verlauf der Masse auf der Waage vergleichen, Prognose via javascript, beachte: keine Rückreaktion.
      • Hin und Rückreaktion mit Glasstäben machen, Prognose ebenfalls mit Javascript (verschieden Anzahl Glasstäbe)
    • chem. GW H2 + I2 ⇌ 2 HI. später diverse Berechnungen
    • Berechnungen oftmals nur bis zum Ansatz (quadratische Gleichung) machen, dennoch ...zwischendurch auch mal auf Resultate gucken, z.B. auf wolframalpha.com berechnen lassen,
      Lösung einer Aufgabe mit Wolframalpha als [pdf]
  • Beeinflussen des chem. GW durch aüssere Einflüsse wie ...
    • Temperaturerhöhung:
      --- Exp. mit Ampullen gefüllt mit N2O4 resp. NO2, (Substanzen zeichnen lassen), alles in Eiswasser, Umgebungstemp. sowie siedendes Wasser gegeben
      --- Die ganze Geschichte als Funktionsplot angucken ... ! Reaktionsdinge ausrechnen (dH, dS) für N2O4. vs. 2*NO2 Mit dG=-RTlnK sowie dG = dH - T*dS kann alles nach K umgestellt werden (: K = e^(-((dH-T*dS)/(R*T)) ) = e^((-dH+T*dS)/(R*T)))
      Achtung: wenn z.B. Hinreaktion endotherm, dann ist ja Rückraktion exotherm.
      Hinreaktion: dH berechnet sich zu 56.7 kJ/mol (endotherm) und dS = 0.17582 KJ/molK. Chatelier: endotherme Reaktionen werden durch Temp-Erhöhung bevorzugt. K sollte also mit steigender Temp ebenfalls steigen! Wolfram-Plot: [link hier]
      Rückreaktion von NO2 zu N2O4 also exotherm (dH = -56.7 kJ/mol). Chatlier besagt, dass exotherme Reaktion dann bevorzugt werden falls Temperatur gesenkt wird, d.h. also, dass K bei tieferen Temperaturen grösser werden sollte! Beweis: Wolffram-Plot: [link hier]
      Beachte, dass der einzige Unterschied im Graph-Input darin besteht, ob die Reatkion endo oder exotherm ist.
      --- Video NO2 vs. N2O4, [mp4]
      --- Praktische und gute Skizze [hier]
      --- Wieso brennen Glühbirnen schneller durch als Halogenlampen ? Bilder durchgebrannter Birne [docx]
      --- wieso reagiert w nicht mit O2 in Halogenlampe ... bisschen komplizierter als gedacht [pdf]
    • Konzentrationsänderungen:
      --- gute Graphik, was ändert sich auf Teilchenebene, als [pdf]
      --- mit KSCN sowie FeCl3 einen tiefroten Komplex machen. Verdünnen. Zugabe von festem (!) KSCN oder FeCl3 verschiebt das GW wieder zum tiefroten Komplex.
      --- gleiches, aber mit Wolfram-Alpha berechnet [link hier]
      --- gleiches (anderes x), aber mit Wolfram-Alpha berechnet [link hier]
      --- GW mit [Co(H2O)6]2+ ... zuerst eine ca. 0.1 M CoCl2-Lösung herstellen. Wenig entnehmen, dann mit conc. HCl (ca. 12 M) versetzen, bis eine blaue Farbe vorhanden ist. (:Referenz). Etwas entnehmen, und wieder mit Wasser versetzen bis rosa farben. Diese Lösung nun im siedenden Wasserbad (in RG) erhitzen ... : wird wieder blau: endotherme Reaktion.
      Zugabe von Silbernitrat ('entfernt' freie Chloridionen ...) Lösung reagiert mit Farbumschlag von blau nach rosa, Video [youtube] oder [offline]
      --- Landolt-Reaktion zeigen, slow-Motion der Reatkion hier, ca. 8 Min, [youtube] oder [offline]
    • Änderung des Druckes
      --- klassisches Beispiel Ammoniaksynthese sowie N2O4 / NO2. Video als [mp4]
      --- Weiter führend: Myoglobin resp. Hämoglobin (beachte zudem Situation mit Situation in Lunge vs. Situation vor Ort, also. Ort der O2 Abgabe), Bild [hier]
    • Katalysator
  • Weitere Videos
  • Gesamtübersicht des chemischen Gleichgewichtes
  • Ammoniaksynthese, ca. 5 Min, [youtube] oder [offline] .
  • Haber-Bosch, Portrait, ca. 12 Min, [youtube] oder [offline] .
  • Luft zum essen,
    Fragen [pdf] sowie Antworten [docx]
    Inhalt [docx]
    Film, ca. 24 Min, [youtube] oder [offline] .
  • BASF, ca. 4 Min [youtube] oder [offline] .
  • für Thermodynamik: Entropie als Funktion der Temperatur, ody_5: Entropy and the States of Matter (88)
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Mögliche Prüfungsfragen


Einige alte Prüfungen, zum Teil mit Musterlösungen. Achtung: eventuell kann es sein, dass im damaligen Unterricht andere Themenschwerpunkte gelegt wurden als im aktuellen Unterricht.
01 , 02 , 03 , 04 , 05 , 06 , 07

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Inhalt: Chemie

Verantwortlich für diese Seite: Rainer Steiger
Last update dieser Seite: Herbst 2024