Big Bang HTL 2, Schulbuch

Bereich Grundlagen der Chemie (II. Jahrgang, 3. Semester) 71 Die chemische Reaktion 5 Um miteinander reagieren zu können, muss folgendes ge- geben sein: Teilchen müssen mit genügend Energie in richtiger Orien- tierung aufeinander stoßen . Die Energie der Teilchen muss mindestens der Aktivierungsenergie entsprechen, damit es zu einer Reaktion kommt. In europäischen Industriebetrieben ereignet sich statistisch gesehen täglich eine Staubexplosion. Eine Staubexplosion ist grob gesagt eine schnelle Verbrennung. Solche Reaktionen können mit eigent- lich harmlosen Stoffen wie Mehl oder Kakaopulver stattfinden. Warum können Stäube sehr schnell verbrennen oder gar explodieren? F22 V 5.3 Abhängigkeit der Reaktionsgeschwindig- keit von der Konzentration/Verdünnung Hintergund: Natriumthiosulfat bildet mit Salzsäure elementaren Schwe- fel, dadurch wird eine vorher klare Lösung nach einer be- stimmten Zeit undurchsichtig. Diese Zeit soll mit verschie- denen Verdünnungen der Na-Thiosulfatlösung gemessen werden. Geräte und Chemikalien: Salzsäure HCl 15%ig , Natriumthiosulfat Na 2 S 2 O 3 , Deionat, Becherglas 100ml, Messzylinder 50ml, Messzylin- der 10ml, Stoppuhr Durchführung: In ein Becherglas 100ml werden 2,4g Na 2 S 2 O 3 eingewogen und mit 40ml Deionat (möglichst genau, Messzylinder!) auf- gefüllt. Vollständig lösen durch Umrühren! Dann auf ein weißes Blatt Papier mit einem dicken Filzstift ein großes X oder Ähnliches malen. Das Becherglas draufstellen, in einem Guss 10ml HCl dazu- schütten und die Zeit stoppen, die vergeht bis man das X nicht mehr sehen kann. Versuch mit 1,2g und 1,8g Na 2 S 2 O 3 wiederholen. Aufgaben: Halte die Ergebnisse in einer Tabelle fest. Wie hängt die Reaktionsgeschwindigkeit von der Konzentration ab? e V 5.4 Abhängigkeit der Reaktions- geschwindigkeit von der Temperatur Geräte und Chemikalien: „Lösung A“ (1,65 gKIO 3 in 1 L Deionat), „Lösung B“ (0,66g Na 2 SO 3 , 50ml Stärkelösung etwa 1%ig und 10ml Schwefelsäure H 2 SO 4 c = 1mol/L ) mit Deionat auf 1 Liter auffüllen. Proberöhren, Becherglas 50ml, Wasserbad, Eisbad, Thermo- meter, Stoppuhr e Zusammenfassung Aus der Formel m = n · M kann man alle Mengen- und Mas- senverhältnisse bei chemischen Reaktionen ausrechnen. 5.5 Schnell geht’s – oder auch nicht Die Reaktionsgeschwindigkeit Manche Reaktionen laufen in wenigen Mikrosekunden ab, denken wir an die Knallgasexplosion. Andere brauchen Jahre, wie z. B. Rosten von Eisen (Gott sei Dank!). Worauf kommt es an, wie schnell Stoffe miteinander reagieren? Darum geht es in diesem Kapitel. Z Stöchiometrie Berechne die Masse von 2mol Schwefelsäure H 2 SO 4 . L Berechne die Stoffmenge von 20g NaCl. L Berechne die Stoffmenge von 1 kg Eisen. L Berechne die Masse von 5mol Aluminiumchlorid. Finde die korrekte Formel. L Berechne, wie viel g CO 2 bei der Verbrennung von 1 kg Erdgas (CH 4 ) entsteht. L Wie viel kg Eisenoxid Fe 2 O 3 benötigt man, um 1 kg Eisen daraus zu gewinnen? (Hilfe: Eisenoxid wird mit CO zur Reaktion gebracht, dabei entsteht Eisen und CO 2 ) L Wenn ein Auto 7kg Octan (C 8 H 18 ) auf 100 km ver- braucht, wie viel kg CO 2 entstehen bei so einer Fahrt? L 5.4 F14 A1 F15 A1 F16 A2 F17 A1 F18 A1 F19 A2 F20 A2 Abb. 5.9: Rost und Feuer Welche Reaktionen kennst du, die schnell ablaufen? Welche, die langsam ablaufen? F21 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv