Big Bang HTL 2, Schulbuch

Bereich Grundlagen der Chemie (II. Jahrgang, 3. Semester) 75 Die chemische Reaktion 5 Zusammenfassung Durch geeignete Katalysatoren laufen Reaktionen schneller ab. Der Katalysator senkt die Aktivierungsenergie, beschleu- nigt damit die Reaktion und geht danach unverändert aus der Reaktion hervor. Der Autokatalysator wandelt die für den Menschen schädli- chen Abgase CO, NO x und unverbrannte Kohlenwasserstoffe C x H y in die ungefährlicheren Stoffe CO 2 , H 2 O und N 2 um. Er ist KEIN Filter! 5.7 Eine unendliche Geschichte? Das chemische Gleichgewicht In diesem Kapitel geht es um das Gleichgewicht. Dass das chemische Gleichgewicht nichts mit einer Waage zu tun hat, wirst du gleich sehen. Um den Begriff chemisches Gleichgewicht zu verstehen, gibt es am Anfang einen kleinen „Trockenversuch“. Z Katalyse Definiere: Katalysator, Konzentration, Aktivierungse- nergie L Welche Aussagen sind korrekt? Kreuze an: a) Eine Reaktion kann man durch Erhöhen der Temperatur beschleunigen b) Die katalytische Schicht im Autokatalysator besteht aus Platin und Gold c) Ein Katalysator erhöht die Aktivierungsenergie d) Der Autokatalysator wandelt Kohlenwasserstoffe in CO 2 und H 2 O um e) Der Autokatalysator filtert die giftigen Stoffe aus dem Abgasgemisch L Setze das folgende Bild in Beziehung zum Begriff Katalyse: Beurteile, ob die Darstellung chemisch korrekt ist. L 5.6 F27 A1 F28 A1 F29 C1 Abb. 5.12: Katalyse Woran erkennt man, dass eine chemische Reaktion zu Ende ist? Gibt es Reaktionen, die nie enden? Was stellst du dir unter dem Begriff „chemisches Gleichgewicht“ vor? Was ist „gleich“ an einem chemi- schen Gleichgewicht? F30 F31 Viele chemische Reaktionen können sowohl in die eine Rich- tung als auch in die entgegengesetzte, andere Richtung ver- laufen (reversible Reaktionen). In der Praxis sind das solche Reaktionen, bei denen kein Reaktionspartner das Reaktions- gefäß verlässt, also Reaktionen, die in einem geschlossenen System ablaufen. Ein solches Szenario ist auch im Versuch 5.7. gegeben. Hin- und Rückreaktion laufen ständig einander entgegen. Am Anfang des Versuchs ändern sich die Konzentrationen der Edukte und Produkte, aber irgendwann bleiben diese kon- stant. Trotzdem herrscht in der Reaktion kein Stillstand. Definitionsgemäß ist daher eine chemische Reaktion dann „zu Ende“, wenn die Konzentrationen der Anfangsstoffe und der Endstoffe konstant bleiben. Dieser Endzustand wird als chemisches Gleichgewicht bezeichnet. Das bedeu- tet NICHT, dass gleich viele Edukte und Produkte vorliegen, sondern nur, dass die Konzentration derselben gleich bleibt. Es bedeutet auch NICHT, dass nichts mehr passiert, sondern nur dass man von außen keine Veränderung mehr beobach- ten kann.( F31 ) Bei manchen Reaktionen ist es nun so, dass die Reaktion fast vollständig abläuft, also fast nichts an Edukten übrig bleibt. Bei anderen ist es genau umgekehrt, und viel Edukt bleibt übrig. Chemiker möchten das natürlich genauer wissen und dieses Verhältnis zwischen Edukt und Produkt in einer Größe aus- drücken. Wir betrachten die allgemeine Reaktion: A + B C + D Der Ablauf dieser Reaktion wird in Abb. 5.13 dargestellt. V 5.7 Modellversuch zur Gleichgewichtseinstellung Geräte Molekülbaukasten, speziell H und Cl-Atome, zusammenge- setzt zu H 2 und Cl 2 -Molekülen Durchführung: 2 Spieler sitzen einander gegenüber. Spieler A hat die Aufgabe, Cl 2 und H 2 -Moleküle zu HCl-Mole- külen umzubauen Spieler B hat die Aufgabe, die von Spieler A gebauten HCl- Moleküle wieder zu H 2 und Cl 2 -Molekülen zurückzubauen. Nach jeweils 30 Sekunden wird gestoppt und die jeweilige Anzahl der Moleküle aufgeschrieben. Das Spiel wird so lange in 30-Sekunden-Etappen wiederholt, bis sich die Anzahlen der beteiligten Moleküle nicht mehr ändern. Variante: Es gibt 2 Spieler A und nur 1 Spieler B. e Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv