Elemente und Moleküle, Maturatraining

44 Für die Beantwortung der Frage sind der Text A und die Fragen und Aufgaben aus Teil B heranzuziehen. Teil C enthält die Anleitung für einen Modellversuch zum Airbag. Der Aufbau bei der Präsentation soll eine eingeständige Entscheidung sein. Bücher: „Elemente“ – Seiten 44–46, 48–49, „ELMO“ – Seiten 40–42, 44–45, 191 „Moleküle“ – Seite 73 Wichtige Begriffe: Stöchiometrie, Molmasse, molare Masse, Reaktionsgleichung, exotherm–endotherm, allgemeines Gasgesetz Lösungen der Fragen und Aufgaben: el: Elemente, mo: Moleküle, elmo: 1. mo–S–73 und elmo–S–191 2. 4 C 3 H 5 (ONO 2 ) 3 12 CO 2 + 10 H 2 O + 5 N 2 + 2 NO 3. n(Gly) = m/M = 1600/227 = 7,05 mol n (Gly) : n (Gase) = 4 : 29 n (Gase) = 29 . n (Gly) /4 = 29 . 7,05/4 = = 51,11 mol p . V = n . R . T (R = p 0 . V 0 m/T 0 = 1 . 22,7/273 = = 0,083 L . bar/mol . K) p = nRT/V = 51,11 . 0,083 . 4873/1 = 20672 bar 4. elmo–S–42 bis 45; el–S–46 bis 49 5. Der Effekt der Sprengung beruht auf dem Druckanstieg von 1 bar auf über 20 000 bar innerhalb weniger als ei- ner tausendstel Sekunde. Diesem Druckschock hält kein Material stand. Bei mangelnder Dämmung entweichen schon zu Beginn der Reaktion die gebildeten Gase, der Druckanstieg ist viel geringer. Aufgabe 20 Der Airbag Fragestellung: Die qualitativ und quantitativen Zusammenhänge beim Auslösen des Airbags sollen beschrieben werden. Anhand dieser Beschreibung soll das Aufstellen von Reaktionsgleichungen und die Grundlagen der stöchiometrischen Berechnungen erklärt werden. T ext Text (A): Ausschnitt aus „Sonnen, Sex und Schokolade“ von John Emsley; WILEY- VCH 2003 Die Chemikalienmischung, die ein Airbag enthält besteht aus Natriumazid NaN 3 , Ka- liumnitrat und Siliciumdioxid. Die chemische Reaktionskette beginnt mit der Entzün- dung einer kleinen Menge Natriumazid durch einen elektrischen Impuls. Dabei steigt die Temperatur lokal auf 300 °C an, was zur raschen Zersetzung der Hauptmenge an Natriumazid führt. Bei der Verbrennung dieser Verbindung entsteht geschmolzenes metallisches Natrium und Stickstoffgas. Das Natrium reagiert mit dem Kaliumnitrat, wobei weiterer Stickstoff freigesetzt und Kalium- und Natriumoxide gebildet werden, welche sich umgehend mit dem Siliciumdioxid zu ungefährlichem Silicatglas verbin- den. Nur Stickstoff gelangt in die Kissen. Crash-Sensor „Explosions- kammer“ Lenksäule Fragen und Aufgaben (B): 1. Gib die Formeln aller (bis auf Silicatglas) im Text angesprochenen Stoffe an und nenne das Bindungsmodell. 2. Die Abbildung zeigt das Gitter von Siliciumdioxid (grau: Si; rot: O). Vergleiche die Struktur mit der von Kohlenstoffdioxid. 3. Erstelle die Reaktionsgleichung für die Zersetzung von Natriumazid. 4. Zu welchem Reaktionstyp gehört diese Reaktion? 5. Zeichne die mesomeren Grenzstrukturen des Azid-Ions. 6. Was versteht man unter „Mesomerie“? 7. Erstelle die Reaktionsgleichung für die Reaktion von Natrium mit Kaliumnitrat. REP TRA TRA TRA REP REF TRA Info-Box Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv