Chemie begreifen, Schulbuch

H 2 + I 2 2 HI Praktikum Nr. 11 J1 Modellversuch zur Bestimmung der Gleichgewichtskonstanten 116 Die Berechnung kann zu unterschiedlichen Ergebnissen führen, weil die Zahl der Molekül- modelle verglichen mit einer echten chemischen Reaktion viel zu klein ist. Daher ist das arithmetische Mittel zu berechnen, weil dieses dem theoretischen Wert näher kommt. 6) Aufräumen und Protokollabgabe: Das Protokoll enthält: Datum, Klasse, Arbeitsplatz-Nr., die ausgefüllte Tabelle, die Valenzstrichformeln der H 2 -, I 2 - und HI-Moleküle, den Mittelwert für K und die Antwort auf folgende Frage: Warum steigt die Anzahl der H 2 -Molekülmodelle nach deren Entnahme und sinkt wieder nach dem Hinzufügen? 4) Startposition 4 untersuchen (Vergrößerung der Eduktmenge). Nach dem Entfernen der H 2 -Molekülmodelle ist ein anderes dynamisches Gleichgewicht entstanden. Jetzt kommen wieder alle H 2 -Molekülmodelle zum Einsatz. Nach dem Umstecken werden die Mengenverhältnisse festgehalten. 3) Startposition 3 untersuchen (Verringerung der Eduktmenge). Man belässt die Anzahl der I 2 - und HI-Molekülmodelle, wie sie beim vorangehenden Versuch entstanden ist. Von den H 2 -Molekülmodellen werden ca. 90 % entfernt. Die Gesamtzahl der Molekülmodelle im Behälter liegt dadurch etwas unter 100. Das Umstecken und Auszählen erfolgt nach dem bisher verwendeten Schema. 2) Startposition 2 untersuchen (100 % Produkte). Jedes helle Plättchen wird mit einem dunklen zusammengesteckt. Auf diese Weise entstehen 120 Molekülmodelle für HI. Wiederum wird 5 Minuten umgesteckt. Die Anzahl der gebildeten Molekülmodelle wird ermittelt und protokolliert. 1) Startposition 1 untersuchen (100 % Edukte). Aus jeweils 2 hellen bzw. 2 dunklen Plättchen werden 60 H 2 - und 60 I 2 -Molekülmodelle hergestellt. Unter ständigem Umrühren wird – wie oben beschrieben – 5 Minuten umgesteckt. Anschließend wird die Anzahl der einzelnen Molekülmodelle gezählt und in die Tabelle eingetragen. Startposition 3 (90 % der H 2 -Molekülmodelle fehlen) Startposition 4 (Teilnahme aller H 2 -Molekülmodelle) Startposition 1 (100 % Edukte) Startposition 2 (100 % Produkte) nach 5 min umstecken nach 5 min umstecken nach 5 min umstecken Berechnung von K unmöglich 60 60 0 0 120 1 2 3 4 unmöglich unmöglich unmöglich nach 5 min umstecken 0 Anzahl H 2 Anzahl I 2 Anzahl HI 5) Gleichgewichtskonstante K berechnen. Die Reaktionsgleichung lautet: H 2 + I 2 2HI Die Konzentrationen im Gleichgewicht ergeben sich – statt in Mol/l – als Anzahl der Molekülmodelle pro Behälter. Wenn man die beobachteten Konzentrationswerte entsprechend der Gleichgewichtskonstanten verknüpft, erhält man den Zahlenwert von K. Kurzfassung: In einem Behälter befinden sich 120 Modelle für H 2 -, I 2 - und HI-Moleküle. Davon werden immer zwei Stück nach dem Zufallsprinzip herausgegriffen und zusammen- gesteckt. Die beiden äußeren Plättchen werden abgetrennt und zu einem neuen Molekülmodell kombiniert: + + Wenn 10 Personen 5 Minuten lang p a u s e n l o s diese Arbeit durchführen, so stellt sich ein dynamisches Gleichgewicht ein. Von verschiedenen Startpositionen ausgehend kann K ermittelt werden. Um möglichst genaue Ergebnisse zu erhalten, muss der Vorgang automatisch und blindlings durchgeführt werden. Reagierende Moleküle »überlegen« nicht, ob eine neue Kombination sinnvoll ist. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv