Chemie begreifen, Schulbuch

Worum geht es? Was lässt sich beobachten? Überlegungen Überlegungen Was lässt sich beobachten? Die Entropie S 133 Das Streben der Stoffteilchen nach möglichst energiearmen Bindungen verleiht chemischen Reaktionen Triebkraft. Davon unabhängig existiert noch ein weiteres Antriebsprinzip für Stoffumwandlungen. Das Ziel ist, diese zweite Komponente der Triebkraft zu verstehen. Die salzartigen Reinstoffe Bariumhydroxid Ba(OH) 2 und Ammoniumchlorid NH 4 Cl werden in einem abgeschlossenen Gefäß durch Schütteln vermengt (a). Es bilden sich Wasser und Ammoniak NH 3 – ein stechend riechendes Gas (b). Das Gefäß wird auf ein kleines, nasses Holzbrett gestellt. Die Reaktion entzieht der Umgebung so viel Wärme, dass das Wasser gefriert und das Holzbrett nur noch schwer abzutrennen ist (c). Wie werden die Valenzstrichformeln für das OH – - und das NH 4 + -Ion gezeichnet? (Hinweise: Die negative Ladung eines Ions wird durch zusätzlich aufgenommene Elektronen verursacht. Positive Ladungen zeigen an, dass Außenelektronen abgegeben wurden.) Ist die beobachtete Stoffumwandlung exotherm oder endotherm? Warum müssen mindestens zwei Antriebsprinzipien für chemische Reaktionen existieren? Welche Stoffteilchen sind am Beginn der Reaktion vorhanden und welche am Ende? Welcher Vorgang könnte stattfinden, wenn Salze mit Wasser in Berührung kommen? Das zweite Antriebsprinzip für chemische Reaktionen lässt sich bei einem Spiel erkennen: Viele kleine Gruppen von Schülern/innen erhalten jeweils sechs Münzen. Diese werden alle gleich – zB Zahl nach oben – übereinander gestapelt. Jede Münze wird einzeln hochgeworfen und dann einem Stapel zugeordnet: Entscheidend ist, ob die Zahl nach oben oder unten zeigt. Die Größe der beiden Stapel wird notiert. Anschließend werden die sechs Münzen wieder hochgeworfen und wie vorhin sortiert. Beim Zusammenstellen der Ergebnisse zeigt sich, dass nur in ca. 20 % aller Fälle ein Stapel aus fünf oder sechs Münzen entsteht. Viel häufiger bilden sich zwei kleinere, etwa gleich große Stapel. In der Sprache der Chemie bedeutet dieses Versuchsergebnis: Große Stapel besitzen Triebkraft, sich in kleinere umzuwandeln. Wie lässt sich dieses Versuchsergebnis erklären? a) b) c) K3 C ENT EURO 2 C ENT EURO 2 C ENT EURO 2 C ENT EURO 2 kleine Stapel in 78 % aller Fälle große Stapel in 22 % aller Fälle Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv