| Rechnen in der Chemie am Beispiel von drei
Reaktionen: Zink mit Jod
Eisen mit Schwefel
Wasserstoff mit Sauerstoff
1. Das Mol
... ist das Atomgewicht in Gramm, oder das
Molekülgewicht einer Verbindung in Gramm.
Sobald Atome in einer Reaktionsgleichung
miteinander verbunden sind, handelt es sich um Moleküle. (Ein Molekül ist
immer das, was die Formel sagt.)
Beispiel: Atomgewicht von Zn, Fe, S
Molekülgewicht von J2, H2,
O2 , H2O, FeS, ZnJ2
2. Satz von Dalton:
Stoffe reagieren miteinander in dem
Gewichtsverhältnis ihres Atom- bzw. Molekülgewichtes
Beispiel: 56 g Eisen reagieren mit 32 g S Das
sind die Molmengen. Sie dienen beim Rechnen als Ausgangsmenge.
Reaktion im Fall von 56 g Eisen mit 56 g S - 24 g
S bleiben übrig
Für den Satz von Dalton ist alles erforderlich,
was in einer Gleichung an Substanz drinsteht - also man muss auch die
Koeffizienten einbeziehen
2 H2 reagiert mit O2 im
Gewichtsverhältnis 4 : 32
Für praktische Versuche nimmt man meistens
Bruchteile oder Zehntelmengen der Gewichte, die bei Verwendung voller Molmengen
nötig sind.
Wieviel Schwefel brauche ich bei 28 g Eisen?
Es entstehen 22 g Eisensulfid. Wieviel Eisen war
notwendig?
3. Lösung einer Gewichtsrechnung:
1. Man schreibt die Gleichung hin
2. Man schreibt vorgegebene Molmengen hin
3. Man findet den gemeinsamen Teiler bei der
vorgefundenen Molmenge und wendet ihn auch auf die andern Stoffe in der
Gleichung an
...........................................
Etwa da kamen die Weihnachtsferien. Der
Einstieg im neuen Jahr fand statt mit folgenden Fragen:
Ein Mol ist ...
Der Satz von Dalton lautet ...
Die Loschmidt-Zahl ist ...
Man braucht die Loschmidt-Zahl, um ...
Die Avogadro-Zahl ist ...
Bei Gasen klappt sie, weil ....
Sodann wurden chemische Gleichungen erstellt
anhand von 6 Elementen:
Fe (gibt 2 Elektronen ab), S, C
sowie H2, O2, N2
Fe sollte dabei nur mit S, C und O zur Reaktion
gebracht werden. Die anderen Elemente waren beliebig kombinierbar.
Zunehmend schwierig waren die richtigen Gleichungen bei "S trifft auf
O", "C trifft auf N" und "N trifft auf O".
Bei "C trifft auf H" und "N trifft auf H" musste mal wieder
an die Besonderheit in der Schreibweise des Produktes erinnert werden.
... und dann begann kreuz und quer das Rechnen.
Der Vorteil der gewählten Elemente: Ihre Molmassen sind oft durch 4, gar 8
teilbar.
27.1.2014
Stundeninhalt: Rechnen mit Gasen
1. Gesetz von Avogadro: Wenn
Gase die gleiche Anzahl von Atomen / Molekülen enthalten („Teilchen“), dann
haben sie bei gleichem Druck und gleicher Temperatur das gleiche Volumen.
2. Folgerung aus diesem Satz: 1
Mol eines jeden Gases hat bei gleichem Druck und gleicher Temperatur das
gleiche Volumen
3. Wir gehen bei unseren Rechnungen
vereinfachend vom „Molvolumen bei Standardbedingungen“ aus: 22,4 l bei 25
Grad Celsius und 1 Bar Luftdruck
4. Gleichungen mit Gasen:
4.1. markieren Sie, wo bei den
folgenden Gleichungen Gase sind
4.2. erfinden Sie zu einer Gleichung
Ihrer Wahl eine Rechenaufgabe. Schreiben Sie die Aufgabe auf einen Zettel mit
ihrem Namen darüber. Der Lehrer verteilt die Aufgaben der Klasse um auf andere,
die sie lösen sollen.
S + O2
--> SO2
C + O2
--> CO2
2 H2
+ O2
--> 2 H2O
2 Ag2O
--> 4 Ag + O2
4 KNO3 --> 2 K2O + 2 N2
+ 5 O2
5. Rechnen „kreuz und quer“
- mit 7 chemischen Gleichungen:
Eisensulfidsynthese, Analyse von Disilberoxid, Knallgasreaktion, Schwefel
verbrennt, Kohlenstoff verbrennt, Jodvulkan und Teile der Reaktion von
Schwarzpulver
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mit Brüchen und Vielfachen der Molgewichte, der Loschmidt-Zahl 6 x 1023
und des Molvolumens 22,4 l (also
ohne Taschenrechner, ohne Kommazahlen)
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