Reaktionsrate- Reaktionsgeschwindigkeit – Simulation

Am Anfang einer chemischen Reaktion steht die maximale Anzahl an Teilchen von Ausgangsstoffen (rot und grün) zur Verfügung. Mit Beginn der Reaktion finden sofort viele wirksame (reaktive) Zusammenstöße statt. Es bilden sich viele Reaktionsprodukte(grau).

Gegen Ende der Reaktion stehen nur noch wenige reaktive Teilchen der Ausgangsstoffe zur Verfügung. Die Reaktion zwischen der Teilchen wird langsamer – seltener wirksam – und „endet“.

Diese Anwendung stammt von javalab.org

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Löslichkeit von Salzen

Hier solltest Du vorher unbedingt etwas zu Löslichkeit gelernt haben! ( Experiment: Löslichkeit, Salz lösen)

Gibt man Lösungen von Ionensubstanzen in Wasser, so kann es passieren, dass sich Ionen zu Salzkristallen zusammenlagern und als unlöslicher Niederschlag/Fällung ausfallen, das heißt „zu Boden sinken“.
Die Anziehungskräfte dieser Ionen liegen weit oberhalb der Kräfte des Lösungsmittels, diese Ionenkristalle zu zerstören.

Hier kannst Du herausfinden, welche Ionen dazu neigen, sich zusammenzulagern und auszufallen.

Probiere folgendes:

  1. Klicke auf „NaCl“ … lösliches Kochsalz verteilt sich im Wasser die Ionen Na^+ und Cl^- entstehen.
  2. Klicke nun auf AgNO_3 … lösliches Silbernitrat verteilt sich die Ionen Ag^+ und NO_{3}^{-}
  3. Du siehst nun, wie sich Ag^+ und Cl^- unweigerlich anziehen und verbinden. (Experiment als VIDEO)
  4. Der Stoff Silbernitrat (AgCl) löst sich nicht oder nur schwer in Wasser, daher bildet er sofort einen „Bodensatz“.
  5. Die beiden verbleibenden Ionen Na^+ und NO_{3}^{-} besitzen nicht solche starken Anziehungskräfte.
    Dort kann das Wasser im Behälter immer wieder die Anziehung verhindern.
  6. Kombiniere andere Salze und finde die restlichen „schwerlöslichen Salze“. (RESET leert das Becken)
    Für mehr Grundlagenstudium empfehle ich die Bearbeitung des Arbeitsblattes unter der Animation!

Arbeitsmaterial:

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Massen an chemischen Reaktionen

Voraussetzung für das Verständnis dieses Artikels ist die Kenntnis der folgenden Grundgesetze der Chemie:
Gesetz von der Erhaltung der Masse
Gesetz der konstanten Proportionen
Gesetz der multiplen Proportionen

Betrachten wir nun die Massenverhältnisse bei chemischen Reaktionen.
Reagiert Eisen (Fe) mit Schwefel (S) , so entsteht Eisensulfid (FeS).

Hier reagieren 1mol Eisen und 1 mol Schwefel zu 1 mol Eisensulfid.

Es gilt lt. Masseerhaltungsgesetz:
Die Masse der Ausgangsstoffe ist gleich der Masse der Reaktionsprodukte!

Die eingesetzten 88g Eisen und Schwefel ergeben 88g Produkt Eisensulfid.
Halbierte man die eingesetzten Massen, so entstünde auch nur halb so viel des Produkts.

Plant man nun nur einen Teil der theoretischen Masse einzusetzen,
so erhält man auch nur einen Anteil der entstehenden Produktmasse.

Welche Masse Eisensulfid entsteht , wenn man nur 10g Eisen einsetzt?

Der Schwefel spielt keine Rolle mehr…

Es entsteht eine Verhältnisgleichung für Eisen und Eisensulfid!

Nach Umstellung nach x ergibt sich…

x = 15,714g

Antwortsatz:
Es entstehen also 15,4g Eisensulfid, wenn man 10g Eisen einsetzt.

Die Masse Schwefel, die einzusetzen ist, errechnet sich auf die gleiche Weise.

Ein weiteres Beispiel:

Reagieren Eisenoxid und Kohlenstoff miteinander, so entsteht Eisen und gasförmiges Kohlenstoffdioxid.
Dies geschieht in den hier dargestellten Verhältnissen:

2 mol Eisenoxid reagieren mit 3 mol Kohlenstoff zu 4 mol Eisen und 3 mol Kohlenstoffdioxid

Die einzusetzenden Massen betragen demnach…

Die Koeffizienten vor den Formeln zeigen, dass ein doppelter oder gar dreifacher Anteil des Stoffes eingesetzt werden muss.

Welche Masse Eisenoxid ist einzusetzen, wenn man 10 kg Eisen produzieren will?

Nun ist nur noch das Verhältnis zwischen Eisenoxid und Eisen interessant…

Dafür ergibt sich die Rechenvorschrift:

Die Einheit Gramm (g)kann man kürzen, so bleibt nur die Einheit Kilogramm (kg) übrig!

Antwortsatz:
Man muss also 14,286kg Eisenoxid einsetzen, um 120kg Eisen zu produzieren.

weitere Übungsaufgaben

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