Die chemische Reaktion

Die chemische Reaktion1. VersuchIn eine mit Sauerstoff gefüllte Flasche halten wir ein Stückbrennenden Schwefel.Beobachtung : Der gelbe Schwefel verbrennt mit blauerFlamme. Dabei wird Wärme frei und es entsteht einfarbloses, stechend riechendes Gas.Erklärung : Der Schwefel verbindet sich mit demSauerstoff zu Schwefelsauerstoff (= Schwefeldioxid).im Teilchenmodell :+chem. Gleichung : S + O 2 SO 2man sagt : Schwefel + Sauerstoff reagieren zu SchwefeldioxidAus den beiden Ausgangsstoffen (Edukten) entsteht ein neuer Stoff (Produkt) miteigenen, typischen Eigenschaften :Eigenschaften Schwefel S Sauerstoff O 2 Schwefeldioxid SO 2Aggregatzustand fest gasförmig gasförmigFarbe gelb farblos weisslichGiftigkeit giftklassefrei lebensnotwendig Giftklasse 2Schmelzpunkt 119 °C -218 °C -75 °C2. VersuchWir mischen 7 g Eisenpulver mit 4 g Schwefel,bringen das Gemisch in ein RG und erhitzen es mitdem Bunsenbrenner.Beobachtung : Das Gemisch glüht auf und esentsteht ein dunkelgrauer, spröder Stoff.Dabei wird Wärme frei.Erklärung : Das Eisen verbindet sich mit dem Schwefel zuEisenschwefel (= Eisensulfid).im Teilchenmodell :+chem. Gleichung : Fe + S FeSman sagt : Eisen + Schwefel reagieren zu Eisensulfid

Die Eigenschaften von Edukten und Produkt im Vergleich :Eigenschaften Eisen Fe Schwefel S Eisensulfid FeSAggregatzustand fest fest festFarbe hellgrau gelb grau-schwarzel. Leitfähigkeit gute keine keineMagnetisierbarkeit sehr gute keine keineSchmelzpunkt 1535 °C 119 °C 1195 °CSiedepunkt 2730 °C 444 °C zersetzt sich3. VersuchGlaswolleIn ein Reagenzglas bringen wir etwas rotesQuecksilberoxid, verschliessen die Oeffnungmit einem Zapfen, in dem ein Glasrohr steckt.Dieses führt in einen mit Wasser gefüllten,umgekehrten Standzylinder, der in einemWasserbecken steht. Wir erwärmen den Stoffbehutsam.Beobachtung : Es entweicht ein Gas. Am Glasrand setzt sich eine silbrigglänzende Flüssigkeit ab. Man muss ständig heizen, sonst hört dieReaktion auf.Erklärung : Durch das Erhitzen beginnen die Teilchen des Stoffes sofest zu zittern, dass ihre Bindungen reissen : das Quecksilberoxidspaltet sich auf in seine Bestandteile Quecksilber und Sauerstoff.im Teilchenmodell :+chem. Gleichung : 2 HgO 2 Hg + O 2man sagt : Queck- reagiert zu Queck- + Sauersilberoxidsilber stoffDie Stoffeigenschaften im Vergleich :Eigenschaften Quecksilberoxid HgO Quecksilber Hg Sauerstoff O 2Aggregatzustand fest flüssig gasförmigFarbe rot grau farblosSchmelzpunkt zersetzt sich -38 °C -218 °CGiftigkeit Giftklasse 1 Giftklasse 1 giftklassefrei

4. VersuchWir füllen nebenstehendes Gefäss mitangesäuertem Wasser und lassenGleichstrom hindurchfliessen.–+Beobachtung : An den Elektrodenentstehen Gase, am Minuspol doppeltso viel wie am Pluspol. Wenn man denStrom abstellt, hört die Gasentwicklungauf.Erklärung : Das Wasser wird durch denelektrischen Strom aufgespalten inseine Bestandteile Wasserstoff undSauerstoff.im Teilchenmodell : +chem. Gleichung : 2 H 2 O 2 H 2 + O 2man sagt : Wasser reagiert zu Wasser- SauerstoffstoffEigenschaften Wasser H 2 O Wasserstoff H 2 Sauerstoff O 2Aggregatzustand flüssig gasförmig gasförmigFarbe farblos farblos farblosSchmelzpunkt 0°C -259°C -218°CSiedepunkt 100°C -252°C -183°CDichte 1 g/cm 3 0,000’09 g/cm 3 0,001’43 g/cm 3MERKE : Unter chemischen Reaktionen verstehen wir Vorgänge, bei denenaus einem oder mehreren Stoffen neue Stoffe mit anderenEigenschaften entstehen. Bei jeder chemischen Reaktion findet ein Energieaustausch statt :Geben die reagierenden Stoffe Energie ab, so nennt man die Reaktionexotherm. Zum Starten der Reaktion müssen die Ausgangsstoffe oft zuersterhitzt werden.Muss den Stoffen laufend Energie zugeführt werden, damit sie reagieren, sonennt man die Reaktion endotherm. Eine chem. Reaktion, bei der Elemente zu einer Verbindung verbundenwerden, nennt man Synthese.Eine chem. Reaktion, bei der eine Verbindung in ihre Elemente aufgespaltenwird, nennt man Analyse. Eine chemische Gleichung gibt an, welche Stoffe miteinander inwelchem Teilchenverhältnis reagieren.

6. VersuchIn eine mit warmem Wasser gefüllteBlechschale werfen wir ein Stück frischentrindetes Natrium. Aus Sicherheitsgründenführen wir den Versuch in einem durchsichtigenPlexiglasgehäuse durch.Beobachtung :1. Das Natrium zischt auf demWasser wie ein Luftkissenbootumher. Es schmilzt augenblicklichund nimmt Kugelform an.2. Auf einmal entzündet es sich undbrennt mit oranger Flamme.Dabei entsteht weisser Rauch.3. Plötzlich knallt es.4. Nach der Reaktion fühlt sich dasWasser seifig an.ErklärungBei diesem Versuch laufen drei chemische Vorgänge teilweise gleichzeitig ab :1. Reaktion : Das Natrium reagiert mit dem Wasser zu Natronlauge (seifig)und Wasserstoff (zischend entweichendes Gas).im Teilchenmodell : + +chem. Gleichung : 2 Na + 2 H 2 O 2 NaOH + H 2in Worten : Natrium + Wasser Natronlauge + Wasserstoff

2. Reaktion : Dabei entsteht so viel Wärme, dass das Natrium nicht nuraugenblicklich schmilzt (Smp = 98 °C), sondern sich sogar nochselbst entzündet und mit oranger Flamme brennt. Beim Verbrennenverbindet sich das Natrium mit Sauerstoff aus der Luft und bildetfeines, festes Natriumperoxid (= weisser Rauch).im Teilchenmodell : +chem. Gleichung : 2 Na + O 2 Na 2 O 2in Worten : Natrium + Sauerstoff Natriumperoxid3. Reaktion : Der sich in der 1. Reaktion gebildete Wasserstoff entweichtin die Luft und baut dort mit dem Sauerstoff ein unsichtbares,gefährliches Gemisch auf : Knallgas. Beim ersten Aufflammen desNatriums (2. Reaktion) wird das Gemisch gezündet und esexplodiert : schlagartig verbindet sich der Wasserstoff mitLuftsauerstoff und bildet Wasser(dampf) von dem man allerdingsnach der Explosion nichts mehr findet.im Teilchenmodell : +chem. Gleichung : 2 H 2 + O 2 2 H 2 Oin Worten : Wasserstoff + Sauerstoff Wasser

7. Versucha) b)Wir erhitzen nacheinandera) einen Bleistreifenb) einen Aluminiumstreifen(100 x 20 x 1 mm) mit derBunsenbrennerflamme undvergleichen, wie sie schmelzen.Beobachtung :Der Bleistreifen schmilzttropfend, beim Alustreifenbildet sich eine Tasche,welche das geschmolzeneAluminium zusammenhält.Erklärung : Beim Schmelzen verlassen die Atome ihre festen Plätze in regelmässigerAnordnung und bilden einen lockeren Verband. Ist die Temperatur gross genug, soreagieren die Atome der äussersten Schicht mit dem Sauerstoff der umgebenden Luft.Es bildet sich eine hauchdünne Schicht aus Bleioxid PbO, bzw. Alumniumoxid Al 2 O 3 .Die Schicht aus Bleioxid ist schwach und vermag das geschmolzene Blei nicht zuhalten. Deshalb tropft das flüssige Blei herunter.Die Schicht aus Alumniniumoxid ist stark und reissfest und vermag das geschmolzeneAluminium wie eine Tasche zu halten.Wir können uns die Reaktion von Aluminium mit dem Sauerstoff der Luftetwa so vorstellen :im Teilchenmodell :+wir sagen : Aluminium + Sauerstoff reagieren Aluminiumzuoxidchem. Gleichung : 4 Aú + 3 O 2 2 Aú 2 O 3Aluminium ist derart reaktionsfreudig, dass es schon bei normaler Temperatur mit demSauerstoff der Luft reagiert und sich mit einer Alumniumoxidschicht überzieht.Diese hauchdünne, zähe Oxidschicht schützt es vor Korrosion, macht es alsowetterfest. Weil es zudem ein Leichtmetall ist (ρ < 4 g/cm 3 ) und sich gut bearbeitenlässt, gehört es zusammen mit Eisen und Kupfer zu den wichtigsten Werkmetallen.Es wird verwendet im Fahrzeugbau, für Felgen, Flugzeuge, Folien, Gehäuse,Hochspannungsleitungen, Lamellenstoren, Leitern, Münz, Pfannen, Schokoladenpapier,Velorahmen, Verkehrsschilder, Werkzeuge, Zigarettenpapier, usw.